効果的な骨再生のための骨形成タンパク質の製剤、送達、および安定性

骨の形態形成タンパク質（BMP）は、胚形成および骨再生およびリモデリング中の骨形成の原因です。BMP、特にBMP-2およびBMP-7の骨誘導作用は、効果的な骨再生に介入が必要なさまざまな乗り越えられない治療法での使用につながりました。ただし、BMP製品の市場への導入には、複数の合併症と副作用の報告がありませんでした。治療効果と安全性の最適化を目指して、努力は、投与された用量を下げ、タンパク質の局在化、および作用部位での保持時間を延長するためにBMPの送達を改善することに焦点を合わせてきました。これらの努力の主な課題は、タンパク質の安定性を維持する必要があることです。このレビューにより、製剤と送達プロセスでBMPの安定性がどのように影響するかについて光を当てようとします。最初に、BMP製品で経験した合併症の現在の地位の簡単な概要を説明します。次に、BMPに関連して研究されたさまざまな送達パラメーターと、BMP治療の有効性と安全性に対する影響について説明します。特に、BMPの安定性と、配信システムのコンポーネントとの可能な相互作用と、製剤プロセスの条件に対する感受性に関する文献がレビューされています。要約すると、バイオエンジニアリングとバイオ医薬品の分野における最近の発展は、製剤/送達条件とBMPなどの成長因子の安定性を十分に理解することが安全で効果的な治療の前提条件であることを示唆しています。

Bone morphogenetic proteins (BMPs) are responsible for bone formation during embryogenesis and bone regeneration and remodeling. The osteoinductive action of BMPs, especially BMP-2 and BMP-7, has led to their use in a range of insurmountable treatments where intervention is required for effective bone regeneration. Introduction of BMP products to the market, however, was not without reports of multiple complications and side effects. Aiming for optimization of the therapeutic efficacy and safety, efforts have been focused on improving the delivery of BMPs to lower the administered dose, localize the protein, and prolong its retention time at the site of action. A major challenge with these efforts is that the protein stability should be maintained. With this review we attempt to shed light on how the stability of BMPs can be affected in the formulation and delivery processes. We first provide a short overview of the current standing of the complications experienced with BMP products. We then discuss the different delivery parameters studied in association with BMPs, and their influence on the efficacy and safety of BMP treatments. In particular, the literature addressing the stability of BMPs and their possible interactions with components of the delivery system as well as their sensitivity to conditions of the formulation process is reviewed. In summary, recent developments in the fields of bioengineering and biopharmaceuticals suggest that a good understanding of the relationship between the formulation/delivery conditions and the stability of growth factors such as BMPs is a prerequisite for a safe and effective treatment.