Péptidos para articulações e tendões: visão geral da investigação, classes de péptidos e guia de seleção

A investigação de péptidos para articulações e tendões abrange dois tecidos que são habitualmente catalogados em conjunto e se comportam de forma muito diferente. O tendão é uma estrutura densa, pouco vascularizada, de colagénio de tipo I, que se repara lentamente e resolve com uma cicatriz mecanicamente inferior. A cartilagem articular é avascular e aneural, não tem praticamente qualquer capacidade intrínseca de reparação no adulto e é dominada por colagénio de tipo II numa matriz rica em proteoglicanos. Um composto que ajuda um não tem qualquer pretensão automática sobre o outro. Esta visão geral separa-os, compara os padrões de referência especificados pelos investigadores e expõe os parâmetros que tornam um resultado defensável.

O que mede a investigação sobre tecido conjuntivo

Os estudos de tendão são antes de mais mecânicos. Os parâmetros definidores são a carga de tração máxima, a rigidez e o módulo de Young obtidos em ensaios de carga até à rotura, com a área de secção transversal medida para que a tensão possa ser normalizada — um passo frequentemente omitido e que, quando o é, torna os resultados não comparáveis. Os parâmetros histológicos incluem o alinhamento das fibras de colagénio, a razão entre colagénio de tipo I e de tipo III e a celularidade. Parâmetros funcionais como a análise da marcha surgem nos trabalhos em roedores mais bem concebidos.

Os estudos de cartilagem utilizam um conjunto diferente. Os sistemas de pontuação OARSI e Mankin graduam a degeneração histológica; a coloração com safranina-O e azul de toluidina mostra o teor de proteoglicanos; a quantificação de glicosaminoglicanos exprime-o numericamente. A expressão de enzimas catabólicas — MMP-13 e ADAMTS-5, a agrecanase mais implicada na perda de cartilagem — é a leitura mecanística. Em cultura, a estabilidade do fenótipo dos condrócitos é de enorme importância, porque os condrócitos se desdiferenciam em monocamada e deixam de produzir colagénio de tipo II em poucas passagens.

A razão para insistir nestas especificidades é que a forma mais rápida de produzir um resultado enganador sobre tecido conjuntivo é relatar uma melhoria histológica sem uma melhoria mecânica. Uma deposição de tecido mais rápida e um tecido mais resistente não são o mesmo resultado.

As classes estudadas

Péptidos angiogénicos e reparadores

O BPC-157 tem a maior presença publicada na investigação tendinosa de todos os péptidos aqui referidos. Modelos de secção e desinserção do tendão de Aquiles em ratos do grupo de Zagreb relatam melhoria da carga até à rotura e da recuperação funcional, com um mecanismo proposto que passa pela sinalização do VEGFR2, pela modulação da via do óxido nítrico e pelo aumento do crescimento de tenócitos em cultura de explantes. O argumento da vascularização é, pelo menos, plausível especificamente para o tendão, uma vez que a fraca irrigação sanguínea é uma limitação real da reparação tendinosa. Não foi identificado qualquer recetor e não existe nenhum ensaio em humanos concluído e publicado.

Péptidos de ligação à actina

O TB-500 é o fragmento de ligação à actina de sete resíduos da timosina beta-4, com 889,02 Da, e não a proteína original. A sua atividade relatada — migração celular, angiogénese, redução da fibrose — é, em princípio, relevante para a reparação tendinosa, e a proteína original tem dados publicados dérmicos e cardíacos. O trabalho que pretenda modelar a biologia da timosina beta-4 na sua totalidade deve especificar a timosina beta-4 de comprimento completo, com 43 resíduos e 4963,44 Da, e não o fragmento.

Agentes da matriz e condroprotetores

O polissulfato de pentosano sódico é, do ponto de vista translacional, o composto mais interessante desta categoria, e não é um péptido. É um polissacárido sulfatado semissintético obtido a partir do xilano de faia, estudado durante décadas como agente modificador da doença na osteoartrose, com inibição relatada de enzimas catabólicas e estimulação da síntese de proteoglicanos. Tem uma formulação oral aprovada nos Estados Unidos para uma indicação urológica e aprovações veterinárias de longa data para utilização articular em cães e cavalos — o registo de utilização real mais extenso de tudo o que aqui é discutido.

O ácido hialurónico é um glicosaminoglicano e não um péptido, presente nativamente no líquido sinovial, onde confere viscoelasticidade, e é também um ligando do CD44 com funções de sinalização para além da lubrificação. Os produtos de ácido hialurónico intra-articular são dispositivos médicos ou medicamentos aprovados em várias jurisdições, o que faz dele o comparador padrão na investigação articular. O GHK-Cu entra através da biologia da matriz: o cobre é o cofator da lisil oxidase, a enzima que estabelece ligações cruzadas no colagénio e na elastina, o que é diretamente relevante para as propriedades de tração que a investigação tendinosa mede.

O que mostra a literatura publicada, por tipo de estudo

Trabalho em células e explantes

Os ensaios de crescimento e migração de tenócitos sustentam os péptidos reparadores. Existem dados de cultura de condrócitos para o polissulfato de pentosano, com efeitos relatados na síntese de proteoglicanos e na expressão de enzimas catabólicas. Os efeitos do GHK-Cu na síntese de colagénio em fibroblastos estão bem replicados, embora os tenócitos e os fibroblastos dérmicos não sejam a mesma célula. O problema de desdiferenciação acima referido limita a confiança que se pode depositar no trabalho com condrócitos em monocamada sem o relato de marcadores de fenótipo.

Modelos animais

A secção do tendão de Aquiles em ratos é o modelo tendinoso de referência e é onde se situa a literatura sobre o BPC-157 no tendão. O trabalho sobre cartilagem utiliza a desestabilização cirúrgica do menisco medial, a secção do ligamento cruzado anterior ou modelos induzidos quimicamente, cada um com cinéticas diferentes. O polissulfato de pentosano tem o registo animal mais amplo, incluindo animais de grande porte e utilização clínica veterinária. A fragilidade geral dos estudos tendinosos é a metodologia inconsistente dos ensaios mecânicos — o desenho das garras, a taxa de deformação e a medição da área de secção transversal afetam todos os números e são relatados de forma variável.

Dados em humanos

O ácido hialurónico intra-articular tem dados extensos de ensaios em humanos, com conclusões verdadeiramente controversas; as principais diretrizes clínicas divergem quanto a saber se o efeito é clinicamente relevante. O polissulfato de pentosano tem dados de ensaios em humanos na sua indicação urológica e dados articulares controlados em humanos mais limitados, face a um registo veterinário substancial. O BPC-157, o TB-500 e a timosina beta-4 de comprimento completo não têm ensaios de eficácia em humanos concluídos e publicados para qualquer indicação do tecido conjuntivo.

Tabela comparativa: padrões de investigação sobre tecido conjuntivo

Apenas três entradas são aqui péptidos. O polissulfato de pentosano e o ácido hialurónico estão incluídos porque são os compostos com verdadeiro historial clínico e veterinário na investigação articular e são os comparadores que qualquer protocolo sério deve incluir.

Como os investigadores escolhem péptidos para investigação em articulações e tendões

1. Tendão ou cartilagem? Diferem na vascularização, na composição da matriz e na capacidade intrínseca de reparação. Os péptidos angiogénicos têm uma fundamentação mecanística no tendão que não têm na cartilagem avascular, onde o aumento da invasão vascular é uma característica da degeneração e não da reparação.
2. Parâmetro mecânico ou histológico? O trabalho tendinoso sem ensaio de carga até à rotura não pode sustentar uma alegação de reparação, uma vez que a histologia pode melhorar sem que as propriedades mecânicas melhorem.
3. Existe um comparador ativo? Para o trabalho articular, existe: o ácido hialurónico intra-articular e o polissulfato de pentosano têm ambos registos de utilização real. Um péptido comparado apenas com o veículo deixa a magnitude por abordar.
4. Administração local ou sistémica? Os cremes tópicos alcançam apenas estruturas superficiais; a administração intra-articular é padrão no trabalho articular; a administração sistémica é a utilizada na maior parte da literatura tendinosa em roedores.

Tudo o que está catalogado para este objetivo de investigação encontra-se em péptidos para articulações e tendões, com o agrupamento mecanístico em péptidos de reparação tecidular. A literatura mais ampla sobre reparação, incluindo os péptidos de cobre e anti-inflamatórios, é exposta na nossa visão geral da investigação sobre cicatrização e recuperação.

Formatos e manuseamento

Os frascos liofilizados são o padrão e o único formato que permite definir a concentração molar. Os cremes tópicos, como o formato de creme de BPC-157, alcançam estruturas superficiais e são adequados quando o alvo é um tendão subcutâneo e não uma articulação profunda; não se pode presumir que cheguem à cartilagem articular. Os conjuntos de vários frascos fornecem os componentes separadamente, o que preserva o trabalho de concentração-resposta a nível dos componentes que as misturas coliofilizadas tornam impossível.

Notas de manuseamento: o GHK-Cu requer o complexo de cobre intacto e não deve entrar em contacto com tampões quelantes, comuns nos reagentes de dissociação utilizados para isolar condrócitos e tenócitos. As soluções de ácido hialurónico são muito viscosas e o seu manuseamento é dominado pelo peso molecular — as preparações de alto e baixo peso molecular têm efeitos biológicos diferentes, por vezes opostos, através das vias do CD44 e dos TLR, pelo que o peso molecular tem de ser especificado nos métodos. O polissulfato de pentosano é um polissacárido polidisperso e não uma molécula definida, pelo que a caracterização dos lotes é uma questão de fabrico. Todo o material liofilizado é armazenado selado a -20 °C, protegido da luz, e aliquotado na reconstituição.

Erros de desenho comuns

O primeiro é relatar histologia sem mecânica no trabalho tendinoso. Um melhor alinhamento das fibras e uma maior deposição de colagénio podem acompanhar uma resistência à tração inalterada ou reduzida, e a medição mecânica é a que corresponde ao resultado que realmente interessa.

O segundo é não normalizar os resultados mecânicos pela área de secção transversal. Um tendão mais espesso, mas não mais resistente por unidade de área, apresentará uma carga até à rotura mais elevada sem ter mudado materialmente, e os estudos que relatam a carga sem a tensão não conseguem distinguir as duas situações.

O terceiro é o peso molecular do ácido hialurónico não relatado. O hialuronano de alto e de baixo peso molecular produz respostas diferentes, e por vezes opostas, através da sinalização do CD44 e dos recetores do tipo Toll, pelo que um estudo que descreve o seu reagente apenas como ácido hialurónico não o especificou.

O quarto é a desdiferenciação dos condrócitos em cultura. Os condrócitos em monocamada perdem a expressão de colagénio de tipo II em poucas passagens e evoluem para um fenótipo fibroblástico, pelo que qualquer trabalho de cultura de cartilagem tem de relatar o número de passagens e marcadores de fenótipo, ou utilizar em alternativa cultura tridimensional.

Porque é que os resultados sobre tecido conjuntivo têm fraca translação

Esta categoria tem um historial invulgarmente fraco de passagem dos modelos em roedores para resultados em humanos, e as razões são estruturais e não acidentais.

A escala e a carga diferem enormemente. Um tendão de Aquiles de rato suporta uma fração da carga absoluta de um tendão humano e funciona a taxas de deformação diferentes, pelo que um composto que melhora a reparação num modelo sem carga ou com carga ligeira pode não ter qualquer efeito onde a exigência mecânica é o fator limitante. Vários estudos tendinosos imobilizam o membro após a cirurgia, o que altera fundamentalmente o ambiente de cicatrização, uma vez que a carga controlada é, ela própria, um dos estímulos mais fortes conhecidos para a organização da matriz tendinosa.

A evolução temporal também difere. A reparação tendinosa em roedores decorre ao longo de semanas; a remodelação tendinosa humana prolonga-se por um ano ou mais, e o colagénio de tipo III depositado inicialmente é progressivamente substituído por colagénio de tipo I durante esse período. Um estudo que termina às quatro semanas está a medir as fases inflamatória e proliferativa iniciais e não a fase de remodelação que determina as propriedades mecânicas finais.

A cartilagem acrescenta o seu próprio problema: a cartilagem articular dos roedores tem apenas algumas camadas de células de espessura, face a uma espessura humana medida em milímetros, e uma cartilagem fina comporta-se de forma diferente sob carga e repara-se de forma diferente. Os modelos em animais de grande porte — ovinos, equinos, suínos — existem precisamente por esta razão, e é neles que foi realizado o trabalho articular mais translacionável.

Nada disto torna inútil o trabalho em animais de pequeno porte. Torna-o uma fase de rastreio e não uma fase preditiva, e os protocolos que indicam em que fase se situam são consideravelmente mais úteis do que aqueles que sugerem mais.

Pureza, identidade e estatuto regulamentar

Os péptidos aqui referidos são curtos e devem apresentar 98% ou mais por HPLC, com confirmação da identidade por espectrometria de massa; a timosina beta-4 de comprimento completo, com 43 resíduos, é a síntese mais difícil, e o seu cromatograma importa mais do que o valor principal. Os polissacáridos não podem ser caracterizados desta forma: o polissulfato de pentosano e o ácido hialurónico são polímeros polidispersos cujas especificações relevantes são a distribuição de pesos moleculares e o grau de sulfatação, e esses valores devem constar do certificado. Para o GHK-Cu, o teor de cobre deve ser confirmado e não inferido a partir da cor da solução.

Nenhum péptido aqui descrito está aprovado para uma indicação articular ou tendinosa nos Estados Unidos. O BPC-157 consta da lista da FDA de substâncias a granel que apresentam riscos de segurança significativos para manipulação magistral, e tanto ele como o TB-500 são proibidos no desporto de competição. O polissulfato de pentosano tem uma formulação oral aprovada para uma indicação urológica nos Estados Unidos e aprovações veterinárias articulares em vários países; o material de grau de investigação não corresponde a esses produtos. As preparações de ácido hialurónico intra-articular são produtos regulamentados em várias jurisdições e são igualmente distintas do material de grau de investigação. Tudo o que é aqui referido é de grau de investigação.