Un peptide naturale mostra un potenziale come nuovo agente di riparazione ossea

I ricercatori di Birmingham hanno dimostrato che PEPITEM, un peptide (piccola proteina) naturale, è promettente come nuovo agente terapeutico per il trattamento dell'osteoporosi e di altri disturbi che causano la perdita delle ossa, con chiari vantaggi rispetto ai farmaci esistenti.

PEPITEM (Peptide Inhibitor of Trans-Endothelial Migration) è stato identificato per la prima volta nel 2015 dai ricercatori dell'Università di Birmingham.

Una recente ricerca pubblicata sulla rivista Cell Reports Medicine ha dimostrato per la prima volta che PEPITEM può essere utilizzato come un nuovo e precoce intervento clinico per invertire le patologie muscoloscheletriche legate all'età, con dati che dimostrano che PEPITEM migliora la mineralizzazione, la formazione e la resistenza delle ossa e inverte la perdita ossea nei modelli animali delle malattie.

L'osso si forma, si ricostruisce e si rimodella continuamente per tutta la vita, e fino al 10% dell'osso umano viene sostituito ogni anno attraverso una complessa interazione tra due tipi di cellule: gli osteoblasti, che formano l'osso, e gli osteoclasti, che lo distruggono. Interruzioni di questo processo attentamente coordinato sono responsabili della manifestazione di malattie come l'osteoporosi e l'artrite reumatoide, caratterizzate da un'eccessiva distruzione ossea, o la spondilite anchilosante, che comporta una crescita ossea anomala.

Le terapie per l'osteoporosi più comunemente utilizzate (bifosfonati) agiscono sugli osteoclasti per prevenire l'ulteriore perdita ossea. Sebbene esistano nuovi agenti "anabolizzanti" in grado di promuovere la neoformazione ossea, presentano limitazioni nell'uso clinico: il teriparatide (ormone paratiroideo, o PTH) è efficace solo per 24 mesi e il romosozumab (un anticorpo anti-sclerostina) è associato a eventi cardiovascolari.

È quindi evidente la necessità di sviluppare nuove terapie per stimolare la riparazione ossea nelle patologie muscoloscheletriche legate all'età, di cui l'osteoporosi è la più comune.

I ricercatori guidati dalla dottoressa Helen McGettrick e dalla dottoressa Amy Naylor, tra cui il dottor Jonathan Lewis e Catherine Frost dell'Institute of Inflammation and Ageing dell'Università di Birmingham e il dottor James Edwards del dipartimento di ortopedia, reumatologia e scienze muscoloscheletriche Nuffield dell'Università di Oxford, hanno iniziato a studiare i potenziali effetti terapeutici di PEPITEM in queste condizioni.

PEPITEM è una proteina corta (peptide) naturale, prodotta dall'organismo e presente in piccole quantità in circolo in tutti gli esseri umani.

I risultati dello studio hanno dimostrato che PEPITEM regola il rimodellamento osseo e che l'aumento della sua quantità nell'organismo stimola la mineralizzazione ossea nelle "ossa giovani" che non si trovano in uno stato patologico o pre-osteoporotico, e che ciò determina un aumento della resistenza e della densità ossea simile a quello dei farmaci standard attuali (bifosfonati e PTH).

Tuttavia, un test chiave per una potenziale nuova terapia è la sua capacità di colpire un processo di riparazione naturale che viene interrotto dall'età o da una malattia infiammatoria.

In questo studio, i ricercatori hanno dimostrato che l'integrazione di PEPITEM ha limitato la perdita ossea e migliorato la densità ossea in modelli animali di menopausa, una causa comune di perdita ossea osteoporotica negli esseri umani. I loro studi hanno mostrato risultati simili anche in modelli di malattia ossea infiammatoria (artrite), in cui PEPITEM ha ridotto significativamente il danno e l'erosione ossea.

Questi risultati sono stati supportati da studi che hanno utilizzato tessuto osseo umano estratto da pazienti anziani durante interventi chirurgici alle articolazioni. Questi studi hanno dimostrato che le cellule degli anziani rispondono a PEPITEM aumentando significativamente la maturazione degli osteoblasti e la loro capacità di produrre e mineralizzare tessuto osseo.

Il loro lavoro con cellule e colture tissutali ha dimostrato che PEPITEM ha un effetto diretto sugli osteoblasti, stimolando la formazione ossea aumentandone l'attività piuttosto che il numero. Ulteriori studi hanno identificato il recettore NCAM-1 come recettore specifico per PEPITEM negli osteoblasti e hanno fortemente suggerito che la via di segnalazione NCAM-1-β-catenina sia responsabile dell'aumento dell'attività degli osteoblasti. Questo recettore e questa via sono diversi dai recettori PEPITEM precedentemente descritti in altri tessuti.

I ricercatori hanno anche esaminato gli effetti di PEPITEM sugli osteoclasti e sul riassorbimento osseo. In questo caso, studi sui topi hanno dimostrato che PEPITEM riduceva significativamente il numero di osteoclasti, con conseguente riduzione del riassorbimento minerale osseo. I ricercatori hanno successivamente dimostrato che la riduzione dell'attività degli osteoclasti era dovuta a una sostanza solubile secreta localmente nel tessuto osseo dagli osteoblasti "attivati" da PEPITEM.

La dottoressa Helen McGettrick ha affermato: "Mentre i farmaci più comunemente usati, i bifosfonati, agiscono bloccando l'azione degli osteoclasti, PEPITEM agisce spostando l'equilibrio a favore della formazione ossea senza compromettere la capacità degli osteoclasti di riassorbire il tessuto osseo danneggiato o debole attraverso il normale rimodellamento osseo."

Helen Dunster, responsabile dello sviluppo aziendale, che ha supervisionato la proprietà intellettuale associata a PEPITEM negli ultimi otto anni, ha affermato: "PEPITEM è oggetto di numerose famiglie di brevetti correlati alla sua attività nell'infiammazione e nelle malattie infiammatorie immunomediate, ossee e correlate all'obesità, oltre a essere costituito da farmacofori PEPITEM più piccoli."