загрузка...
 
Г.Я. Шварц ООО  Институт прикладной фармакологии, Москва Остеотропные цитокины семейства TNF и создание нового поколения лекарственных средств для лечения остеопороза Остеопороз
Повернутись до змісту

Г.Я. Шварц ООО  Институт прикладной фармакологии, Москва Остеотропные цитокины семейства TNF и создание нового поколения лекарственных средств для лечения остеопороза Остеопороз

 (ОП) — системное заболевание скелета, характеризующееся снижением массы костной ткани в единице объема, повышением хрупкости костей и риска их переломов. Существующие лекарственные препараты для лечения ОП не в полной мере отвечают современным требованиям эффективности и безопасности. Это является основанием для проведения исследований по созданию нового их поколения на основе достижений молекулярной биологии, связанных с изучением процессов ремоделирования костной  ткани, осуществляющихся при участии  кость резорбирующих клеток — остеокластов  (ОК) и кость формирующих клеток — остеобластов  (ОБ),регуляция активности которых осуществляется как  системными и местными  гормонами,  так и цитокинами. К числу важнейших  сигнальных механизмов, контролирующих резорбцию кости в физиологических и патологических условиях, относятся открытые в последние годы остеопротегерин  (ОПГ) — цитокин из  семейства фактора некроза опухолей, а  также его лиганд  (ЛОПГ) и рецептор на ОК (RANK, рецептор активатор ядерного фактора ), активация которого стимулирует резорбирующую активность этих клеток кости. ОПГ является белковым «рецептором ловушкой», который связывает ЛОПГ и  предупреждает таким образом активирующее влияние последнего на RANK. Исходя из  таких представлений, данный механизм регуляции резорбирующей активности ОК рассматривают как новую перспективную возможность создания на основе  рекомбинантного  ОПГ лекарственного препарата для лечения ОП. Имеются первые доказательства клинической эффективности такого препарата. (Цитокины и воспаление. 2004. Т. 3, № 3. С. 3–9.)

Ключевые слова: обзор, остеопороз, остеопротегерин, RANK, RANKL.

Одним из последствий происходящих в настоящее время в мире демографических изменений является увеличение доли пожилых людей в популяции и, соответственно, закономерный рост заболеваемости характерными для старших возрастных групп болезнями, к числу которых относится остеопороз (ОП). ОП, являющийся наиболее частым вариантом метаболических остеопатий, представляет собой системное заболевание скелета и характеризуется прогрессирующим снижением массы кости в единице объема, нарушением микро архитектоники костной ткани, что приводит к повышению хрупкости костей и высокому риску их переломов. Вопросы фармакотерапии продолжают оставаться важнейшим аспектом проблемы ОП в целом. В последние 25–30 лет для лечения ОП было предложено большое количество лекарственных средств различного механизма действия [1]. К их числу относятся препараты женских половых гормонов и близких к ним соединений  (эстрогены, эстрогенгестагенные препараты, селективные модуляторы эстрогеновых рецепторов, тиболон), кальцитонины, бисфосфонаты, активный метаболит витамина D и его аналоги, иприфлавон и некоторые другие. Указанные лекарственные средства относятся преимущественно к группе ингибиторов костной резорбции и их лечебный эффект проявляется, главным образом, в торможении повышенной при ОП костной резорбции и стабилизации массы кости [20]. Недостатками используемых в настоящее время антирезорбтивных средств является недостаточная эффективность, прекращение действия после остановки лечения, а также существенно ограниченное их применение  (особенно эстрогенов и бисфосфонатов) и нередко наблюдаемые побочные эффекты. Сказанное выше явилось основанием для проведения в последние годы ряда исследований, направленных на выяснение не известных ранее ,главным образом, местных молекулярно биологических механизмов, участвующих в костном ремоделировании, определение их роли в процесс ахрезорбции и формирования кости, а также создание на основе полученных данных нового поколения антиостеопоретических препаратов, способных не только тормозить избыточную резорбцию, но и стимулировать костеообразование. Ниже представлены данные, касающиеся некоторых наиболее значимых результатов указанных исследований. Известно, что состояние скелета в целом, определяющееся его начальным морфогенезом, а так-же ремоделированием костной ткани на протяжении жизни, зависит от скоординированной регуляции и активности кость формирующих клеток—остеобластов (ОБ) и кость резорбирующих клеток—остеокластов (ОК). Нарушение указанной регуляции может привести к тяжелым нарушениям состояния скелета, характеризующимся как снижением (например, ОП), так и повышением (например, остеопетроз) массы кости. Количество активных ОК определяется дифференцировкой и слиянием прекурсоров этих клеток, а так-же их гибелью за счет апоптоза. Повышение пула активных ОК, сопровождающееся повышением костной резорбции и снижением массы кости, наблюдается при ряде остеопатий, включая пост менопаузальный ОП, болезнь Педжета, метастазы в кости и др. Известно значительное количество системных  гормонов  [паратиреоидный  гормон, активный метаболит витамина D—1,25(OH)2D3, кальцитонин, половые  гормоны,  гормон роста и др.], факторов роста и про воспалительных факторов  (инсулиноподобные факторы роста, гранулоцитарно макрофагальный фактор роста, факторы некроза опухолей ?/?, IL1? и др.), а также других цитокинов (IL3 и др.), которые регулируют развитие, пролиферацию, дифференцировку ОК и ОБ, а также их функции. Недавно количество этих факторов увеличилось за счет открытия новых представителей семейства фактора некроза опухолей  (tumor necrosis  factor, TNF),представленных как лигандами, так и их рецепторами, которые играют решающую роль в образовании ОК и, по видимому, являются наиболее активными из молекулярных медиаторов образования и действия многих других регуляторов процессов ремоделирования в кости. Открытие новых членов семейства TNF позволяет по новому оценить механизмы, участвующие во взаимодействии клеток остеобластической и остеокластической линий. В 1997 г. в трех лабораториях независимо друг от друга был выделен белок, который, как оказалось, является основополагающим в биологии кости и может быть использован для фармакологической регуляции процессов ремоделирования. В частности, в 1997 г. Simonet и др. [22] выделили из клеток кишечника крысы белковую молекулу, которая по последовательности аминокислот была отнесена к супер семейству  TNF рецепторов как новый член. Биологическая активность этого гликопротеина была изучена на трансгенных мышах, у которых повышение биосинтеза данного вещества сопровождалось повышением его концентрации в крови и развитием тяжелого остеопетроза в бедренной кости и позвонках на фоне значительного снижения количества ОК в условиях сохраняющегося без изменений количества макрофагальных клеток. При добавлении этого растворимого белка к кокультуре  гематопоэтических и стромальных клеток наблюдалось зависимое от дозы торможение образования ОК в ответ на действие всех известных стимуляторов остеокластогенеза—1,25(ОН)2D3, ПТГ, ПГЕ2 иIL11. Подкожное введение этого белка мышам «дикой» линии вызывало повышение массы кости. Что особенно важно, была установлена способность открытого вещества препятствовать потере костной массы у овариэктомированных крыс(модель эстрогендефицитного постменопаузального ОП). В связи с указанными защитными свойствами этот белок получил название «остеопротегерина» (protect bone) или ОПГ (OPG).В это же время Tsuda и др. [25], исследовавшие возможности очистки белков, выделили гепарин связывающий белок из среды, в которой культивировали фибробласты человека. Этой  группой исследователей была установлена способность указанного белка тормозить образование ОК, в связи с чем он был назван «фактором, ингибирующим  остеокластогенез»  (osteoclastogenesisinhibitory  factor, OCIF). Вскоре после этого была получена кДНК и установлена последовательность OCIF, которая оказалась идентичной последовательности ОПГ.В том же году T an и др. [24], осуществлявшие поиск данных, касающихся экспрессии белка tags, идентифицировали новый белок семейства TNF рецепторов, названный ими TR1 (TNF receptorlike molecule), который по строению и биологической активности (торможение образования ОК в ко культуре,  ингибирование резорбирующего действия ОК в органной культуре длинных костей плодов мышей и др.) был идентичен ОПГ. И наконец, Yun и др.  [30] клонировали молекулу этого белка из фолликулярных дендритных клеток (follicular dendritic cell, FDC) линии FDC1 и назвали данный пептид FDC  receptor1  (FDCR1),строение которого также было идентично ОПГ. По предложению T. Suda и согласно решению Президентского комитета Американского Общества по изучению костей и минерального обмена(American Society for Bone and Mineral Research,ASMBR), за данным веществом было закреплено название «Остеопротегерин» [5].Проведенные в течение последних 5 лет исследования ОПГ позволили подробно охарактеризовать этот белок, изучить вопросы его образования, функции, механизмы участия в регуляции костного метаболизма и др. [3, 5, 12, 13, 15, 16, 23].Открытие ОПГ значительно ускорило выделение и двух других белков, входящих в число важнейших сигнальных механизмов, контролирующих резорбцию кости в физиологических и патологических условиях. Один из них, получивший название лиганда ОПГ (ЛОПГ, RANKL), является ключевым фактором активации ОК. Другой, обозначаемый как RANK  (receptor activator ofNF?B), представляет собой рецептор на ОК, активация которого после связывания с ЛОПГ стимулирует резорбирующую активность этих клеток. Суммируя приводящиеся ниже данные, можно кратко охарактеризовать современные представления о роли каждого из указанных трех белков (цитокинов) в костном ремоделировании.ОПГ является «рецептором ловушкой», который связывает ЛОПГ и предупреждает таким образом активирующее влияние последнего на RANK. Именно исходя из таких представлений, данный механизм регуляции резорбирующей активности ОК рассматривают как новую перспективную возможность для лечения заболеваний, сопровождающихся снижением костной массы и активной резорбцией, а также повышением риска переломов. Как известно, большинство рецепторов для гормонов, факторов роста и цитокинов находятся на ОБ, а не на ОК, вне зависимости от того, оказывают ли эти системные и местные факторы премущественное влияние на процессы резорбции или формирования кости. Этот кажущийся парадокс в значительной степени объясняется координирующим оба процесса действием ОПГ,ЛОПГ и RANK. Для образования ОК из клеток предшественников необходим макрофагальный колоние стимулирующий фактор  (MCSF, MCSF1), а также контакт с ОБ или со стромальными  клетками костного мозга. Гипотетический фактор активации ОК, продуцируемый ОБ, обнаруженный более 30лет назад [4, 10, 21], как оказалось, является ЛОПГ[25, 28]. Белок, идентичный ЛОПГ, ранее был описан как природный лиганд  для RANK [3]. Этот лиганд  RANK  (RANK  ligand, RANKL) относится к супер семейству TNF с умеренной  гомологией в структуре  (от 18 до 28 %) к другим членам этого семейства, включая CD40L. RANKL экспрессируется Т лимфоцитами и усиливает способность дендритных клеток—специализированных клеток c антиген презентирующей функцией—стимулировать Т лимфоциты  [29]. Другой белок, идентичный ЛОПГ, ранее описан как TRANCE(tumor necrosis  factorrelated activationinducedcytokine) [26].Гены ЛОПГ человека, мыши и крысы клонируют, их структура частично определена. Установлена высокая экспрессия мРНК ЛОПГ в периферических лимфоузлах и в костях, а также в селезенке, тимусе, пейеровых бляшках и кишечнике. В костях взрослого человека наибольшая экспрессия мРНК ЛОПГ обнаружена в  губчатом веществе, а также метафизах и гипертрофированных хондроцитах. Высокий уровень экспрессии ЛОПГ ,установленный на поверхности периоста диафиза ключицы, согласуется с высоким уровнем активности ОК, ответственных за моделирование этой области скелета в период его удлинения. ЛОПГ представляет собой трансмембранный белок типа II, напоминающий MCSF, и является важнейшим белком, участвующим в дифференцировке ОК, их активации и контроле над продолжительностью их жизненного цикла. Добавление ЛОПГ + MCSF к культуре клеток костного мозга сопровождается образованием значительного количества многоядерных, содержащих тартратрезистентную кислую фосфатазу ОК подобных клеток. В отсутствие MCSF сам ЛОПГ может стимулировать резорбцию кости зрелыми ОК  in vitro. Указанные эффекты ЛОПГ полностью блокируются ОПГ  [18]. Важно отметить и то, что ЛОПГ способен увеличивать продолжительность жизни ОК за счет ингибирования апоптоза, и этот его эффект также блокируется  ОПГ .RANK является рецептором ОК, через который реализуются все известные эффекты ЛОПГ. Как уже было отмечено, впервые выделенный из дендритных клеток RANK считали фактором, ответственным за продолжительность жизни указанных клеток [3]. ОК и их предшественники экспрессируют  мРНК RANK, и активация RANK ведет к активации NF?B, а также JunN концевой киназы [14].Что касается  самого NF?B, то он представляет собой образованный 300 аминокислотами димерный белок из семейства Rel белков и является одним из важнейших факторов транскрипции ДНК. Он образуется в большинстве типов клеток организма под влиянием эфиров форбола, про воспалительных цитокинов, TNF, IL1, вирусов и др. Под влиянием указанных активаторов NF ?B высвобождается из неактивной формы  (комплекса с природным ингибитором), поступает из цитоплазмы в клеточное ядро,  где связывается с генами мишенями и стимулирует процесс транскрипции  генов таких белков, как, например, различные цитокины, хемокины, молекулы адгезии лейкоцитов и другие регуляторы клеточной пролиферации и апоптоза [11].Наибольший интерес в рамках рассматриваемой проблемы представляют данные, касающиеся ОПГ. Экспрессия мРНК гена ОПГ наблюдается в различных тканях, в наибольшей степени в легких, сердце, почках и плаценте. Кроме того, этот процесс осуществляется в печени, желудке, кишечнике, коже, костях и других тканях и органах, за исключением лимфоцитов периферической крови. ОПГ человека, мыши и крысы по строению весьма сходен, что указывает на высокую степень эволюционного консерватизма этой белковой молекулы. От других членов супер семейства TN рецепторов (TNFR) ОПГ отличается отсутствием гидрофобного трансмембранного домена, что отражаетего функциональную роль как блокирующего рецептора ловушки для  ЛОПГ. ОПГ представляет собой гликопротеин с четырьмя потенциальными участками N гликозилирования, а также несколькими важными структурными фрагментами, отличающими его от других белков семейства TNFR[16]. Аминоконцевой участок 1–4 содержит остатки цистеина, имеющиеся и у других TNFR белков; этот участок позволяет ОПГ связываться с ЛОПГи проявлять ингибирующую активность. Домены 5 и 6 его структуры гомологичны так называемым death domen ам, а домен 7 проявляет  гепарин связывающую активность и ответственен за димеризацию  ОПГ, требующую присутствия Цис 400 для осуществления межмолекулярного взаимодействия с использованием дисульфидных  связей. ОПГ секретируется в виде  гликопротеина с массой 55 кДа, который внутриклеточно превращается в дисульфидный димер с массой около 110 кДа. Он может также существовать и в форме тримера, однако основной формой этого белка является димерная. Мономерная форма ОПГ может образовываться в результате ограниченного протеолиза в плазме крови. Димерная форма ОПГ не только превалирует количественно, но и обладает более высокой по сравнению с другими формами способностью снижать уровень кальция в сыворотке крови. Физиологическая роль ОПГ на начальном этапе изучения рассматривалась как ингибирование остеокластогенеза. Однако в дальнейшем было установлено, что ингибирование ОК осуществляется этим белком как на уровне активации образования этих клеток кости, так и на уровне регуляции продолжительности их жизни. Действие ОПГв отношении ОК носит избирательный характер : этот белок практически не оказывает влияния напролиферацию и дифференцировку других клеточных линий: ОБ, прoмиелобластов, моноцитов, эндотелиальных клеток, почечных эпителиоцитов. Хотя ЛОПГ и RANK  экспрессируются иммунными клетками, ОПГ не оказывает влияния также и на бластогенез клеток селезенки мышей, вызванный липополисахаридом  и конканавалином А, а также на образование колоний миелоидных клеток в костном мозге мышей под  влиянием IL3 и эритропоэтина человека. Ингибирующее действие ОПГ на образование ОК подтверждено данными о том, что у  трансгенных  мышей он значительно уменьшает количество этих клеток, не влияя на популяцию макрофагов, являющихся их прекурсорами [22]. Концентрация ОПГ, ингибирующая на 50 % остеокластогенез (ИК50), составляет около 1 нг/мл, что соответствует уровню этого вещества у нормальных мышей. Мононуклеарные  клетки периферической крови человека также являются клетками предшественниками ОК, и ОПГ блокирует образование последних в культуре на фоне применения активаторов остеокластогенеза ЛОПГ + MCSF + дексаметазон. ОПГ способен также блокировать слияние пре  ОК, вызываемое ЛОПГ —процесс который также является одной из мишеней его действия. Этот белок блокирует остеокластогенез, активируемый рядом  гормонов и цитокинов, включая ПТГ, IL11, 1?,25(ОН)2D3 [25]. В связи с тем, что указанные активаторы стимулируют остеокластогенез за счет различных механизмов[1,25(ОН)2D3—воздействуя на специфические рецепторы витамина D, ПТГ—активируя фосфокиназу А, IL11—через взаимодействие с белком gp130 клеточных мембран], было высказано предположение о том, что имеется некий основной механизм образования ОК, на который и действует ОПГ [5, 25]. По видимому, этот механизм включает цепь взаимодействий ЛОПГ—RANK—ОПГ(табл. 1). Эта  гипотеза нашла подтверждение в ряде экспериментальных исследований [16] .Наряду с торможением пролиферации и дифференцировки ОК, ОПГ способен блокировать активность зрелых ОК,  резорбирующее действие которых сопровождается повышением уровня кальция в крови. Введение ОПГ вызывает развитие умеренной транзиторной  гипокальциемии (характерного эффекта ингибиторов ОК) в течение 2 ч у нормальных мышей [2], а также уменьшение кальцемического действия ПТГ у мышей и крыс с удаленными щитовидной и паращитовидными железами [27]. В связи с тем, что указанные эффекты развивались непосредственно после введения ОПГ, был сделан вывод о том, что они связаны с непосредственным влиянием на активность зрелых ОК, так как ингибирование остеокластогенеза представляет собой достаточно длительный во времени процесс. Относительно механизма данного эффекта высказано предположение о том, что он связан с нарушением ультра  структуры ОК. Известно, что ОК формируют образованные актином кольцеобразные структуры—

Таблица  1 Основные свойства ОПГ — ЛОПГ RANK

 

микрофиламенты подосомы, располагающиеся в чистой зоне лакуны резорбции между ними и поверхностью кости [4]. В культуре зрелых ОК мышей ЛОПГ вызывает быструю реорганизацию цито скелета в кольца актина, а ОПГ полностью блокирует это действие лиганда  [6]. Указанный эффект ОПГ позволил высказать мнение о том, что именно кольцевые структуры актина могут представлять собой мишень для антирезорбтивных средств [16].И наконец, еще одним механизмом регуляции костной резорбции, с которым связано действие ОПГ, является влияние на продолжительность жизни ОК. По современным представлениям, ЛОПГ, активируя RANK, запускает сигнал, благодаря которому поддерживается жизненный цикл этих клеток кости  [2]. В частности, в экспериментах с культурой костного мозга добавление ЛОПГ + MCSF1 вызывало образование ОК, а последующее устранение из среды указанных факторов вело к быстрому  (в течение 6 ч) апоптозу ОК. Последующее добавление в культуру ЛОПГ или MCSF значительно снижало скорость апоптоза клеток. У интактных мышей и крыс однократное введение ОПГ также сопровождалось значительным снижением количества ОК, как полагают, частично за счет усиления апоптоза. Регуляция биосинтеза ОПГ и ЛОПГ  (RANKL) осуществляется рядом факторов роста, остеотропных  гормонов и цитокинов  [5, 16], многие из которых принимают участие в ремоделировании костной ткани (табл. 2). Так, активный метаболит витамина D [кальцитриол, 1,25(ОН)2D3] является одним важных регуляторов уровня ОПГ. В зависимости от вида эксперимента кальцитриол вызывает торможение биосинтеза ОПГ на модельной системе остеокластогенеза в кокультурестромальных клеток, фибробластов и др. (in vitro).В условиях таких экспериментов под влияние мактивного метаболита витамина D наблюдается увеличение продукции ОПГЛ. Другой  кальцитропный гормон—ПТГ — также оказывает отчетливый эффект на ОПГ и ЛОПГ. ПТГи ПТГ связанный пептид снижают образованием РНК ОПГ в культуре ОБ и стромальных клеток и увеличивают биосинтез этими клетками ОПГЛ,что сопровождается активацией остеокластогенеза и повышением активности ОК  in vitro. В тоже время ОПГ предупреждает кальциемический эффект ПТГ, блокирует повышение ОК резорбции, вызываемое этим гормоном, но усиливает антирезорбтивный эффект ПТГ при его интермиттирующем введении животным с моделью  постменопаузального ОП  [17]. Образование ОПГ тормозят  ПГЕ2, IL1?, гидрокортизон и дексаметазон. Противоположный  эффект оказываютIL1?, TNF?, TNF?,1,25(OH)2D3,эстрогены, кальций и др.

Таблица  2 Регуляция системы ОПГ – ЛОПГсистемными гормонами

 

Экспериментальные данные, касающиеся открытия ОПГ и его функций, послужили основанием для изучения роли этого белка, а такжеЛОПГ и RANK в патогенезе ОП и других видахкостной патологии у человека. Одним из методов количественного определения уровня ОПГ в биологических жидкостях является иммуноферментный анализ, набор реактивов для проведения которого  разработан  компанией  Biomedica Medizinprodukte  GmbH (Austria). Подобных исследований проведено немного и их результаты достаточно противоречивы для того, чтобы делать определенные выводы. В экспериментах на мышах было установлено, что вместе с закономерным снижением массы губчатой кости (на 52 %), наблюдаемом у старых животных по сравнению с молодыми, имеет место повышение в 2,1–4,4 раза уровня mРНК RANKL в костной ткани при медленном и не таком заметном снижении mРНК ОПГ с наличием сильной корреляционной связи  (r = 0,99для mРНК RANKL и r = 0,92 для mРНК ОПГ) с изменением резорбируемой кости [8].При изучении костномозговых стромальных клеток, полученных от доноров  (n=18), показано снижение уровня мРНК ОПГ в пожилом возрасте[19]. В других исследованиях было обнаружено повышение уровня ОПГ в сыворотке крови у пожилых здоровых женщин и мужчин японской популяции. Авторы рассматривают полученный эффект как компенсаторную реакцию в ответ на возрастное снижение костной массы. При изучении влияния возраста и пола  (объект—популяция США) на уровень ОПГ было установлено статистически значимое его повышение в сыворотке крови женщин в пременопаузе по сравнению смужчинами того же возраста; подобных различий не обнаружено у лиц обоего пола в более старших возрастных  группах. При этом обнаружена обратная корреляция между уровнями ОПГ и тестостерона у мужчин в возрасте 50 лет [15]. Имеются и данные о том, что с возрастом не происходит существенных изменений в уровне ОПГ. В тоже время заметное увеличение уровня ОПГ отмечено у пациентов с солидными опухолями, при метастазировании опухолей  (особенно при метастазах в печень), болезни Ходжкина, раке предстательной железы [16], а повышение экспрессии гена ЛОПГ в культуре ОБ из костного биоптата—у пациентов с метаболическими заболеваниями костей  [21]. Достоверное повышение уровня ОПГв сыворотке крови зарегистрировано и у пациентов с ОП при болезни Вильсона по сравнению со здоровыми лицами без заметного изменения концентрации ЛОПГ [12].Таким образом, ОПГ вместе с ЛОПГ  (RANKL) иRANK образуют систему, которая является физиологическим механизмом регуляции остеокластогенеза, активности и продолжительности жизни ОК. Экспериментальные и теоретические исследования по ОПГ явились основой разработки на их  основе  рекомбинантного  ОПГ  человека (рчОПГ)—лекарственного препарата анти резорбтивного действия  (компания Amgen  Inc.,USA). Было показано, что рч ОПГ как в экспериментах in vitro на культуре клеток кости, так ипри подкожном введении животным с моделями ОП оказывает отчетливый антирезорбтивный эффект  [9, 16]. В рамках указанных работ было проведено ограниченное рандомизированное двойное слепое, плацебо контролируемое клиническое изучение рчОПГ у постменопаузальных женщин [7]. Было установлено, что уже к 12му ч после однократного подкожного введения препарата (максимальная изученная доза составляет 3 мг/кг) наблюдается достоверное снижение в моче уровня такого биохимического маркера костной резорбции, как терминальный N телопептид коллагена  I типа. Максимальное снижение этого показателя  (примерно на 80 %)наблюдалось к 4 му дню после инъекции рчОПГв дозе 3 мг/кг. При этом уровень кость специфической щелочной фосфатазы (КСЩФ)—маркера костеобразования не изменялся в течение 3 нед. после введения изучаемого препарата, а к 6й нед.—снижался на 30 %. Полученные данные  (быстрое снижение уровня N телопептидаи  остутствие заметных изменений КСЩФ) позволили сделать вывод о том, что введение рч ОПГ оказывает преимущественное тормозящее влияние на вызываемую ОК костную резорбцию .Действие препарата после однократного введения сохранялось более 6 нед. и не сопровождалось заметными побочными эффектами. Дальнейшее изучение вопросов, связанных с этой системой при ОП и других скелетных и в нескелетных заболеваниях, позволит решить вопрос о практическом использовании полученных экспериментальных и клинических данных.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шварц Г.Я. Фармакотерапия остеопороза. — М.: Медицинское информационное агентство, 2002. — 368 с.

2. Akatsu T., Murakami T., Nashikawa M. et al. Osteoclastogenesis inhibitory fac2tor suppresses osteoclast survival by the interfering in the interaction of stro2mal  cells with osteoclast  // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 1998. —Vol. 250. — P. 229–234.

3. Anderson D.M., Maraskovsky E., Billingsley W.L. et al. A homologue of the TNFreceptor and  its  ligand enhance T2cell growth and dendritic2cell  function// Nature. — 1997. — Vol. 390. — P. 175–179.

4. Aubin J.E. Osteoclast adhesion and resorption: role of podosomes // J. BoneMiner. Res. — 1992. — Vol. 7. — P. 365–368.

5. Aubin  J.E., Bonnelye E. Osteoprotegerin and  its  ligand: A new paradigm  forregulation of osteoblastogenesis and bone  resorption  // Medscape Women’sHealth J. — 2000. — Vol. 5. — P. 2–5.

6. Bargess T.L., Qian Y., Kaufman S. et al. The ligand for osteoprotegerin (OPGL)directly activates mature osteoclasts // Mol. Biol. — 1999. — Vol. 145. —P. 527–538.

7. Bekker P.J., Holloway D., Nakanishi A. et al. The effect of  single dose of os2teoprotegerin  in postmenopausal women // J. Bone Miner. Res. — 2001. —Vol. 16. — P. 348–360.

8. Cao J., Venton L., Sakata T., Halloran B.P. Expression of RANKL and OPG corre2lates with agerelated bone loss in male C57bl/6 mice // J. Bone Miner. Res. —2003. — Vol. 18. — P. 270–277.

9. Capparelli C., Morony S., Warmington K. Sustained antiresorptive effects aftera single treatment with human recombinant osteoprotegerin (OPG): a pharmacodynamic and pharnacokinetic analysis  in  rats  //  J. Bone Miner. Res. —2003. — Vol. 18. — P. 852–858.

10. Chambers T.J. The cellular basis for bone resorbtion // Clin. Orthop. Relat.Res. — 1980. — Vol. 151. — P. 283–293.

11. Collins T., Cybulsky M.I. NF2kB: pivotal mediator or  innocent bystander  inatherogenesis? // J. Clin. Invest. — 2001. — Vol. 107. — P. 255–264.

12. Hegedus D., Ferencz V., Lakatos P.L. et al. Decreasea bone density, elevated serum osteoprotegerin, and bCrossLaps  in Wilson disease  //  J. Bone Miner.Res. — 2002. — Vol. 17. — P. 1961–1967.

13. Hofbauer L.C., Heufelder A.E. Role of  receptor activator of nuclear  factor2kBligand and osteoprotegerin  in bone cell biology // J. Mol. Med. — 2001. —Vol. 79. — P. 243–253.

14. Hsu H., Lacey D.L., Dunstan C.R. et al. Tumor necrosis  factor  receptor  familymember RANK mediates osteoclast differentiation and activation  induced byosteoprotegerin ligand // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1999. — Vol. 96. —P. 3540–3545.

15. Khosla S., Arrighi H.M., Melton L.J. et al. Correlates of osteoprotegerin levelsin women and men // Osteoporosis Int. — 2002. — Vol. 3. — P. 394–399.

16. Kostenuik P.J., Shalhoub V. Osteoprotegerin: a physiological and pharmacological  inhibitor of bone  resorbtion // Curr. Pharm. Design. — 2001. —Vol. 7. — P. 613–635.

17. Kostenuik P.J., Capparelli C., Morony S et al. OPG and PTH (1–34) have addi2tive effects on bone density and mechanical strength in osteopenic ovaryec2tomized rats // Endocrinol. — 2001. — Vol. 142. — P. 4295–4304.

18. Lancey D.L., Timms E., Tan H.L. et al. Osteoprotegerin ligand is a cytokine thatregulated osteoclast differentiation and activation  // Cell. — 1998. —Vol. 93. — P. 165–176.

19. Makhluf H.A., Meuller S.M., Mizuno S., Glowacki J. Agerelated decline in os2teoprotegerin expression by human bone marrow cell, cultured in threedemension  collagen  sponges  // Biochem. Biophys. Res. Comm. — 2000. —Vol. 268. — P. 669–672.

20. Meunier P.J., Sebert J.L., Reginster J.Y. et al. Fluoride salts are no better at preventing new vertebral  fractures  than calcium2vitamin D  in postmenopausal osteoporosis: the FAVOS study // Osteoporosis Int. — 1998. — Vol. 8. — P. 4–12.

21. Rodan G.A., Martin T.J. Role of osteoblasts  in hormonal  control of boneresorbtion:a hypothesis // Calcif. Tissue Int. — 1981. — Vol. 33. — P. 349–351.

22. Siggelkow H., Eidner T., Lehmann  et al. Cytokines, osteoprotegerin, and RANKLin vitro and histomorphometric  induces of bone turnover  in patients with different bone diseases // J. Bone Miner. Res. — 203. — Vol. 18. — P. 529–538.

23. Simonet W.S., Lacey D.L., Dunstan C.R. et al. Osteoprotegerin: a novel secretedprotein  involved  in  the  regulation of bone density  // Cell. — 1997. —Vol. 89. — P. 309–319.

24. Suda T., Takahashi N., Udagawa N. et al. Modulation of osteoclast differentia2tion and function the members of the tumor necrosis factor and ligand families // Endocr. Rev. — 1999. — Vol. 20. — P. 345–357.

25. Tan K.B., Harrop J., Reddy M. et al. Characterization of a novel TNF2like ligandand  recently described TNF  ligand and  receptor  superfamily genes and  theirconstutive and  inducible expression  in hematopoietic and nonhematopoietic cells // Gene. — 1997. — Vol. 204. — P. 35–46.

26. Tsuda E., Goto M., Mochizuki . et al.  Isolation of a novel cytokine  from hu2man fibroblasts that specifically inhibites the osteoclastogenesis // Biochem.Biophys. Res. Comm. — 1997. — Vol. 234. — P. 137–142.

27. Wong B.R., Josien R., Choi Y. TRANCE is a TNF family member that regulates dendritic cell and osteoclasts function // J. Leukoc. Biol. — 1999. — Vol. 65. —P. 715–724.

28. Yamamoto M., Murakami T., Nishikawa M. et al. Hypocalcemic effect of osteo2clastogenesis  inhibitory  factor  / osteoprotegerin  in  the  thyroparathyroidec2tomized rat // Endocrinology. — 1998. — Vol. 139. — P. 4012–4015.

29. Yasuda H., Shima N., Nakagawa N. et al. Osteoclast differentiating factor is aligand  for osteoprotegerin/osteoclastogenesisinhibitory  factor and  is  identical to TRANCE/RANKL // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. — 1998. — Vol. 95. —P. 3597–3602.

30. Yun T.J., Chaudhary P.M., Shu G.L. et al. OPG/FDCR21, a TNF receptor family member,  is expressed  in  lymphoid  cells and  is up2regulated by  ligating by CD40// J. Immunol. — 1998. — Vol. 161. — P. 6113–6121.

Bonerelated cytokines from the TNF family and the creation of a new generation of drugsfor osteoporosis treatmentG.Ya. SchwartsInstitute of Applied Pharmacology, Moscow

A review  is devoted to a problem of osteoporosis (OP), which  is systemic skeletal disease characterizedby  low bone mass and  consequent  increase  in bone  fragility and  fracture  risk. Available drugs  for OPtreatment do not complain all contemporary requirements for efficacy and tolerability. This  is the mainreason to create a new generation of such medicines on the base of progress in molecular biology in boneremodeling process including function of boneresorbing (osteoclasts, OC) and bone$forming (osteoblasts)cells, systemic and local hormones, cytokines, etc. Among major signal mechanisms which regulate boneresorption both  in normal and pathologic  conditions  there are  cytokines  that belong  to  TNF  family —osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor  ?B (RANK) and its ligand (RANKL). OPG is a«decoy receptor» for RANKL and prevent its binding and activation of RANK and decrease resorption ac$tivity of OC. Recombinant human OPG is a subject for the development on its base a new medicine for thetreatment of OP. (Cytokines and Inflammation. 2004. Vol.3, No.3. P.3–9.)

Key words: review, osteoporosis, osteoprotegerin, RANK, RANKL.



загрузка...