Białka morfogenetyczne

BMP regulują wzrost i różnicowanie osteoblastów i chondroblastów. Są induktorami tworzenia kości w miejscach ektopowych. Należą one do nadrodziny TGFbeta. Szlakiem sygnałowym dla rodziny TGFbeta są wewnątrzkomórkowe białka SMAD. Ścieżki sygnałowe SMAD są identyczne u bezkręgowców i u kręgowców co świadczy o wczesnym ewolucyjnym wykształceniu ich funkcji[1].

W sprzedaży i użytku klinicznym dostępne są:

Infuse Rh BMP-2 – [Medtronic Sofamor Danek]

OP-1 = BMP-7 – [Stryker - Implant OP1 – 3,5mg adsorbowane na 1g kolagenu typu I] jest silnym osteoinduktorem,

poza tym hamuje tworzenie stawu w miejscach niefizjologicznych. A jednocześnie udowodniono jego zdolność do przyspieszania i wspomagania naprawy ubytków chrząstki[1]. Prawdopodobnie wynika to z pierwotnej obecności komórek prekursorowych – jeśli obecne są komórki osteoprogenitorowe to OP1 pobudza różnicowanie w kierunku fenotypu osteoblastycznego. Jeśli natomiast w zrębie obecne są prekursory chondrocytów to OP1 promuje ich fenotyp chondroblastyczny.

Innym prawdopodobnym czynnikiem odpowiedzialnym za osteoindukcyjne właściwości OP1 jest prawdopodobnie stymulacja angiogenezy poprzez stymulację syntezy EGF[s180]

Funkcje biologiczne BMP

Tabela 1: biologiczna rola białek morfogenetycznych[1]

OPG – osteoprotegeryna znana jako czynnik hamujący osteoklastogenezę - osteoclastogenesis inhibitory factor (OCIF), jest cytokiną, która hamuje różnicowanie się komórek prekursorowych w osteoklasty. RhOPG w warunkach doświadczalnych działa specyficznie na kość i zwiększa jej objętość i gęstość mineralną[2]. Produkcja OPG in vivo jest stymulowana przez estrogeny, jak również przez Ranelinian Strontu [Protelos].

W sumie odkryto 20 białek należących do BMP

Właściwości osteoindukcjyjne mają BMP 2, 4, 5, 6, 7. Co ciekawe BMP-3 które występuje w kości w największej ilości ma właściwości inhibitora osteoindukcji[1].

Zasadniczą rolę w procesach gojenia kości odgrywają BMP-2, 4, 7 [1]s.172

BMP8a = OP2

BMP1 nie należy do TGFbeta – jest metaloproteinazą (proteinaza C prokolagenu) i bierze udział w rozwoju chrząstki.

Insulinopodobne czynniki wzrostu

IGF-I i IGF-II stymulują namnażanie osteoblastów. Produkcja IGF w kości jest stymulowana przez hormon wzrostu i PTH.

Płytkopochodny czynnik wzrostu

PDGF – ma silne działanie mitogenne i chemotaktyczne na komórki mezenchymalne. Zwiększa aktywność osteoblastów. Jest najsilniejszym czynnikiem mitogennym spośród czynników wzrostu[1]. Działanie to jest powodem obaw co do bezpieczeństwa jego stosowania w chorobach ze znaną skłonnością do transformacji nowotworowej – jak stosowanie PDGF czy PRP we wrodzonym stawie rzekomym piszczeli [CPT], który często występuje na podłożu neurofibromatosis[3]

Bibliografia

[1] A. Górecki, Czynniki wzrostu i tkanka kostna, Warszawa: 2004.

[2] L.D. Simonet WS i Simonet WS, Lacey DL, Dunstan CR, ''et al.'', “Osteoprotegerin: a novel secreted protein involved in the regulation of bone density,” Cell, vol. 89, 1997, s. 309–19.

[3] K.L. Vander Have, R.N. Hensinger, M. Caird, C. Johnston, i F.A. Farley, “Congenital pseudarthrosis of the tibia,” The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons Polish Edition, vol. 1, Kwiecień. 2008, s. 10-18.