¡Extra, Extra!
Hay tantas noticias recientemente publicadas sobre el péptido natriurético del tipo C (CNP) para la acondroplasia y otros desórdenes óseos que es difícil elegir por dónde empezar.
Pero, espere un ratito...
Yo sé, lo sé, todo lo que queremos hablar es sobre el CNP. Pero sea paciente, pues creo que un poco de información básica antes puede facilitar la comprensión sobre el CNP, el receptor del factor de crecimiento de fibroblastos 3 (FGFR3) y la acondroplasia y cómo poner toda la nueva información en contexto. Entonces, vamos a empezar con una breve revisión de cómo crecen los huesos.
Cómo los huesos crecen
Como los diecisiete lectores de este blog saben, el crecimiento óseo es un proceso largo, estructurado y muy complejo que ocurre durante el desarrollo de un niño hasta la edad adulta. Influenciado por decenas de agentes locales y sistémicos, el proceso de crecimiento óseo puede ser visto como una sinfonía de Mozart, donde muchos instrumentos diferentes actúan juntos en perfecta armonía para crear un arte maravilloso. Si usted parara para pensar en eso, lo que está en juego y cómo se alcanza, usted concluirá que es un milagro natural. Cada jugador en el proceso de crecimiento trabaja en sintonía fina para alcanzar lo que está planeado en nuestro ADN.
Nuestros huesos largos crecen a partir de capas finas de cartílago localizadas en sus extremidades llamadas placas de crecimiento. En las placas de crecimiento, los condrocitos, las células maestras del crecimiento óseo, "despiertan" de un estado latente, inician un frenesí proliferativo, se vuelven muy aumentados y, al final de su ciclo de vida, dan lugar a los osteoblastos, células constructores de hueso (Figura 1) (1). Como se ha dicho anteriormente, este proceso está regulado por muchos agentes locales y sistémicos. Cuando no están en equilibrio, el proceso normal es comprometido, llevando a un crecimiento atrofiado o excesivo.
Figura 1. Placa de crecimiento.
¿Qué sucede en la acondroplasia?
En la acondroplasia, el FGFR3, uno de los agentes locales que regulan cómo los condrocitos despiertan, proliferan y crecen, está trabajando demasiado debido a una mutación en su estructura (2,3). Una vez que la acción normal del FGFR3 es la de reducir el ritmo de proliferación e hipertrofia (crecimiento) de los condrocitos, cuando está trabajando excesivamente, los condrocitos simplemente paran sus funciones normales y el crecimiento óseo es severamente comprometido.
El FGFR3 es el que se llama una enzima receptora. Se queda atravesado en la membrana celular de los condrocitos, exactamente como una antena en la parte superior del techo de la casa (Figura 2). Mientras que una antena de TV captura señales de TV para entregarlas en nuestros televisores dentro de casa, el FGFR3 transmite mensajes químicos proporcionados por los FGFs fuera de la célula al núcleo de la célula.
Básicamente, cuando un FGF se une a la parte del FGFR3 que está fuera de la célula, él activa ("liga") el FGFR3 iniciando una serie de reacciones químicas que consisten en una enzima activando la vecina y ésta la siguiente como en una cadena de dominós, hasta la última, que entra en el núcleo de la célula (Figura 3). Dentro del núcleo de la célula, esta última enzima activará agentes locales que desencadenan (o interrumpen) la producción de proteínas a partir del ADN, cada una de ellas con funciones distintas. En los condrocitos, las señales provenientes del FGFR3 "dicen" al núcleo de la célula para interrumpir las actividades de multiplicación celular. Si los condrocitos dejan de multiplicarse, el crecimiento óseo queda comprometido (2,3).
Figura 2. El FGFR3 es como una antena en el techo de la casa, captando señales de fuera de la célula y entregándolos al núcleo de la célula.
Figura 3. Vías de señalización del FGFR3.
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| De Su N et al. Bone Res 2014; 2: 14003. Reproducido aquí sólo con fines educativos. |
Como se puede ver en la Figura 3, la activación del FGFR3 acciona varias cascadas enzimáticas (las vías señaladoras). La cascada MAPK (para Proteína Quinasa Activada por Mitógeno) es la más importante para nosotros en el contexto del CNP. La cascada MAPK consiste en las enzimas RAS, RAF, MEK y ERK (a la derecha en la Figura 3) (3). La enzima ERK es la que alcanza el núcleo de la célula.
Varios estudios han establecido que, bajo la activación del FGFR3, la MAPK es especialmente responsable de regular el aumento de los condrocitos (hipertrofia, ver Figura 1) (2,3). La zona hipertrófica parece ser la capa más importante en la placa de crecimiento en relación al crecimiento óseo. Bajo la superativación del FGFR3 en la acondroplasia, hay menos condrocitos proliferando y aumentando y aquí es donde el CNP tiene un importante papel. Vamos a ver cómo funciona.
CNP y FGFR3
El CNP se produce dentro de la placa de crecimiento y funciona como un promotor de crecimiento óseo, luego tiene un efecto opuesto al FGFR3. Cuando se libera, este pequeño péptido se une a su receptor en la membrana celular de los condrocitos (de la misma forma que el FGF se une al FGFR3) y activa una vía química dentro de los condrocitos que inhibe la MAPK a nivel de la enzima RAF (Figura 4) (2). ¿Puedes ver el punto? El CNP trabaja naturalmente reduciendo la actividad de la vía FGFR3.
Figura 4. Interacción de las vías del FGFR3 y CNP.
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| De Klag KA y Horton WA. Hum Mol Gen 2016; 25: R2-R8. Reproducido aquí sólo con fines educativos. |
CNP y crecimiento óseo
Las mutaciones de pérdida de función en el gen del CNP o en el receptor del CNP (llamado NPRB), que perjudican su función normal, causan una displasia ósea genética muy rara llamada displasia acromesomélica del tipo Maroteaux, que tiene algunas características que se asemejan a la acondroplasia (4) 5). Por el contrario, las mutaciones que llevan a la ganancia en función del CNP o su receptor conducen al crecimiento excesivo de los huesos (6,7). El papel del CNP en el crecimiento óseo fue descrito también en modelos de ratones con acondroplasia y de ausencia de CNP (8).
Haciendo del CNP una terapia viable para la acondroplasia
La vida no es fácil para los péptidos. Los procesos de la placa de crecimiento están rígidamente regulados, como ya hemos visto, pero en realidad esto ocurre en todos los procesos orgánicos en funcionamiento en nuestro cuerpo. Proteínas y péptidos activos circulantes como el CNP pueden iniciar, aumentar, disminuir o interrumpir muchas reacciones químicas, de modo que el organismo posee varios sistemas para eliminar estos agentes de la circulación, para evitar que causen efectos indeseables. Uno de estos sistemas está compuesto por enzimas en la sangre que tienen como objetivo péptidos como el CNP (se llaman endopeptidasas o endoproteasas). Esto es tan cierto que, una vez liberado en el torrente sanguíneo, el CNP durará sólo dos minutos (lo que se llama la vida media, half-life) (9).
Hace unos diez años, los científicos probaron que el CNP tiene un papel positivo en el crecimiento óseo y que podría contrarrestar el efecto inhibitorio del FGFR3 en la acondroplasia (8), pero con esa corta vida media de apenas 2 min, como ellos podrían administrar el CNP para restaurar el crecimiento hueso? Ellos fueron capaces de demostrar que la infusión continua de CNP tuvo un efecto positivo en el crecimiento óseo (8), pero tener una bomba de infusión conectada al cuerpo para lograr el efecto no parecía ser una opción razonable cuando se pensaba en terapias a largo plazo en aquel tiempo.
Por lo tanto, era necesario encontrar otras soluciones. El CNP forma parte de una familia de tres moléculas estrechamente relacionadas, denominadas péptidos natriuréticos. Uno de ellos, el péptido natriurético del cerebro (BNP) mostró ser naturalmente más resistente a las endoproteasas debido a una "cola" prolongada que el CNP no posee (Figura 5). Con ese conocimiento en manos, los investigadores desarrollaron una forma de CNP que posee una cola prolongada similar al BNP (10).
Figura 5. Péptidos Natriuréticos.
Desarrollando el vosoritide
El CNP modificado (llamado análogo), que conocemos con el nombre de vosoritide (BMN-111), no sólo retiene las funciones biológicas del péptido original, pero también es más resistente a la neutralización por las enzimas neutralizadoras, con una vida media prolongada 20 minutos. Ser capaz de circular por más tiempo en la corriente sanguínea dio tiempo suficiente para que el vosoritide pudiera alcanzar las placas de crecimiento para ejercer su función esperada (10).
De hecho, ambos estudios preclínicos en ratas y monos resultaron en un crecimiento adicional y los resultados recientemente publicados del estudio de fase 2 en niños con acondroplasia demostraron que una inyección subcutánea (SC) una vez al día de voracidad resultó en aumento de la velocidad de crecimiento del hueso y el crecimiento adicional en comparación con lo que se esperaba sin el tratamiento (10-12). El vosoritide está siendo probado en más de 100 niños en un estudio de fase 3 (NCT03197766), con resultados que estarán disponibles a finales de este año y si tiene éxito, el medicamento puede estar en el mercado próximo año.
Ahora, vamos a echar un vistazo a los resultados del estudio de la fase 2, publicado en el New England Journal of Medicine (NEJM) recientemente (12). En realidad, los principales resultados reportados en este documento ya habían sido divulgados durante el evento "Día de la Investigación y Desarrollo" (R&D Day) realizado por Biomarin en junio de 2018 y repetidos durante la conferencia de JP Morgan en enero pasado. Desafortunadamente, los enlaces a estas presentaciones ya no están disponibles en el sitio web de Biomarin, pero usted puede ver una de las diapositivas de la presentación de R & D Day de junio de 2018 en la Figura 6.
Figura 6. Efecto del vosoritide en la velocidad media de crecimiento después de 42 meses en la tercera cohorte del estudio de fase 2 (15mcg/kg).
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Imagen de la presentación del R & D Day de Biomarin (Jun 2018).
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El contenido del estudio de fase 2 está protegido por derechos de autor, así que no puedo reproducir figuras publicadas en la revista, pero el NEJM ha divulgado una imagen en su cuenta en Twitter mostrando uno de los principales resultados del estudio (Figura 7).
Figura 7. Aumento de la velocidad de crecimiento óseo después de seis meses de inicio del tratamiento con vosoritide.
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| De Savararayan R et al. NEJM 2019; (correspondiente a la Figura 1A en el artículo original) obtenida de la cuenta Twitter de acceso abierto del NEJM y reproducida aquí sólo con fines educativos. |
En resumen, el vosoritide (15mcg/kg) fue capaz de restaurar la velocidad de crecimiento óseo en niños con acondroplasia tratadas a un nivel más cercano a la velocidad media de crecimiento óseo observada en niños no afectados (Figura 6). El efecto se mantuvo después de 42 meses de exposición. No puedo mostrar aquí, pero en una de las figuras (Figura 1B en el texto original) se puede interpretar que hay una leve tendencia a una reducción en el efecto sobre el crecimiento óseo a lo largo de los 42 meses (12).
De todos modos, el estudio mostró una mejora progresiva en la score-z para altura con 15mcg/kg/día, lo que, en lenguaje del mundo real, significa que la diferencia entre el patrón de crecimiento de los niños expuestos en relación a las curvas de crecimiento estándar disminuyó a lo largo del tiempo (12).
Una cuestión que se planteó al inicio del desarrollo clínico de los últimos años fue si la droga causaría el agravamiento de la desproporción del cuerpo. Los resultados de este estudio muestran que esto no ocurrió pero, por otro lado, no hubo mejoría significativa en ese aspecto de la displasia (12). Es necesario recordar que la mayor parte de la desproporción se establece en los dos primeros años de vida, y que los niños en este estudio tenían al menos seis años de edad en el momento de la inscripción, posiblemente demasiado tarde para ver los efectos relevantes en este aspecto de la acondroplasia.
En cuanto a la seguridad, parece que el vosoritide tiene un perfil de seguridad razonable, con la mayoría de los eventos adversos relacionados con las reacciones en el lugar de la inyección, que fueron en su mayoría de intensidad leve. La exposición a sustancias biológicas puede desencadenar una respuesta inmunológica del organismo, que puede producir anticuerpos contra la droga administrada. Esto es común en el tratamiento con anticuerpos monoclonales contra el cáncer y otras condiciones inflamatorias, por lo que no es sorprendente que los anticuerpos anti-drogas (ADA) se hayan encontrado en este estudio (12). Sin embargo, parece que la presencia de ADA no afectaría a la eficacia del medicamento (13).
¿Cuál será la respuesta a la siguiente pregunta? Una vez que los resultados de los 42 meses de exposición ya estaban disponibles hace un año, ¿por qué resultados más allá de ese punto de corte no fueron incluidos en este estudio, que acaba de ser publicado?
¿Hay algo que mejorar?
Bien, el vosoritide ha mostrado consistentemente resultados que, si se confirman en el estudio de fase 3 en curso (NCT03197766), pueden abrir el camino para ser aprobado para el tratamiento de la acondroplasia el próximo año. Esta es una noticia maravillosa, ya que esta terapia puede ayudar a mejorar la calidad de vida de muchos niños en el futuro. Sin embargo, parece que hay espacio para efectos de crecimiento óseo aún mejores con el CNP.
La Ascendis Pharma está desarrollando otro análogo del CNP (ellos llaman CNP-38, una molécula de CNP con 38 aminoácidos), pero usando tecnología propietaria para mejorar cuanto tiempo su CNP circula para ejercer sus efectos en los huesos. Ellos crearon un sistema de transporte (podemos llamar "taxi") para moléculas delicadas como el CNP (Figura 8). Protegido por el taxi de Ascendis, el TransCon, su CNP mostró tener una vida media mucho más larga en comparación con el vosortide. De hecho, ellos acabaron de publicar los resultados completos de sus estudios preclínicos hechos con el TransCon CNP, que incluyeron pruebas comparando su CNP con el vosoritide (14). En su estudio reprodujeron la molécula correspondiente a el vosoritide, que es un CNP con 39 aminoácidos (o, CNP-39) para comparar con su CNP-38. Vamos a echar un vistazo a este estudio.
Figura 8. Sistema de transporte TransCon.
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| De la Ascendis Pharma. Usted puede ver más aquí. |
En resumen, debido a las características de su taxi y su estructura de CNP, verificaron que su sistema TransCon ofrecía una exposición estable de su CNP por una semana, sin el pico de dosificación en el plasma observado con el vosoritide, por lo tanto, con un mínimo efecto sobre la presión arterial. El efecto en el crecimiento óseo fue al menos tan bueno como con el CNP-39 (Figura 9) (14).
Figura 9. Efecto del TransCon CNP (40 y 100 mcg/kg) vs. placebo y CNP-39 en la longitud del cuerpo y los huesos.
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| De Breinholt VA et al. J Pharmacol Exp Ther 24 de junio de 2019, jpet.119.258251. (Artículo de acceso libre). Reproducido aquí sólo con fines educativos. Pos. Ctrl. = CNP-39. |
Ascendis ya realizó un estudio de fase 1 con el TransCon CNP en voluntarios sanos y confirmó la larga vida media de su análogo, lo que permitirá una dosis semanal, en contraste con la dosis diaria de voritide. No hubo problemas con la seguridad cardiaca. Ascendis debe iniciar su estudio de fase 2 en niños en breve.
¿Este es el final de la historia?
No, de ninguna manera. La Daiichi Sankio, una industria farmacéutica japonesa, está desarrollando el ASB20123, un nuevo análogo del CNP. En este caso, el compuesto es una molécula de fusión donde la parte activa del CNP se combina con un fragmento de la hormona grelina, otro péptido (Figura 10). Esta ingeniería hace que el CNP sea resistente a la endopeptidasas dando más tiempo para que ejerza sus funciones (15,16). Básicamente, es el mismo principio utilizado para los análogos de Biomarin y de Ascendis.
Figura 10. Estructura del ASB20123, un nuevo análogo del CNP.
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| De Morozumi N et al. PlosOne 2019 (acceso libre), reproducido aquí sólo con fines educativos. |
El ASB20123 demostró efectos positivos claros en el crecimiento óseo, como se ve en sus experimentos en un modelo de rata (Figura 11). Observe que es posible que, bajo la mayor dosis probada, pueda haber ocurrido un crecimiento excesivo. Desafortunadamente, no hay radiografías en este estudio que permitan verificar densidades o formas óseas, pero, de hecho, los investigadores mencionan que el supercrescimiento probablemente ocurrió cuando los animales recibieron dosis más altas (16).
Figura 11. Efectos del ASB20123 en el crecimiento en un modelo de ratón.
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Curvas
de crecimiento de ratones ICR juveniles tratados con ASB20123 sc
durante las 8 semanas del período de dosificación y las 4 semanas del
período de lavado. Los datos del peso corporal (A), longitud del cuerpo
(B) y longitud de la cola (C) se muestran en los paneles superiores, y
las fotografías en el panel inferior representan la apariencia grosera
de las ratas en el día 56 (D). Cada valor representa la media ± DP de 10
(para el período de dosificación) o 5 ratas (para el período de
lavado). NS: no significativo (p> 0,05), *: diferencia significativa
(p <0,05) en relación al grupo control por la prueba de Dunnett. De
Morozumi N et al. PlosOne 2019 (acceso libre), reproducido aquí sólo con
fines educativos.
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Horizonte brillante
El campo de la terapia para la acondroplasia se está llenando. Ahora, hay dos análogos de CNP en desarrollo clínico, uno de ellos, vosoritide, más cerca de la aprobación para el mercado, aguardando resultados de su estudio de fase 3 a finales de este año. El otro, TransCon CNP, sigue para el estudio de fase 2. Therachon está desarrollando el TA-46, una molécula basada en el FGFR3 y proyectada para competir por los FGFs con el receptor mutante (17). Un grupo japonés viene trabajando con la meclizina, un antiguo medicamento antiemético que mostró efectos positivos en el crecimiento óseo (18). QED Therapeutics, una pequeña empresa de biotecnología, comenzó a trabajar con infigratinib, una molécula diseñada para bloquear la activación del FGFR (19). El grupo japonés de la Daiichi Sankio acaba de presentar su análogo del CNP (16). La osteocrina, un péptido natural, mostró mejorar el crecimiento óseo bloqueando el NPRC (un receptor regulador para péptidos natriuréticos), dando más tiempo para el CNP ejercer sus efectos en el crecimiento óseo (20). Los investigadores descubrieron que una familia de drogas usadas para bajar el colesterol, las estatinas, también puede ser usada para mejorar el crecimiento óseo en la acondroplasia (21). Además, ya existen investigaciones iniciales explorando edición genética para tratar la acondroplasia (a ser revisada en un artículo futuro).
Sin embargo, esto todavía no es el fin
Con el conocimiento creciente sobre las vias químicas alteradas en la acondroplasia y las investigaciones para ponerlas en equilibrio nuevamente, los investigadores también comenzaron a explorar el uso de terapias inicialmente proyectadas para la acondroplasia en otras displasias esqueléticas donde las vías del FGFR pueden tener un papel relevante. El ejemplo más natural es la hipocondroplasia, que también es causada por mutaciones en el FGFR3. Pero hay otras iniciativas.
Por ejemplo, un estudio mostró que el BMN111 (vosoritide) tuvo efectos positivos en un modelo del síndrome de Crouzon, una craneosinostosis asociada a una mutación del FGFR2 (22). La vía de la MAPK, clave en la acondroplasia, también es fundamental en la familia de desórdenes genéticos denominados RASopatías, en las cuales enzimas de la vía MAPK o sus reguladores tienen mutaciones que perjudican sus funciones normales, lo que causa una infinidad de complicaciones clínicas. Las RASopatías incluyen la Neurofibromatosis y el Síndrome de Noonan, entre varios otros trastornos. Un trabajo reciente con estatinas en el Síndrome de Noonan mostró que ellas fueron capaces de rescatar el crecimiento en esa RASopatía (23). El mismo grupo que trabaja con el ASB20123 probó el CNP en un modelo de ratón con síndrome cardio-facial-cutáneo, otra RASopatía, con resultados positivos (24).
Hay novedades aún mejores. Algunos meses atrás, investigadores chinos publicaron un estudio en el que descubrieron que el FGFR3 tiene un papel importante en el mecanismo de disturbios genéticos ligados a las mutaciones en el gen SLC26A2, que incluyen la displasia díastrófica. Se mostró que inhibir el FGFR3 con el infigratinib (el bloqueador del FGFR en desarrollo por la QED) mejoró la formación ósea y los fenotipos de dos formas letales de disturbios del SLC26A2: acondrogénesis tipo IB y atelosteogénesis tipo II (25). Si ellos lograron mejorar los fenotipos en aquellas formas devastadoras de desórdenes genéticos ligados al transporte de sulfato, ¿cuáles serían los resultados en formas más leves, como la displasia díastrófica?
La gran cuestión ya no es si existe, o habrá, cualquier tratamiento disponible. La cuestión ahora es: ¿en qué otras displasias esqueléticas terapias para la acondroplasia también pueden ofrecer beneficios?
División
La comunidad interesada se ha dividido últimamente con opiniones divergentes sobre cuáles son realmente los propósitos de estas nuevas terapias potenciales. Algunos afirman que serían sólo para efectos cosméticos, y una amenaza a la diversidad humana. Un torrente de acusaciones y un juicio severo sobre los padres tomar decisiones sobre sus hijos sin su consentimiento se ha publicado en los medios sociales, como si las decisiones no son lo que los padres siempre toman todos los días de las más banales a las más complejas cuestiones posible en relación con sus hijos.
Abrazando el cambio
No hace mucho tiempo, no había nada que hacer después del diagnóstico de un desorden genético, pero resignarse, pues no había perspectivas al frente.
Ahora, el tiempo para la resignación ha terminado. Las terapias para desórdenes genéticos del crecimiento óseo están en camino y no tienen nada que ver con la reducción de la diversidad humana, como algunos han declarado últimamente. Ellas tienen que ver con proporcionar una vida mejor para los niños afectados, futuros adultos.
Al restaurar el crecimiento óseo, muchas complicaciones clínicas observadas en displasias óseas podrán finalmente prevenirse o minimizarse. Esto resultará en un mejor funcionamiento y una mejor calidad de vida para nuestros amados hijos, a medida que crecen y se vuelven adultos. Usted puede imaginar que su hijo no tiene que pasar por grandes cirugías todavía bebé, o tener que lidiar con complicaciones ortopédicas y neurológicas a lo largo de la vida? (26, 27) ¿Eso no sería lo suficientemente bueno?
Y finalmente, si restaurar el crecimiento óseo en la acondroplasia y otros desórdenes óseos, hará los individuos tratados más altos, mejor aún, pues ellos serán capaces de enfrentar mejor los muchos desafíos existentes en el mundo allá afuera. Si usted todavía no está allí, debe comenzar a pensar en abrazar el cambio pronto. El está llegando.
Referencias
No hace mucho tiempo, no había nada que hacer después del diagnóstico de un desorden genético, pero resignarse, pues no había perspectivas al frente.
Ahora, el tiempo para la resignación ha terminado. Las terapias para desórdenes genéticos del crecimiento óseo están en camino y no tienen nada que ver con la reducción de la diversidad humana, como algunos han declarado últimamente. Ellas tienen que ver con proporcionar una vida mejor para los niños afectados, futuros adultos.
Al restaurar el crecimiento óseo, muchas complicaciones clínicas observadas en displasias óseas podrán finalmente prevenirse o minimizarse. Esto resultará en un mejor funcionamiento y una mejor calidad de vida para nuestros amados hijos, a medida que crecen y se vuelven adultos. Usted puede imaginar que su hijo no tiene que pasar por grandes cirugías todavía bebé, o tener que lidiar con complicaciones ortopédicas y neurológicas a lo largo de la vida? (26, 27) ¿Eso no sería lo suficientemente bueno?
Y finalmente, si restaurar el crecimiento óseo en la acondroplasia y otros desórdenes óseos, hará los individuos tratados más altos, mejor aún, pues ellos serán capaces de enfrentar mejor los muchos desafíos existentes en el mundo allá afuera. Si usted todavía no está allí, debe comenzar a pensar en abrazar el cambio pronto. El está llegando.
Referencias
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2. Klag KA and Horton WA. Advances in treatment of achondroplasia and osteoarthritis. Hum Mol Gen 2016; 25:R2-R8. Free access.
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