Uso de péptidos derivados de la proteína relacionada con la parathormona para aumentar la formación y la regeneración ósea / Use of peptides derived from parathyroid hormone-related protein for increasing bone formation and bone regeneration

RESUMEN

Las patologías prevalentes del aparato locomotor como la osteoporosis suponen actualmente un desafío para las sociedades occidentales. La pérdida de masa ósea asociada comúnmente a la edad, especialmente pero no únicamente ligada a la pérdida de estrógenos, aumenta el riesgo de fracturas. En numerosas ocasiones, su reparación está comprometida debido a causas metabólicas del huésped o a la magnitud de la lesión ósea. Esto determina la importancia de estrategias que ayuden a regenerar el hueso dañado, p.e., el uso de factores osteogénicos. Así, se ha propuesto la administración sistémica de la parathormona (PTH), el primer factor anabólico eficaz en el tratamiento de la osteoporosis, que estimula predominantemente la formación ósea en las unidades de remodelado óseo. Recientemente, se ha introducido en la farmacopea un análogo peptídico basado en la secuencia N-terminal de la proteína relacionada con la PTH (PTHrP) (abaloparatida). Este exhibe gran afinidad por el receptor tipo 1 de la PTH y presenta ventajas farmacocinéticas (disminuyendo el riesgo de hipercalcemia) frente a esta hormona en su uso terapéutico en la osteoporosis. Tanto la PTH como la PTHrP N-terminal incrementan la formación del callo de fractura y la integridad del hueso neoformado en modelos animales. Además, el péptido osteostatina derivado de la PTHrP C-terminal, no relacionada con la PTH, presenta propiedades osteogénicas in vitro e in vivo en modelos de osteoporosis. En los últimos años, se ha demostrado que la unión de osteostatina a diversos tipos de implantes (basados en biocerámicas mesoporosas de SiO y biovidrios con Zn) mejora el biomaterial de base para implementar la regeneración ósea. Los datos actuales apoyan a los péptidos derivados de la PTHrP como una estrategia prometedora en aplicaciones de ingeniería tisular ósea. (AU)

ABSTRACT

Osteoporosis, the most prevalent pathology affecting the skeleton, currently represents a challenge for Western societies. Bone mass loss with age, mainly but not exclusively related to estrogen deficiency, increases fracture risk. Fracture repair is frequently impaired due to metabolic alterations and/or the extention of bone damage. Thus, strategies like use of osteogenic factors that help regenerate damaged bone tissue are highly needed. In this regard, systemic administration of parathormone (PTH) represents the first anabolic treatment in osteoporosis by predominantly increasing bone formation over bone resorption during bone remodeling. Recently, there is a pharmacological alternative to PTH based on a peptide analogue derived from the N-terminal sequence of PTH-related protein (PTHrP) (named abaloparatide). This peptide exhibits great affinity for PTH type 1 receptor, and presents pharmacokinetic advantages (decreasing the risk of hipercalcemia), compared to PTH in the treatment of osteoporosis. N-terminal peptides of both PTH and PTHrP promote the formation of fracture callus and bone healing in animal models of bone injury. In addition, osteostatin peptide derived from the C-terminal tail of PTHrP -unrelated to PTH- displays osteogenic features in vitro and in vivo in osteoporosis models. In recent years, osteostatin loading into various types of implants (including mesoporous bioceramics based on SiO and Zn-doped bioglasses) improves the capacity of the biomaterial to increase bone regeneration. Current data support the notion that PTHrP-derived peptides are a promising strategy for bone tissue engineering applications. (AU)