骨治癒支援２つの薬剤の組み合わせで効果低下(BMP-2製剤 vs PDGF製剤)
骨形成タンパク質2(BMP2)と血小板由来成長因子(PDGF)の2つの成長因子は、現在、骨治癒を支援するために食品医薬品局(FDA)によって承認されている。しかし、それらを組み合わせると効果が低下する可能性がある。
混ぜるな危険というやつで・・・
Novak S, Madunic J, Shum L, Vucetic M, Wang X, Tanigawa H, et al. PDGF inhibits BMP2-induced bone healing. npj Regen Med. 2023 Jan 11;8(1):3.
骨再生には、骨・軟骨幹細胞や前駆細胞のプールとその分化を制御するシグナル伝達機構が必要である。PDGFRβを介したPDGFシグナルがBMP2による骨形成を阻害し、BMP2標的遺伝子の発現を有意に減少させることをin vitroのアプローチで明らかにした。PDGFとBMP2という2つの同化作用を持つ薬剤による治療の結果を、異なるbone healing modelsを用いて評価した。αSMA骨形成細胞においてPDGFRβを標的として欠失させると、カルスの骨量が増加し、骨折の生体力学的性質が改善した。BMP2投与により、骨欠損部における骨形成細胞の割合が増加し、PDGF BBとBMP2の併用により、骨形成細胞の数が減少した。BMP2投与により骨形成が促進され、骨芽細胞数が増加した。一方、PDGF BBの併用により骨芽細胞数が減少した。PDGFはBMP2による骨形成を阻害するが、治癒過程の早い段階でPDGFシグナルを阻害してもBMP2による骨治癒は改善しないことを示すin vivo研究である。
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解説：Combining two bone healing remedies can inhibit bone growth and regeneration (medicalxpress.com)
骨形態形成タンパク質は骨再生の重要な調節因子であり、血小板由来成長因子は細胞の成長と分裂の調節に役立ちます。単独で、BMP2は骨量と治癒を増加させるのに役立ちます。しかし、PDGFとBMP2の両方で治療されたマウスを評価した後、研究者らはPDGFがBMP2誘発性骨成長を阻害することを発見しました。
「BMP2は臨床診療で広く使用されている骨同化作用であり、同等またはより強力な骨治癒効果を達成するためにその効果を改善し、治療用量を下げる方法を理解するには、より多くの研究が必要であるため、これは臨床的に関連性のある研究です」とKalajzic氏は述べています。
両方の成長因子を組み合わせた場合の影響をテストするために、研究者らは複数の遺伝子組み換えマウスを使用し、顕微手術アプローチを使用して骨折と「クリティカルサイズ」の骨欠損、つまり骨長の20%の欠陥を作成しました。研究者によると、げっ歯類モデルは骨治癒の遺伝的調節を理解するのに理想的です。
研究者らは、骨欠損内に配置した場合、BMP2誘発性骨形成の調節におけるPDGFシグナル伝達の負の役割を発見しました。治癒過程の初期に重大なサイズの欠陥を併用治療すると、骨前駆細胞(または骨形成)細胞数が減少し、幹/前駆細胞の増殖が制限され、欠陥後2週間で骨形成が減少しました。しかし、治癒過程の早い段階でのPDGFシグナル伝達の阻害は、BMP<>誘導性骨形成の改善にはつながらなかったため、PDGFが治癒過程に必要であることを示しています。
ChatGPT欄
BMP-2製剤を教えて下さい
BMP-2 (Bone Morphogenetic Protein-2) は、骨形成に関与するタンパク質であり、骨再生や骨欠損の治療に応用されることがあります。BMP-2製剤は、BMP-2を人工的に合成し、治療目的で利用するために製造された製剤です。
BMP-2製剤は、主に以下のような形態で製造されています。
骨芽細胞から分泌されるBMP-2を遺伝子工学的に再現したもの（recombinant BMP-2）
BMP-2を含む軟骨や骨髄から抽出したもの（natural BMP-2）
これらの製剤は、骨再生を促進するために、骨接合手術や歯科治療、椎体形成術などの手術で使用されることがあります。ただし、BMP-2製剤には副作用があることが報告されており、適切な使用方法については医師と相談する必要があります。
上記に関連した薬剤で、米国FDA承認されてる薬剤ありますか？
はい、米国FDA（Food and Drug Administration）は、骨形成不全や椎体骨折などの治療に使用されるBMP-2製剤として、以下の2つの製剤を承認しています。
Infuse Bone Graft：ループス・メディカル（Medtronic）が開発したBMP-2製剤であり、2002年にFDAから承認を受けました。椎体形成術に使用されることがあります。
Augment Bone Graft(関連文献:Effect of Implantation of Augment® Bone Graft on Serum Concentrations of Platelet-Derived Growth Factors: A Pharmacokinetic Study | SpringerLink)：BMP-2を含む自家骨移植材であり、ウルヴェスト（Bioventus）が開発したBMP-2製剤です。2015年にFDAから承認を受けました。足首の骨折や足の手術など、骨再生が必要な手術に使用されることがあります。（注.rhPDGF-BB, a man-made protein called recombinant human platelet-derived growth factor (rhPDGF-BB)と書かれている AUGMENT® Bone Graft: Fusion Solution in Hindfoot and Ankle arthrodesis (augmentbonegraft.com)）
ただし、これらの製剤には副作用があり、適切な使用方法については医師と相談する必要があります。また、FDAはBMP-2製剤を適切に使用するよう医師や患者に注意喚起を行っています。
骨治癒支援薬剤として血小板由来成長因子(PDGF)製剤で米国FDA承認されてる薬剤ありますか？
はい、血小板由来成長因子（PDGF）製剤として、米国FDA（Food and Drug Administration）が承認した製剤があります。その製剤は、以下の通りです。
rhPDGF-BB (Recombinant Human Platelet-Derived Growth Factor BB)：ループス・メディカル（Medtronic）が開発したPDGF製剤で、商標名は"Regranex"です。2001年にFDAから承認を受けました。"Regranex"は、皮膚潰瘍の治療に使用される医療用医薬品で、潰瘍の治癒を促進するために、潰瘍表面に塗布されます。
PDGFは、細胞増殖や細胞分化を促進する因子で、骨治癒を促進する作用があることが知られています。しかし、PDGF製剤を直接骨折部位に使用することは一般的ではありません。代わりに、PDGFを含む材料を骨接合用のインプラントやコラーゲンスポンジなどに組み込み、骨治癒を促進することがあります。