Maria Pytlik, Dorota Bolek, Igor Rymkiewicz Szlak RANKL/RANK

&ARM0RZEGL.AUK†
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
3ZLAK2!.+,2!.+/0'WPATOGENEZIECHORÌB
pNOWEMO˜LIWOuCITERAPEUTYCZNE
4HE2!.+,2!.+/0'PATHWAYINPATHOGENESISOFDISEASES
pNEWTHERAPEUTICPOSSIBILITIES
-ARIA0YTLIK$OROTA"OLEK)GOR2YMKIEWICZ
+ATEDRAI:AKŒAD&ARMAKOLOGII7YDZIAŒ&ARMACEUTYCZNYZ/DDZIAŒEM-EDYCYNY
,ABORATORYJNEJgL’SKI5NIWERSYTET-EDYCZNY
+IEROWNIK+ATEDRYDRHABNFARM-ARIA0YTLIK
Streszczenie
W procesie przebudowy kości istnieje ścisła koordynacja między osteoblastami a osteoklastami. Odkrycie liganda receptorowego aktywatora czynnika jądrowego
κB (RANKL) wyjaśnia regulowany przez osteoblasty
mechanizm różnicowania, dojrzewania i funkcjonowania osteoklastów. Ligand RANKL aktywuje specyficzny receptor RANK zlokalizowany na preosteoklastach. Oddziaływanie RANKL-RANK pobudza wiele
zstępujących szlaków sygnałowych niezbędnych do
rozwoju osteoklastów. Efekty działania RANKL są fizjologicznie równoważone przez rozpuszczalny receptor pułapkowy – osteoprotegerynę (OPG). Zmiany
w obrębie szlaku RANKL/RANK/OPG stwierdzono np.
w osteoporozie pomenopauzalnej, reumatoidalnym zapaleniu stawów, nowotworach kości, chorobie Pageta i chorobach naczyń krwionośnych. Wprowadzenie nowych leków oddziałujących na szlak RANKL/RANK/OPG może
potencjalnie zrewolucjonizować leczenie wielu chorób
przebiegających z utratą kości. OPG otrzymana metodami inżynierii genetycznej jest potencjalnym inhibitorem
resorpcji kostnej w organizmie człowieka. Denozumab
jest w pełni ludzkim monoklonalnym przeciwciałem
blokującym RANKL. Badania kliniczne wykazały, że
zmniejsza on przebudowę kości i zwiększa gęstość mineralną u pacjentów.
Słowa kluczowe: osteoklasty, osteoblasty, RANK, ligand
RANK, osteoprotegeryna, denozumab
Badania naukowe ostatnich lat wykazały, że szlak
RANKL/RANK/OPG uczestniczy w patogenezie chorób
układu kostnego i innych schorzeń.
Kość jest tkanką dynamiczną, w której nieustannie zachodzą procesy przebudowy (remodelacji), obejmujące
resorpcję i kościotworzenie. Głównym celem remodelacji
jest dostosowanie budowy kości do obciążeń mechanicznych, zapewnienie homeostazy wapniowej oraz naprawa
Abstract
There is a close cooperation in bone remodeling between
osteoblasts and osteoclasts. The discovery of receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL) elucidates
the mechanism of osteoclast differentiation, maturation
and function regulated by osteoblasts. RANKL activates its specific receptor RANK, located on preosteoclasts. RANKL-RANK interaction activates a variety
of downstream signaling pathways required for osteoclast development. The effects of RANKL are physiologically counterbalanced by the soluble decoy receptor osteoprotegerin (OPG). Alterations of the RANKL/
RANK/OPG system have been shown for example in
postmenopausal osteoporosis, rheumatoid arthritis, skeletal malignancies, Paget′s disease and vascular diseases.
Introduction of novel drugs that target RANKL/RANK/
OPG pathway could potentially revolutionize the treatment of many diseases associated with bone loss. OPG
has been genetically engineered and in human subjects is
a potent inhibitor of bone resorption. Denosumab is a fully
human monoclonal antibody that inhibits RANK. Clinical
trials demonstrated denosumab to decrease bone turnover
and increase bone mineral density (BMD) in treated patients.
Key words: osteoclasts, osteoblasts, Receptor Activator
of Nuclear Factor-kappa B (RANK), RANK-Ligand, osteoprotegerin, denosumab
mikrouszkodzeń [1,2,3,4]. Procesy przebudowy kości zachodzą podczas całego życia człowieka, a ich intensywność i przebieg zależą od wieku. W okresie od urodzenia
do pełnej dojrzałości dominuje modelacja, w której kościotworzenie i resorpcja zachodzą na różnych powierzchniach kości, powodując ich wzrost na długość i szerokość.
U osób dorosłych w wieku 30-35 lat procesy resorpcji i kościotworzenia pozostają w stanie równowagi. W dalszym
&ARM0RZEGL.AUK
okresie życia w procesach przebudowy następuje intensyfikacja resorpcji z utratą masy kostnej [4].
W procesach przebudowy kości istnieje ścisła koordynacja pomiędzy osteoblastami (komórki kościotwórcze) a osteoklastami (komórki kościogubne). Osteoblasty
powstają z mezenchymalnych komórek macierzystych zrębu, natomiast osteoklasty są wielojądrzastymi komórkami
wywodzącymi się z jednojądrowych hematopoetycznych prekursorów szpiku linii monocytowo-makrofagowej [2,3]. Na
komórkach prekursorowych osteoklastów występują transbłonowe receptory RANK (ang. receptor activator of nuclear
factor κB), służące do aktywacji czynnika jądrowego κB, który przekazuje do jądra sygnał uruchamiający kaskadę ekspresji genowych powodujących różnicowanie preosteoklastów
w osteoklasty (ryc.1.) [4]. RANK występuje także na powierzchni limfocytów T i B, komórek dendrytycznych
i fibroblastów [5]. Należy do nadrodziny receptorów TNFR
(ang. tumor necrosis factor receptors). Receptory RANK
są pobudzane przez RANKL (RANK ligand) wydzielany
przez osteoblasty i komórki zrębu. RANKL jest kluczowym czynnikiem formowania i aktywacji osteoklastów
oraz hamowania ich apoptozy. Jest to białko transbłonowe
należące do nadrodziny czynników TNF [1,2,3]. Występuje w trzech aktywnych biologicznie izoformach. RANKL1
(RANKL) i RANKL2 różnią się długością domeny śródbłonowej, natomiast RANKL3 jest formą rozpuszczalną
(sRANKL), pozbawioną tej domeny [3]. Poza układem kostnym obecność RANKL wykazano również w limfocytach
T i komórkach dendrytycznych [1]. Osteoblasty i komórki
zrębu wydzielają także rozpuszczalne białko osteoprotegerynę (OPG). Hamuje ona różnicowanie, dojrzewanie
i aktywność osteoklastów oraz indukuje ich apoptozę poprzez wiązanie i inaktywację RANKL, stanowiąc dla niego
receptor „pułapkowy”. OPG należy do nadrodziny receptorów TNFR, podobnie jak RANK. OPG jest wydzielana także przez inne tkanki: wątrobę, nerki, tarczycę, płuca, serce
[1,5].
Połączenie RANKL z receptorem RANK wyzwala
kaskadę reakcji, aktywujących zstępujące szlaki sygnałowe
w preosteoklastach.
Kaskadę reakcji zapoczątkowuje aktywacja czynnika
jądrowego NFκB, który jest czynnikiem transkrypcyjnym o budowie heterodimeru. NFκB występuje w cytoplazmie w formie nieaktywnej, w wyniku związania
z inhibitorem IκB. Aktywacja NFκB pobudza kompleks
kinazy inhibitora i na skutek fosorylacji, ubikwitynylacji
(unieczynnieniu przez przyłączenie białka ubikwityny)
i degradacji IκB traci swój hamujący wpływ na NFκB
[5,6].
Łącznie z aktywacją NFκB następuje rekrutacja białek adaptacyjnych, tj. TRAFs (ang. tumor necrosis
factor receptor associated factors) i c-Src. TRAFs są
białkami cytoplazmatycznymi wiążącymi się z wewnątrzkomórkowymi domenami różnych receptorów
z nadrodziny TNFR. Istotną funkcję w osteoklastogenezie pełni TRAF-6. c-Src jest cytoplazmatyczną kinazą
tyrozynową, odgrywającą kluczową rolę w aktywacji
antyapoptotycznej kinazy serynowo-treoninowej Akt/
PKB, podczas której TRAF-6 podnosi aktywność kinazową c-Src. Kinaza c-Src bierze także udział w funk-
cjonowaniu osteoklastów zależnych od integryn (białka
uczestniczące w adhezji osteoklasta do kostnej matriks)
[3,5]. W szlaku sygnalizacji RANK odkryto również
istotną rolę białka adaptacyjnego Gab-2 (ang. Grb 2associated binder) [5].
W obecności białek adaptacyjnych następuje uruchomienie szlaków sygnałowych z udziałem NFκB oraz
JNK/c-fos/c-jun, niezbędnych do formowania i aktywacji osteoklastów [5]. JNK (c-Jun N-terminalna kinaza) należy do rodziny kinaz białkowych MAPK (ang.
mitogen activated protein kinase), które są aktywowane
przez stres [7]. Wiele kinaz z tej rodziny jest aktywowanych przez RANK i mogą one przetworzyć stymulację
tego receptora na odpowiedź komórkową. Substratami
dla JNK są czynniki transkrypcyjne, m.in. Jun, fosforylowany na dwóch resztach seryny w N-terminalnym
rejonie łańcucha. Zaktywowane białko cytoplazmatyczne c-Jun w postaci homodimeru lub heterodimeru
z czynnikiem transkrypcyjnym c-Fos stanowi czynnik
transkrypcyjny AP-1 (ang. activation protein-1), który
jest niezbędny do efektywnej osteoklastogenezy [5].
W wyniku współdziałania czynnika TRAF-6 i c-Src
następuje aktywacja kinazy serynowo-treoninowej
Akt/PKB, uczestniczącej w sygnale anty-apoptotycznym [5].
Efektem oddziaływania RANKL-RANK na poziomie
komórkowym jest różnicowanie preosteoklastów do dojrzałych osteoklastów, nasilenie ich aktywności oraz zahamowanie apoptozy [2,4]. Na etapie rozwoju osteoklastów z komórek prekursorowych RANKL wymaga obecności MCSF
(ang. macrophage colony stimulating factor), posiadającego
swoiste receptory c-fms na osteoklastach [2,3,5].
Szlak RANKL/RANK oprócz udziału w osteoklastogenezie uczestniczy także: w organogenezie węzłów chłonnych, rozwoju limfocytów, funkcjonowaniu komórek dendrytycznych oraz w powstawaniu reakcji zapalnej [5,8].
Podczas ciąży oddziaływanie RANKL-RANK jest niezbędne do rozwoju komórek nabłonkowych gruczołu sutkowego
[9]. Sygnalizacja RANKL uczestniczy również w rozwoju
zastawek serca [10].
Szlak RANKL/RANK/OPG podlega regulacji przez
osteotropowe hormony i cytokiny. Ekspresję RANKL
w osteoblastach pobudzają: 1,25-dihydroksycholekalcyferol,
PTH, glikokortykosteroidy, PGE2, Il-1, Il-6, Il-11, Il-17,
TNF-α, insulinopodobny czynnik wzrostowy IGF-1, natomiast
hamują: Il-13, interferon IFN-γ, transormujący czynnik
wzrostowy TGF-β i estrogeny [1,3,5]. Ekspresję OPG pobudzają: estrogeny, 1,25-dihydroksycholekalcyferol, Il-1,
białko morfogenetyczne kości BMP-2, TGF-β, obciążenia
mechaniczne działające na kość, jony wapniowe uwalniane
w miejscach resorpcji kości, zaś hamują: PTH (podawany
w sposób ciągły, nie okresowy), glikokortykosteroidy, PGE2,
IGF-1, IL-1, Il-6, Il-11, Il-17, TNF-α [1,2,3].
Doświadczenia in vitro wykazały, że istotną rolę w regulacji osteoklastogenezy, przez hamujący wpływ na RANKL,
pełni cząsteczka tlenku azotu NO. Ponadto wykazano, że
RANKL przez indukcję interferonu IFN-β, pobudza ekspresję iNOS (indukowana syntaza tlenku azotu) i uwalnianie
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
Ryc. 1. Dojrzewanie i aktywacja osteoklastów
Fig. 1. Maturation and activation of osteoclasts
tlenku azotu, stanowiącego czynnik ograniczający osteoklastogenezę (mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego)
[11].
Brak równowagi w stosunku RANKL do OPG lub
w sygnalizacji RANK leży u podstaw wielu zaburzeń szkieletu, charakteryzujących się nadmierną utratą kości (osteoporoza) bądź nadmiernym jej formowaniem (osteopetroza) lub zaburzoną przebudową.
Osteoporoza jest najlepiej zbadaną chorobą kości związaną ze szlakiem RANKL/RANK/OPG. Charakteryzuje się
ona zmniejszeniem masy tkanki kostnej, zaburzeniem mikroarchitektury kości i w konsekwencji, zwiększoną podatnością na złamania. Według WHO osteoporoza występuje,
gdy gęstość tkanki kostnej pacjenta ma wartość mniejszą
co najmniej o 2,5 odchylenia standardowego od średniej
wartości dla populacji młodych dorosłych. Natomiast, gdy
gęstość tkanki kostnej mieści się w zakresie 1 do 2,5 odchylenia standardowego poniżej średniej wartości dla populacji młodych dorosłych, mamy do czynienia z osteopenią.
U kobiet po menopauzie, na skutek zaniku hormonalnej
funkcji jajników, zmniejsza się oddziaływanie estrogenów
na układ kostny i może rozwinąć się osteoporoza pomenopauzalna. Niedobór estrogenów prowadzi do zwiększenia
szybkości przebudowy kości (resorpcji i kościotworzenia).
Przesunięcie równowagi pomiędzy procesami resorpcji
a procesami kościotworzenia w kierunku nasilenia resorpcji, obserwowane w osteoporozie pomenopauzalnej, jest
wynikiem przedłużenia czasu trwania życia osteoklastów
i skróceniu czasu życia osteoblastów [4]. Dane eksperymentalne wskazują, że za przyspieszoną przebudowę kości odpowiada wzmożone uwalnianie cytokin (RANKL, Il-1, Il-6,
TNF-α), nasilających resorpcję kości, których wydzielanie
w warunkach fizjologicznych jest hamowane przez estradiol. Ponadto niedobór estrogenów prowadzi do zmniejszenia wydzielania OPG w osteoblastach. U kobiet w okresie
pomenopauzalnym stwierdzono wyższe poziomy RANKL
w komórkach zrębu szpiku i limfocytach niż u kobiet przed
menopauzą, bądź też po menopauzie, ale stosujących terapię
estrogenową. Wykazano, że ekspresja RANKL jest odwrotnie skorelowana ze stężeniem w osoczu 17 β-estradiolu,
a dodatnio ze stężeniem markerów resorpcji kostnej. Estradiol może również hamować aktywność jednego z enzymów, biorących udział w kaskadzie sygnałowej wyzwolonej
aktywacją receptora RANK, tj. kinazy JNK [12].
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) należy do
grupy chorób kości o podłożu zapalnym. W RZS obserwuje się okołostawową utratę kości i chrząstki. Wiele cytokin
stanu zapalnego posiada zdolność indukowania rekrutacji,
różnicowania i aktywacji osteoklastów. Objęta stanem zapalnym tkanka synowialna produkuje, wpływające na aktywność osteoklastów, cytokiny i hormony: RANKL, Il-1α,
Il-1β, TNF-α, IL-6, Il-17, MCSF i PTHrP (ang. parathyroid
hormone-related protein). Badania dostarczają niezbitych
dowodów na to, że RANKL jest produkowany przez aktywowane limfocyty T z tkanki synowialnej RZS oraz synowialne fibroblasty, powodując osteoklastyczną resorpcję
kości [13].
Inne choroby zapalne stawów, w których może występować podobny mechanizm lokalnej erozji kości to: łuszczycowe zapalenie stawów, młodzieńcze idiopatyczne
zapalenie stawów, zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa czy zapalenie przyzębia [12,13].
Guzy kości zarówno pierwotne, tj.: szpiczak mnogi, pierwotny chłoniak kości, mięsaki kostne, jak i częściej przerzutowe guzy, występujące zwykle u pacjentów z pierwotnym
guzem prostaty, gruczołu sutkowego lub płuc, tworzą grupę
chorób, w których system RANKL/RANK/OPG odgrywa
istotną rolę. Wyniki badań wykazały, że guz zwiększa liczbę
i rozmiar osteoklastów w miejscu jego lokalizacji, nasilając osteolizę, objawiającą się nowotworowym bólem kości.
W osteolitycznych guzach kości wykazano zwiększone
poziomy RANKL i RANK. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że redukcja osteolizy spowodowanej
guzem zmniejszyła ból nowotworowy kości. Fakt ten potwierdza doświadczenie na myszach z nowotworem, który
wywołał osteolizę i ból. Podanie myszom osteoprotegeryny
znacząco zredukowało wskaźniki behawioralne i neurochemiczne bólu oraz osteolizę [14].
Badania naukowe wykazały, że szlak RANKL/RANK/
OPG uczestniczy także w patogenezie: osteoporozy posteroidowej, hiperparatyroidyzmu, hiperkalcemii złośliwej,
różnych postaci choroby Pageta (sporadyczna, rodzinna,
młodzieńcza) i postępującej hiperfosfatazji [12].
Ostatnio wykazano również, że szlak RANKL/RANK/
OPG pełni ważną rolę w chorobach naczyń krwionośnych [8]. Przeprowadzone badania wskazują, że RANKL
w mięśniach gładkich naczyń krwionośnych promuje kalcyfikację, natomiast OPG prawdopodobnie pełni funkcję protekcyjną. Wyniki najnowszych badań sugerują, że
OPG może pełnić rolę inhibitora kalcyfikacji, bez wpływu
na wielkość i liczbę zmian miażdżycowych, ilość cytokin
w naczyniach czy poziom cholesterolu [15]. Komórki śródbłonka i mięśni gładkich naczyń krwionośnych, zwłaszcza
w aorcie i naczyniach nerkowych, konstytutywnie produkują OPG. Natomiast w niezwapniałych naczyniach
i zastawkach RANK i RANKL są często niewykrywalne.
Zwiększony stosunek RANKL/OPG w komórkach śródbłonkowych, obserwowany w procesie kalcyfikacji, wydaje się być związany z zapalną naturą miażdżycy (RANKL
wzrasta, a OPG maleje), podobnie jak w innych tkankach
objętych procesem zapalnym. Śródbłonek (endothelium)
jest głównym koordynatorem odpowiedzi zapalnej i miejscem wytwarzania (obok limfocytów T) zwiększonych ilo-
&ARM0RZEGL.AUK
ści RANKL. Pochodzący z komórek endothelium RANKL
pobudza ich proliferację, migrację chemotaktyczną, przeżywalność oraz angiogenezę. Podczas wapnienia mięśnie
gładkie naczyń ulegają różnicowaniu osteogenicznemu
i wytwarzają RANKL, który reguluje w nich ekspresję białek macierzy kostnej. RANKL wzmaga także rekrutację
i infiltrację monocytów/makrofagów, przez co stymuluje mineralizację mięśni gładkich naczyń krwionośnych
w miażdżycy. Ponadto indukuje w monocytach produkcję metaloproteazy MMP-9 (ang. matrix metalloprotease-9), która wspiera infiltrację i wzrost płytki miażdżycowej. W makrofagach oksydowane lipidy stymulują
czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego VEGF (ang.
vascular endothelial growth factor), który poprzez intensywne namnażanie komórek śródbłonka i indukcję ekspresji receptora RANK, nasila neoangiogenezę. Obecnie
uważa się, że zapalnie aktywowane komórki endothelium
przyczyniają się do pojawienia, funkcjonowania i przeżywalności komórek osteoklastopodobnych. Pojawiają
się one w zaawansowanych zmianach miażdżycowych
i biorą udział w remodelingu powstałej w naczyniach tkanki
kostnej. Wyniki badań sugerują, że produkcja RANKL przez
aktywowane limfocyty T, śródbłonek i wapniejące mięśnie
gładkie naczyń krwionośnych może pomagać w inicjowaniu i unieśmiertelnianiu procesów angiogenicznych, które
intensyfikują zapalenie i kalcyfikację [8]. W tym przypadku
OPG jest postrzegana jako czynnik ryzyka rozwoju miażdżycy i chorób układu sercowo-naczyniowego. Wysokie
stężenie OPG jest niezależnym czynnikiem ryzyka choroby
kardiowaskularnej [16]. Jednak OPG wydaje się być jedynie
markerem, a nie mediatorem miażdżycy [15].
Udział RANKL i OPG w kalcyfikacji naczyń popierają
następujące odkrycia:
fenotyp kalcyfikacji naczyń u myszy z genetycznym
brakiem OPG,
wzrost ekspresji RANKL z jednoczesnym spadkiem
OPG w zwapniałych naczyniach,
indukowanie przez RANKL kalcyfikacji i różnicowania
osteoplastycznegow miofibroblastach zastawek serca,
związek między chorobą wieńcową a poziomem osoczowym OPG i RANKL [17].
Odkrycie szlaku RANKL/RANK/OPG zapoczątkowało
badania nad nowymi możliwościami terapeutycznymi w leczeniu chorób tkanki kostnej.
Osteoprotegeryna otrzymana metodą inżynierii genetycznej stanowi znaczący inhibitor resorpcji kości [18].
Liczne przedkliniczne badania naukowe z użyciem osteoprotegeryny obejmują eksperymenty in vivo na modelach
zwierzęcych i doświadczenia in vitro. Przeprowadzono
także kilka badań klinicznych z zastosowaniem ludzkiej rekombinowanej OPG (hrOPG) jako inhibitora resorpcji kości. Cząsteczka hrOPG zawiera OPG (pozbawioną domeny
wiążącej heparynę) sprzężoną na N-końcu z fragmentem Fc
ludzkiej immunoglobuliny IgG1 [19,20,21]. Delecja domeny wiążącej heparynę i fuzja skróconej molekuły z IgG1 powoduje wydłużenie okresu półtrwania w organizmie [21].
Pierwsze randomizowane badanie kliniczne hrOPG
przeprowadzono na 52 zdrowych kobietach po menopauzie
przez pojedyncze podanie podskórne (sc). Uzyskane wyniki wykazały, że hrOPG szybko i znacząco zahamowała
resorpcję kostną u badanych kobiet bez istotnych działań
ubocznych [19].
W innym randomizowanym badaniu klinicznym
I fazy porównywano efekt antyresorpcyjny oraz bezpieczeństwo zastosowania hrOPG i pamidronianu. Badanie
przeprowadzono na 28 pacjentach ze szpiczakiem mnogim i 26 kobietach z rakiem gruczołu sutkowego, któremu towarzyszyły przerzuty do kości. Pojedyncze sc
podanie hrOPG spowodowało szybką i głęboką supresję
resorpcji kości u obydwu grup pacjentów, podobną jak
po stosowaniu pamidronianu. hrOPG była dobrze tolerowana [ 20].
Przeprowadzono również próbę zastosowania hrOPG
u dwojga pacjentów (rodzeństwa) z młodzieńczą postacią
choroby Pageta. Resorpcja kostna, mierzona poziomem
jej biochemicznych markerów, została zahamowana przez
dawki 0,3 i 0,4 mg/kg masy ciała, podawane sc raz w tygodniu przez okres 15 m-cy. Po tym czasie masa kości promieniowej wzrosła o 9% u jednego pacjenta oraz o 30% u drugiego. Z wyjątkiem łagodnej hipokalcemii i hipofosfatemii,
nie stwierdzono widocznych działań niepożądanych [22].
Ostatnio przeprowadzone badania in vitro wykazały, że
OPG może pełnić rolę czynnika protekcyjnego dla komórek
nowotworowych (raka gruczołu sutkowego, prostaty, jelita
grubego) [23,24]. Możliwym mechanizmem zwiększenia
ryzyka nowotworzenia jest blokowanie przez OPG czynnika TRAIL (ang. tumor necrosis factor-related apoptosisinducing ligand), indukującego apoptozę różnych komórek
nowotworowych [23].
W ostatnich latach duże nadzieje na wprowadzenie do
lecznictwa wiązane są z denozumabem, który jest w pełni
ludzkim monoklonalnym przeciwciałem specyficznym dla
RANKL [25,26,27]. W przeciwieństwie do OPG charakteryzuje się znacznie dłuższym czasem półtrwania, co pozwala na rzadsze dawkowanie [28].
W randomizowanym badaniu klinicznym I fazy denozumab podawano 25 pacjentom ze szpiczakiem mnogim oraz 29 pacjentkom z przerzutami raka gruczołu sutkowego do kości w pojedynczej dawce sc. Wykazano, że
denozumab zmniejszał poziom markera resorpcji kostnej
N-telopeptydu (w moczu i osoczu) w ciągu jednego dnia.
Spadek utrzymywał się do 84 dni (dla dawek 1.0 lub 3.0
mg/kg.). Dla porównania pamidronian podawany w dawce
90 mg drogą dożylną (iv) również zmniejszał przebudowę
kostną lecz działanie utrzymywało się krócej. Denozumab
był dobrze tolerowany [25].
Badania kliniczne II fazy z zastosowaniem denozumabu zostały przeprowadzone na 412 kobietach po menopauzie z niską masą kostną. Przez 2 lata wszystkie kobiety otrzymywały denozumab (w dawkach 6, 14, 30 mg)
co 3 miesiące lub (14, 60, 100, 210 mg) co 6 miesięcy sc.
Po 2 latach podawania denozumabu kobiety podzielono
na 3 grupy badane. Grupa pierwsza otrzymywała badany
lek co 6 miesięcy przez kolejne 2 lata. W grupie drugiej
przerwano terapię, natomiast grupie trzeciej, po rocznej
przerwie, ponownie podawano denozumab w odstępach
sześciomiesięcznych przez okres roku. Czteroletnia terapia denozumabem u 262 pacjentek spowodowała wzrost
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
gęstości mineralnej kości BMD (ang. bone mineral density) kręgosłupa lędźwiowego o 9,4-11,8%, oraz biodra o 4,0-6,1%, a także zmniejszenie poziomu markerów
przebudowy kostnej BTM (ang. bone turnover markers)
w czasie stosowania. W ciągu pierwszych 12 m-cy od przerwania podawania denozumabu wykazano spadek BMD
o 6,6% w kręgosłupie lędźwiowym i o 5,3% w biodrze,
z jednoczesnym wzrostem BTM. Wznowienie leczenia denozumabem w tej grupie pacjentek spowodowało
wzrost wartości BMD kręgosłupa lędźwiowego o 9% (licząc od wartości wyjściowych przed rozpoczęciem terapii) oraz redukcję BTM. Lek był dobrze tolerowany,
a ilość zdarzeń niepożądanych była podobna jak po placebo
[26].
W innym badaniu klinicznym II fazy działanie denozumabu porównywano z różnymi bisfosfonianami (zoledronian, pamidronian, ibandronian). W tym celu denozumab
podawano 255 pacjentkom z przerzutami raka gruczołu
sutkowego do kości. Wpływ denozumabu na przebudowę
kości u tych pacjentek, w ciągu pierwszych 13 tygodni terapii, oceniano przez pomiar markera obrotu kostnego, tj. stosunek moczowego N-telopeptydu do moczowej kreatyniny
(uNTx/Cr). Pacjentki otrzymywały lek drogą iniekcji podskórnych co 4 m-ce (30, 120 lub 180 mg) lub co 12 m-cy (60
lub 180 mg) przez okres 24 m-cy. Bisfosfoniany podawano co 4 tygodnie iv. Wykazano, że denozumab u 74% osób
spowodował 65% zmniejszenie stosunku uNTx/Cr po 13
dniach stosowania, natomiast bisfosfoniany podobny rezultat wykazały u 63% chorych po 29 dniach. Nie stwierdzono
żadnych poważnych działań niepożądanych po podawaniu
denozumabu [27].
Obecnie prowadzone są dla denozumabu badania kliniczne III fazy, które zdecydują czy zostanie on wprowadzony do lecznictwa.
Piśmiennictwo
1. Ostrowska Z et al. Przebudowa kości, system RANKL/
RANK/OPG a melatonina. Ann Acad Med Siles 2008;
62: 79-84.
2. Lorenc RS, Kryśkiewicz E. Szlak RANKL/RANK/OPG
i jego znaczenie w fizjologii i patofizjologii kości. Terapia 2006; 14 (3): 58-63.
3. Kapczuk K, Sowińska-Przepiera E, Friebe Z. Układ
Osteoprotegeryna/RANKL/RANK w aspekcie terapii osteoporozy pomenopauzalnej. Ginekol Pol 2003;
74(4): 323-31.
4. Janiec W. Farmakodynamika leków wpływających na
układ kostny. W: Farmakodynamika. Podręcznik dla
studentów farmacji. Wydawnictwo Lekarskie PZWL,
Warszawa 2008; 858-908.
5. Wada T et al. RANKL-RANK signaling in osteoclastogenesis and bone disease. Trends Mol Med 2006; 12(1): 17-25.
6. Murray RK, Granner DK. Biochemia komunikacji zewnątrzkomórkowej i wewnątrzkomórkowej. Błony:
struktura i funkcja. W: Biochemia Harpera. Red. Murray RK et al. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008; 507-577.
7. Kłyszejko-Stefanowicz L. Błona plazmatyczna oraz
białka powierzchni komórkowej. W: Cytobiochemia.
Biochemia niektórych struktur komórkowych. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2002; 219-286.
8. Collin-Osdoby P. Regulation of vascular calcification by
osteoclast regulatory factors RANKL and osteoprotegerin. Circ Res 2004; 95(11): 1046-57.
9. Kim NS et al. Receptor activator of NF-kappaB ligand
regulates the proliferation of mammary epithelial cells
via Id2. Mol Cell Biol 2006; 26(3): 1002-13.
10. Lange AW, Yutzey KE. NFATc1 expression in
the developing heart valves is responsive to the
RANKL pathway and is required for endocardial
expression of cathepsin K. Dev Biol 2006; 292(2):
407-17.
11. Zheng H et al. RANKL stimulates inducible nitricoxide synthase expression and nitric oxide production
in developing osteoclasts. An autocrine negative feedback mechanism triggered by RANKL-induced interferon beta via NF-kappaB that restrains osteoclastogenesis and bone resorption. J Biol Chem 2006; 281(23):
15809-20.
12. Hofbauer LC, Shoppet M. Clinical implications of the
Osteoprotegerin/RANKL/RANK system for bone and
vascular diseases. JAMA 2004; 292(4): 490-5.
13. Anandarajah AP, Schwarz M. Anti-RANKL therapy
for inflammatory bone disorders: Mechanisms and
potential clinical applications. J Cell Biochem 2006;
97(2): 226-32.
14. Clohisy DR, Mantyh PW. Bone cancer pain and the
role of RANKL/OPG. J Musculoskelet Neuronal Interact 2004; 4(3): 293-300.
15. Morony S et al. Osteoprotegerin inhibits vascular calcification without affecting atherosclerosis in ldlr(-/-)
mice. Circulation 2008; 117(3): 411-20.
16. Kiechl S et al. Osteoprotegerin is a risk factor for progressive atherosclerosis and cardiovascular disease. Circulation 2004; 109(18): 2175-80.
17. Tintut Y, Demer L. Role of osteoprotegerin and its ligands and competing receptors in atherosclerotic calcification. J Investig Med 2006; 54(7): 395-401.
18. Gallagher JC. Advances in bone biology and new treatments for bone loss. Maturitas 2008; 60(1): 65-9.
19. Body JJ et al. A phase I study of AMGN-0007, a recombinant osteoprotegerin construct, in patients with multiple myeloma or breast carcinoma related bone metastases. Cancer 2003; 97(3 Suppl): 887-92.
20. Cundy T et al. Recombinant osteoprotegerin for juvenile
Paget’s disease. N Engl J Med 2005; 353(9): 918-23.
21. Vega D, Maalouf NM, Sakhaee K. Clinical Review: the role
of receptor activator of nuclear factor-kappaB (RANK)/
RANK ligand/osteoprotegerin: clinical implications.
J Clin Endocrinol Metab 2007; 92(12): 4514-21.
22. Pettersen I et al. Osteoprotegerin is expressed in colon carcinoma cells. Anticancer Res 2005; 25(6B):
3809-16.
&ARM0RZEGL.AUK
23. Body JJ et al. A study of the biological receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand inhibitor, denosumab, in patients with multiple myeloma or bone
metastases from breast cancer. Clin Cancer Res 2006;
12(4): 1221-8.
24. Miller PD et al. Effect of denosumab on bone density and
turnover in postmenopausal women with low bone mass
after long-term continued, discontinued, and restarting
of therapy: a randomized blinded phase 2 clinical trial.
Bone 2008; 43(2): 222-9.
Adres do korespondencji:
Dorota Bolek
ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec
tel. (032) 364 15 40
e-mail: [email protected]
25. Lipton A et al. Randomized active-controlled phase II
study of denosumab efficacy and safety in patients with
breast cancer-related bone metastases. J Clin Oncol
2007; 25(28): 4431-7.
26. Kostenuik PJ. Osteoprotegerin and RANKL regulate
bone resorption, density, geometry and strength. Curr
Opin Pharmacol 2005; 5(6): 618-25.