Про BMP-7 зазвичай говорять як про «антифіброзний фактор». Це правда лише наполовину і саме тому вводить в оману. У цієї молекули є деталь, якої немає майже ні в кого з її сусідів по темі відновлення тканин: вона справді була продуктом, який можна було купити. Не в дослідницькому каталозі, в операційній. А потім її звідти прибрали.

Молекула, яку колись справді можна було замовити в операційну

Спершу про клас, бо тут часто помиляються. BMP-7 (кістковий морфогенетичний білок 7), це ростовий фактор суперродини TGF-β, секретований сигнальний білок. Не пептид. Активна форма, дисульфідно зшитий глікозильований гомодимер вагою близько 35 кДа; окремий ланцюг сам по собі неактивний. Це не термінологічна причіпка: від цього залежить усе, від способу виробництва до того, що має бути в сертифікаті аналізу.

Під другою своєю назвою, OP-1, osteogenic protein-1, цей самий білок понад десять років існував як медичний виріб. Рекомбінантний людський BMP-7, нанесений на колагеновий носій, отримав дозвіл FDA (Управління з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США) за процедурою humanitarian device exemption: у 2001 році для незрощень довгих кісток, згодом для ревізійного спондилодезу. Реєстраційне дослідження при незрощеннях великогомілкової кістки порівнювало його з аутотрансплантатом, золотим стандартом кісткової пластики.

Тут і починається найцікавіше. Клінічна кар'єра BMP-7 відбулася в ортопедії. Наукова слава, у нефрології. І ці дві лінії практично не перетнулися.

Чому «гальмо» точніше, ніж «фактор росту»

Стандартний опис звучить так: BMP-7 протидіє фіброзу. Механічно точніше сказати інакше.

TGF-β1, центральний профіброзний сигнал, працює через Smad2/3. BMP-7 працює через ті самі рецепторні принципи, але на іншу гілку: Smad1/5/8. Обидві гілки конкурують за спільний партнер Smad4 і взаємно пригнічують одна одну. Тобто це не два незалежні процеси, а важіль із двома плечима.

І тепер ключове. У здоровій нирці BMP-7 виробляється постійно. При пошкодженні, ішемічному, токсичному, метаболічному, його експресія падає. Фіброз розвивається не тому, що ввімкнувся новий стимул, а тому, що вимкнулося стримування.

Це принципово змінює зміст фрази «дати BMP-7». Ви не додаєте сигнал до відновлення, ви намагаєтеся повернути гальмо, яке зникло. І питання «чи завадить це утворенню нового рубця» та «чи розсмокче це вже наявний», два різні питання з різними відповідями. Значна частина плутанини навколо цієї молекули росте саме звідси.

Що показали ниркові моделі, і де вони зупинилися

Доклінічні дані тут справді солідні, і применшувати їх не варто. У щурів OP-1 при ішемічній гострій нирковій недостатності зменшував тяжкість пошкодження. У моделі обструкції сечоводу, запобігав фіброгенезу. Найгучніша робота вийшла у 2003 році в Nature Medicine: BMP-7 протидіяв індукованому TGF-β1 епітеліально-мезенхімальному переходу в ниркових канальцевих клітинах і, за даними мишачих моделей, реверсував уже сформоване хронічне пошкодження.

А тепер обмеження, без яких ця картина неповна. По-перше, це гризуни, і дози були надфізіологічними. По-друге, сама роль епітеліально-мезенхімального переходу у фіброзі дорослої нирки після 2003 року стала предметом довгої фахової дискусії, сьогодні її оцінюють значно стриманіше. По-третє, є ще один шар, про який згадують рідше: у тканині працюють ендогенні антагоністи BMP, USAG-1, гремлін, ноггін. Вони зв'язують BMP позаклітинно, і при пошкодженні їх часто стає більше. Тому «додати ліганд» і «зняти гальмо», не одне й те саме: частина введеного білка нейтралізується ще до того, як дійде до рецептора.

Як схвалений продукт пішов з ринку

Цю історію легко переказати неправильно в обидва боки, тому варто бути точним.

OP-1 ніколи не мав повного схвалення за процедурою PMA, він існував у режимі HDE, шляху для виробів, призначених невеликим групам пацієнтів, із нижчими вимогами до доведення ефективності. У 2009 році консультативний комітет FDA проголосував проти розширення показань на неінструментований поперековий спондилодез. У 2010 році Stryker Biotech продала активи OP-1 корпорації Olympus. У 2014 році Olympus згорнула напрямок і припинила операції в США, після чого rhBMP-7 на американському ринку більше не представлений.

Чого з цього не випливає: що BMP-7 визнали небезпечним. Відхід із ринку був комерційним і регуляторним результатом, вузьке показання, обмежувальний шлях реєстрації, відмова в розширенні, зміна власника. Не висновком про шкоду.

І ще одне розмежування, яке варто тримати в голові: гучна полеміка про безпеку BMP у спінальній хірургії стосувалася насамперед rhBMP-2, іншого білка, іншого виробника, іншого продукту. Ці дві історії постійно змішують, і робити цього не варто.

Спроба обійти сам білок, і чим вона закінчилася

Головна технічна перешкода була не в біології, а в доставці. BMP міцно зв'язуються з позаклітинним матриксом, погано утримуються в місці введення, а їхні рецептори експресуються майже повсюдно, тому системна доза, достатня для нирки, б'є й по кістці. Клінічна форма OP-1 тому й була твердим імплантом на колагені, а не ін'єкцією.

Логічний обхід: не доставляти білок, а зробити маленьку молекулу, яка активує той самий рецептор. У 2012 році показали, що рецептор ALK3 критичний для регенерації нирки і що пептидний агоніст ALK3 (THR-123) реверсує сформований фіброз у мишей. На цій основі виник клінічний кандидат THR-184.

Результат варто назвати прямо. У рандомізованому плацебо-контрольованому дослідженні фази 2 у пацієнтів високого ризику гострого ниркового пошкодження після кардіохірургії THR-184 у діапазоні доз не знизив ані частоту, ані тяжкість, ані тривалість ГНП порівняно з плацебо. Частота ГНП була приблизно 74–79 % в усіх групах, включно з плацебо. Безпека, зіставна.

Тобто станом на сьогодні: красивий механізм, відтворювані дані на гризунах, одне коректно проведене випробування підходу в людей, негативне. Схваленого антифіброзного продукту на основі BMP-7 не існує. Це не привід списувати напрям, але й не привід говорити про нього як про доведений.

Що з цього випливає для лабораторної роботи

Якщо ви працюєте з BMP-7 як з реагентом, кілька практичних наслідків:

  • Димер вирішує все. Активність несе дисульфідно зшитий гомодимер. Відновлений мономер неактивний, це найчастіша причина реагенту, який «нічого не робить».
  • Система експресії не деталь. Матеріал із клітин ссавців глікозильований, матеріал з E. coli, ні, і потребує рефолдингу. У біотестах вони не взаємозамінні за замовчуванням.
  • Зрілий домен чи попередник. BMP-7 синтезується як пропротеїн; специфікація має вказувати це однозначно.
  • Адсорбція на пластик. При низьких концентраціях реально доступна концентрація може суттєво відрізнятися від номінальної.
  • Шукайте за двома назвами. Половина релевантної літератури підписана «OP-1», а не «BMP-7».

Детальний розбір механізму, доказової бази й аналітичних вимог, у монографії BMP-7. Суміжні матеріали: HGF, на відміну від BMP-7, це репаративний сигнал, а не гальмо, і його історія провалу виглядає зовсім інакше; Ac-SDKP, пептидний інгібітор тієї ж Smad2-гілки. Розділ каталогу: tissue repair.

BMP-7 постачається виключно як реагент для дослідницького застосування (RUO). Це не лікарський засіб і не продукт для споживання людиною. Матеріал не призначений для діагностики чи лікування.

Читайте також: BMP-7 (OP-1): що це, механізм і чесний огляд досліджень.