Peptida alami menunjukkan potensi sebagai agen perbaikan tulang baru

Para peneliti dari Birmingham telah menunjukkan bahwa PEPITEM, sebuah peptida (protein kecil) alami, menjanjikan sebagai agen terapeutik baru untuk pengobatan osteoporosis dan gangguan pengeroposan tulang lainnya, dengan keunggulan yang jelas dibandingkan obat-obatan yang sudah ada.

PEPITEM (Peptide Inhibitor of Trans-Endothelial Migration) pertama kali diidentifikasi pada tahun 2015 oleh para peneliti dari Universitas Birmingham.

Penelitian terbaru yang dipublikasikan di Cell Reports Medicine menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa PEPITEM dapat digunakan sebagai intervensi klinis baru dan awal untuk membalikkan penyakit muskuloskeletal yang berkaitan dengan usia, dengan data yang menunjukkan bahwa PEPITEM meningkatkan mineralisasi, pembentukan dan tulang kekuatan, dan membalikkan pengeroposan tulang pada model hewan yang terkena penyakit.

Tulang terus-menerus dibentuk, direnovasi, dan direnovasi sepanjang hidup, dan hingga 10% tulang manusia diganti setiap tahun melalui interaksi kompleks antara dua jenis sel—osteoblas, yang membentuk tulang, dan osteoklas, yang memecah tulang. Gangguan dalam proses yang dikoordinasikan dengan cermat ini bertanggung jawab atas penyakit seperti osteoporosis dan rheumatoid arthritis, yang ditandai dengan kerusakan tulang yang berlebihan, atau ankylosing spondylitis, yang melibatkan pertumbuhan tulang yang tidak normal.

Terapi yang paling umum digunakan untuk osteoporosis (bifosfonat) menargetkan osteoklas untuk mencegah pengeroposan tulang lebih lanjut. Meskipun terdapat agen-agen "anabolik" baru yang dapat mendorong pembentukan tulang baru, obat-obatan tersebut memiliki keterbatasan dalam penggunaan klinis, dengan teriparatide (hormon paratiroid, atau PTH) hanya efektif selama 24 bulan, dan romosozumab (antibodi anti-sclerostin) yang berhubungan dengan kardiovaskular. Penyakit. -kejadian vaskular.

Oleh karena itu, terdapat kebutuhan yang jelas untuk mengembangkan terapi baru untuk merangsang perbaikan tulang pada penyakit muskuloskeletal terkait usia, dan osteoporosis adalah penyakit yang paling umum terjadi.

Para peneliti yang dipimpin oleh Dr Helen McGettrick dan Dr Amy Naylor, termasuk Dr Jonathan Lewis dan Catherine Frost dari Institute of Inflammation and Aging di University of Birmingham, dan Dr James Edwards dari Nuffield Department of Orthopaedics, Rheumatology and Musculoskeletal Sciences di Universitas Oxford, mulai menyelidiki potensi efek terapeutik PEPITEM pada kondisi ini.

PEPITEM adalah protein pendek (peptida) alami yang diproduksi di dalam tubuh dan ditemukan beredar di semua orang dalam jumlah rendah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa PEPITEM mengatur remodeling tulang dan peningkatan jumlahnya di dalam tubuh merangsang mineralisasi tulang pada "tulang muda" yang tidak dalam keadaan sakit atau pra-osteoporosis, dan hal ini menyebabkan peningkatan kekuatan tulang dan kepadatannya, serupa dengan obat standar saat ini (bifosfonat dan PTH).

Namun, ujian utama untuk potensi terapi baru adalah kemampuannya menargetkan proses perbaikan alami yang terganggu karena usia atau penyakit inflamasi.

Di sini, para peneliti menunjukkan bahwa pemberian PEPITEM tambahan membatasi pengeroposan tulang dan meningkatkan kepadatan tulang pada model hewan menopause, yang merupakan penyebab umum pengeroposan tulang osteoporosis pada manusia. Penelitian mereka juga menunjukkan hasil serupa pada model penyakit radang tulang (artritis), di mana PEPITEM secara signifikan mengurangi kerusakan dan erosi tulang.

Temuan ini didukung oleh penelitian yang menggunakan jaringan tulang manusia yang diambil dari pasien lanjut usia selama operasi sendi. Studi-studi ini menunjukkan bahwa sel-sel dari orang dewasa yang lebih tua merespons PEPITEM dengan secara signifikan meningkatkan pematangan osteoblas dan kemampuannya untuk memproduksi dan memineralisasi jaringan tulang.

Pekerjaan mereka dengan kultur sel dan jaringan menunjukkan bahwa PEPITEM memiliki efek langsung pada osteoblas, menstimulasi pembentukan tulang dengan meningkatkan aktivitas osteoblas, bukan jumlahnya. Penelitian lebih lanjut mengidentifikasi reseptor NCAM-1 sebagai reseptor spesifik untuk PEPITEM dalam osteoblas dan sangat menyarankan bahwa jalur pensinyalan NCAM-1-β-catenin bertanggung jawab atas peningkatan aktivitas osteoblas. Reseptor dan jalur ini berbeda dengan reseptor PEPITEM yang dijelaskan sebelumnya di jaringan lain.

Para peneliti juga mempelajari efek PEPITEM pada osteoklas dan resorpsi tulang. Di sini, penelitian pada tikus menunjukkan bahwa PEPITEM secara signifikan mengurangi jumlah osteoklas, yang menyebabkan penurunan resorpsi mineral tulang. Selanjutnya, para peneliti menunjukkan bahwa penurunan aktivitas osteoklas adalah hasil dari zat larut yang dilepaskan secara lokal ke dalam jaringan tulang oleh osteoblas yang "diaktifkan" oleh PEPITEM.

Dr Helen McGettrick berkata: "Meskipun obat yang paling umum digunakan, bifosfonat, bekerja dengan menghalangi kerja osteoklas, PEPITEM bekerja dengan mengubah keseimbangan demi pembentukan tulang tanpa mengganggu kemampuan osteoklas untuk menyerap tulang yang rusak atau lemah. Jaringan melalui remodeling tulang normal."

Helen Dunster, Manajer Pengembangan Bisnis, yang mengawasi kekayaan intelektual yang terkait dengan PEPITEM selama delapan tahun terakhir, mengatakan: “PEPITEM adalah subjek dari sejumlah kelompok paten yang terkait dengan aktivitasnya dalam peradangan dan peradangan yang dimediasi oleh kekebalan tubuh, tulang dan berhubungan dengan penyakit obesitas, serta penyakit yang terdiri dari farmakofor PEPITEM yang lebih kecil."