Follistatin
Follistatin bindet unter anderem Myostatin und Activin. Muskelwachstum wurde in Mausmodellen gezeigt; eine Wirkung injizierten Follistatins auf Muskelaufbau oder Kraft bei gesunden Menschen ist nicht belegt.
Auch bekannt als: Follistatin, FS-344, FST, Follistatin-344
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Follistatin ist ein körpereigenes Protein, das mehrere Botenstoffe aus der TGF-β-Familie bindet. Dazu gehören Myostatin, Activin und GDF11. Seine Wirkung lässt sich deshalb nicht allein als Myostatinhemmung beschreiben.
Bei der Bewertung von Studien zählt die Verabreichungsform: In den hier beschriebenen Humanstudien wurde ein AAV1-Vektor in den Muskel injiziert, damit dort Follistatin gebildet wird. Die Injektion des fertigen Proteins ist eine andere Behandlung.
como funciona
Bindung mehrerer Wachstumssignale
In Bindungsversuchen und Bioassays neutralisierte Follistatin Activin, Myostatin und GDF11. Welche Bereiche des Proteins dafür besonders wichtig waren, unterschied sich je nach gebundenem Stoff. Das belegt einen molekularen Mechanismus, aber keinen Muskelzuwachs beim Menschen.
Muskelwachstum im Mausmodell
Bei Mäusen erhöhte experimentelle Follistatin-Überexpression das Muskelgewicht um etwa 37 %. Nach Bestrahlung, die die Vermehrung von Satellitenzellen beeinträchtigte, betrug der Zuwachs etwa 20 %. Dieser Vergleich spricht für eine Beteiligung der Satellitenzellen.
Darstellung: Zwei Balken auf einer gemeinsamen Achse von 0 bis 40 % Muskelgewichtszuwachs. Daten: Kontrolltiere nach Follistatin-Überexpression etwa +37 %; bestrahlter Muskel nach Follistatin-Überexpression etwa +20 %. Einheit: Prozent Veränderung des Muskelgewichts. Fundstellen: s7, Abstract, Satz „FS overexpression increased the muscle weight by about 37% in control animals, but the increase reached only 20% in irradiated muscle“. Hinweise: Mausmodell mit experimenteller Überexpression; Bestrahlung beeinträchtigte die Satellitenzellproliferation. Die Balken zeigen weder Humandosen noch Kraftmessungen.
Follistatin vergrößerte im selben Forschungsansatz auch bei Mäusen ohne Myostatin die Muskulatur. Eine Follistatinvariante mit schwächerer Activinbindung bewirkte nach Elektroporation einen geringeren Muskelgewichtszuwachs als unverändertes Follistatin: 14 % gegenüber 32 %. Activin trägt damit im Mausmodell offenbar ebenfalls zur Wirkung bei.
Die Labor- und Mausbefunde erklären, warum Muskelwachstum biologisch plausibel ist. Sie zeigen nicht, ob eine Proteininjektion bei gesunden Menschen Muskelmasse oder Kraft erhöht. Für einen Abgleich mit den Versuchskonzentrationen fehlen zudem Daten zu erreichbaren Konzentrationen im menschlichen Blut und Muskel.
Lo que muestran los estudios
In einer unkontrollierten Studie erhielten sechs Menschen mit Becker-Muskeldystrophie einen Follistatin-Gentransfer durch beidseitige Injektionen eines AAV1-Vektors in den Quadrizeps. Drei Personen erhielten 3 × 10¹¹, drei weitere 6 × 10¹¹ Vektorgenome pro Kilogramm und Bein. Im 6-Minuten-Gehtest verbesserten sich vier Personen um 58, 125, 108 beziehungsweise 29 Meter; zwei zeigten keine Verbesserung. Muskelbiopsien zeigten Veränderungen, die mit weniger krankhaftem Gewebeumbau und Hypertrophie vereinbar waren.
Ohne Placebogruppe lässt sich aus diesen Veränderungen keine gesicherte Behandlungswirkung ableiten. Eine belastbare Analyse möglicher Respondermerkmale wurde bei der kleinen Stichprobe nicht berichtet.
Eine weitere Studie untersuchte einen AAV1-FS344-Gentransfer bei sechs Menschen mit sporadischer Einschlusskörpermyositis. Die annualisierte mediane Veränderung im 6-Minuten-Gehtest lag bei den Behandelten bei +56,0 Metern pro Jahr, bei acht unbehandelten Vergleichspersonen bei −25,8 Metern pro Jahr. Alle Behandelten absolvierten auch ein Übungsprogramm. Der Vergleich war nicht randomisiert und trennt dessen möglichen Beitrag nicht zuverlässig vom Gentransfer.
Ein Vergleich mit einem anderen Wirkstoff zeigt, warum Muskelvolumen und Funktion getrennt betrachtet werden müssen: In einer randomisierten Studie bei Erwachsenen mit fazioskapulohumeraler Muskeldystrophie erhöhte der lokal injizierte, follistatinbasierte Ligandenfänger ACE-083 das gemessene Muskelvolumen gegenüber Placebo. Funktion und patientenberichtete Ergebnisse verbesserten sich nicht konsistent. ACE-083 ist kein natives Follistatin.
Ein präklinischer Vergleich begrenzt zusätzlich die Übertragung zwischen Präparaten: Ein konstruiertes FST315-Fc-Fusionsprotein hatte gegenüber nativem FST315 eine etwa 100-fach längere terminale Halbwertszeit und eine etwa 1600-fach höhere Exposition. Diese Werte gehören zur konstruierten Variante und gelten nicht für natives Follistatin oder unbekannte Marktprodukte.
Dosis
- Für Muskelaufbau bei Gesunden: Eine durch Humanstudien gestützte Dosis oder ein Anwendungsplan für injiziertes Follistatin liegt nicht vor. Die Vektordosen der Gentransferstudien sind keine Dosierung für injiziertes Protein.
- Übertragung aus Tierstudien: Ohne humane Daten zu Aufnahme und Konzentrationsverlauf lässt sich aus der präklinischen Pharmakokinetik keine Proteindosis ableiten. Auch die stark verlängerte Halbwertszeit des FST315-Fc-Fusionsproteins ist dafür ungeeignet.
Efectos secundarios
Hormonelle Wirkungen: Weil Follistatin auch Activin bindet, sind Wirkungen außerhalb der Muskulatur plausibel. Bei weiblichen Ratten senkte eine Infusion von rhFS-288 während des sekundären FSH-Anstiegs die Spitzen von FSHβ-mRNA um 63 % und von Serum-FSH um 47 % gegenüber der Kontrollbehandlung. Beim primären Anstieg sank Serum-FSH um 24 %. Gemessen wurden Hormonmarker, keine Fruchtbarkeit oder Schwangerschaften. Ob und bei welcher Exposition dies beim Menschen klinisch relevant wäre, ist unbekannt. Ein Grenzwert oder eine belegte Gegenmaßnahme lässt sich daraus nicht ableiten.
Klinische Sicherheit: Bei den sechs Personen mit Becker-Muskeldystrophie wurden nach lokalem AAV1-Gentransfer keine unerwünschten Wirkungen beobachtet. Die geringe Teilnehmerzahl, die untersuchte Erkrankung und die andere Verabreichungsform lassen seltene oder langfristige Risiken einer Proteininjektion offen. Für gesunde Anwender ist aus diesen Daten weder ein geprüftes Sicherheitsmonitoring noch eine wirksame Gegenmaßnahme ableitbar.
Clasificación
Follistatin ist ein biologisch plausibler Ansatz zur Beeinflussung von Muskelwachstum. Die direkten Wachstumsbefunde stammen aus Mausmodellen; die Humanstudien zu FS344 betreffen Gentransfer bei Muskelerkrankungen. Der Befund zu ACE-083 mahnt zusätzlich, Muskelvolumen nicht mit besserer Funktion gleichzusetzen. Für injiziertes Follistatin bei gesunden Krafttrainierenden sind Muskelaufbau, Kraft und Leistung nicht gezeigt.
Die offene Vorhersage ist prüfbar: Wenn eine definierte Proteindosis den Mechanismus bei gesunden Menschen ausreichend auslöst, müssten kontrollierte Studien neben der tatsächlichen Exposition auch Muskelmasse und Kraft messen. Bisher fehlt dieser Vergleich. Mehr Muskelgewicht im Mausmodell oder ein veränderter Hormonmarker entscheidet die Frage nicht.
Fuentes
- Mendell JR et al. A phase 1/2a follistatin gene therapy trial for becker muscular dystrophy. Mol Ther. 2015. PubMed
- Schneyer AL et al. Differential antagonism of activin, myostatin and growth and differentiation factor 11 by wild-type and mutant follistatin. Endocrinology. 2008. PubMed
- Gilson H et al. Follistatin induces muscle hypertrophy through satellite cell proliferation and inhibition of both myostatin and activin. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009. PubMed
- Datta-Mannan A et al. An engineered human follistatin variant: insights into the pharmacokinetic and pharmocodynamic relationships of a novel molecule with broad therapeutic potential. J Pharmacol Exp Ther. 2013. PubMed
- Besecke LM et al. Pituitary follistatin regulates activin-mediated production of follicle-stimulating hormone during the rat estrous cycle. Endocrinology. 1997. PubMed
- Mendell JR et al. Follistatin Gene Therapy for Sporadic Inclusion Body Myositis Improves Functional Outcomes. Mol Ther. 2017. PubMed
- Statland JM et al. Randomized phase 2 study of ACE-083, a muscle-promoting agent, in facioscapulohumeral muscular dystrophy. Muscle Nerve. 2022. PubMed
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