Osoby z cukrzycą są bardziej narażone na złamania kości niż zdrowi ludzie. A jeśli doznają złamania, wyleczenie zajmuje więcej niż zwykle. Naukowcy z Penn's School of Dental Medicine podzielili się obiecującymi odkryciami z modelu zwierzęcego, w którym roślinny lek białkowy przyspieszył gojenie po złamaniach kości. Praca, w której zastosowano białko będące insulinopodobnym czynnikiem wzrostu-1 (IGF-1), wykazała, że doustnie dostarczany lek wyekstrahowany z sałaty może stymulować wzrost komórek budujących kości i poprawiać regenerację kości.
Czytaj też:
Cukrzyca typu 2. Czym kończy się opóźnianie insulinoterapii?
Jedno białko, wiele zalet
– To niesamowite, jak jedno białko wpłynęło na gojenie się złamań. Obecnie leczenie złamań u chorych na cukrzycę wymaga powtarzających się zastrzyków i wizyt w szpitalu, w wyniku czego pacjenci często nie przestrzegają zaleceń. Tutaj podawaliśmy raz dziennie lek doustny i zauważyliśmy, że gojenie jest znacznie przyspieszone – informują autorzy.
– Gojenie złamań jest istotnym problemem, szczególnie dla pacjentów z cukrzycą. Zwykle mają słabszą możliwość naprawy kości i zwiększone ryzyko złamań, co stanowi wyzwanie dla lekarzy. Dostarczenie IGF-1 jest łatwe: opiera się na jedzeniu sałaty. Lek jest skuteczny, łatwy do dostarczenia i stanowi atrakcyjną opcję dla pacjentów. Badanie zapewnia idealną opcję terapeutyczną złamań cukrzycowych i innych chorób układu mięśniowo-szkieletowego – dodają.
W badaniu wykorzystano opartą na roślinach platformę do produkcji leków, którą jeden z autorów, Daniell, rozwijał przez wiele lat, co pociągnęło za sobą wprowadzenie białka będącego przedmiotem zainteresowania do komórek roślinnych, skłaniając je do rozpoczęcia ekspresji tego genu w komórkach i ostatecznie wytwarzając białko w liściach, które mogą być zebrane i wykorzystane w terapii doustnej. W tym przypadku celem było IGF-1, białko ważne dla zdrowia kości i mięśni. Niższe poziomy IGF-1 we krwi są związane ze zwiększonym ryzykiem złamania kości.
Tylko określona forma
Z wcześniejszych prac koncentrujących się na dystrofii mięśniowej prowadzonych z byłą członkinią Penn Dental Medicine Elizabeth Barton naukowcy wywnioskowali, że określona forma IGF, prekursor białka, który zawiera osobny składnik znany jako e-peptyd, prawdopodobnie stymulowała regenerację lepiej niż dojrzała postać IGF-1, w której brakowało peptydu. Obecne IGF-1 stosowane w medycynie nie tylko nie ma e-peptydu, ale jest także mniej aktywne.
Zespół zastosował metody, które Daniell udoskonalił, aby móc wytwarzać ludzką wersję IGF-1 w liściach roślin i usunąć gen oporności na antybiotyk, który jest używany do selekcji roślin hodujących docelowe białko, co jest kluczowym etapem przygotowania terapii do zastosowania klinicznego. Naukowcy połączyli białko prekursorowe IGF-1 z innym białkiem, CTB, które pomaga przenosić połączone białka z przewodu pokarmowego do krwiobiegu.
Po wyhodowaniu transgenicznych roślin sałaty liofilizowano i sproszkowano liście i potwierdzono, że produkt zachował właściwości przez prawie trzy lata. Zarówno w komórkach mysich, jak i ludzkich naukowcy wykazali, że lek pochodzenia roślinnego powodował wzrost i różnicowanie różnych komórek, w tym komórek tkanek jamy ustnej i osteoblastów czyli komórek budujących kości, lub tworzenie różnych typów komórek.
Następnie badając aktywność leku w modelach zwierzęcych, naukowcy początkowo wykazali, że karmienie myszy produktem roślinnym spowodowało wzrost poziomu IGF-1. W modelu myszy z cukrzycą odkryli, że karmienie zwierząt poprawiło objętość, gęstość i powierzchnię kości, co jest oznaką lepszego procesu gojenia.
Czytaj też:
Cukier kontra słodziki. Mity i fakty