Sección 01
Para qué se usa
Distrofia muscular
Una terapia génica que administra folistatina con un vector viral (AAV) superó ensayos de fase 1/2 en distrofias de Becker y Duchenne, enfermedades hereditarias que destruyen el músculo, con mejor función muscular y marcha.
▸Formulación clínica
La terapia génica con AAV-follistatin ha entrado en ensayos clínicos de fase 1/2 para la distrofia muscular de Becker y de Duchenne, mostrando una mejora de la función muscular y del rendimiento en la prueba de la marcha de 6 minutos.
Atrofia muscular
La folistatina se estudia en la sarcopenia (pérdida muscular por la edad), la caquexia (consunción por enfermedad) y la atrofia por inmovilidad. Bloquea la miostatina, proteína que limita el crecimiento muscular, y así lo favorece.
▸Formulación clínica
Investigación para la sarcopenia, la caquexia y la atrofia por desuso. El mecanismo de bloqueo de la miostatina de follistatin favorece el crecimiento muscular incluso en condiciones catabólicas.
Investigación en fertilidad
El equilibrio entre activina y folistatina regula la producción de la hormona FSH y el desarrollo de los folículos ováricos, un mecanismo clave que se investiga para el tratamiento de la infertilidad femenina en la actualidad.
▸Formulación clínica
El equilibrio entre Activin y follistatin regula la secreción de FSH y el desarrollo folicular, con implicaciones para el tratamiento de la fertilidad.
Mejora metabólica
El aumento de masa muscular inducido por la folistatina mejora la captación de glucosa y la sensibilidad a la insulina, simplemente porque el cuerpo dispone de más tejido muscular activo que consume energía del organismo.
▸Formulación clínica
El aumento de la masa muscular inducido por follistatin mejora la eliminación de glucosa y la sensibilidad a la insulina al incrementar el tejido que actúa como sumidero metabólico.
Sección 02
Mecanismo de acción
Envolviendo a los bloqueadores del crecimiento para que no puedan señalizar
- Las estructuras cristalinas muestran dos moléculas de folistatina rodeando al par de ligandos y ocultando un tercio de sus residuos.
- Un extremo de la folistatina imita un motivo del receptor y ocupa ese sitio, cubriendo ambas superficies del receptor.
- Con la miostatina, ese extremo reorganiza su forma, lo que parece determinar qué ligandos quedan bloqueados.
- Estas son observaciones estructurales y libres de células, no resultados en un animal vivo.
▸Formulación clínica
Neutralización estructural de ligandos del ActRII
La cristalografía del complejo folistatina:activina muestra dos moléculas de folistatina que rodean al dímero del ligando y sepultan aproximadamente un tercio de sus residuos; el dominio N-terminal de la folistatina adopta un plegamiento que imita un motivo universal del receptor de tipo I y ocupa ese sitio, de modo que quedan cubiertas tanto las superficies del receptor de tipo I como las del de tipo II. La estructura miostatina:folistatina-288 añade que este dominio N-terminal se reordena conformacionalmente para acomodar a la miostatina, lo que parece fijar la especificidad del antagonista. En ensayos libres de células, el dímero C-terminal purificado de miostatina se une a ActRIIB y, más débilmente, a ActRIIA, y la folistatina bloquea esa unión. Estas son observaciones estructurales y en vitro.
Eliminando un freno permanente sobre el músculo
- Tres proteínas que limitan el músculo se unen a un receptor, que transmite una señal hasta el núcleo celular.
- En el músculo de roedores, esa señal eleva dos marcadores de degradación de proteínas y debilita la cadena de señalización del crecimiento.
- También reduce un regulador mitocondrial y compite con la señal de crecimiento paralela por un socio compartido.
- Atrapar esas proteínas elimina esta entrada permanente, en lugar de añadir una señal de crecimiento propia.
▸Formulación clínica
Pérdida de la salida ActRIIB-ALK4/5-Smad2/3 en el músculo
La miostatina, la activina A y GDF11 se unen a ActRIIB, que recluta y transfosforila a ALK4/ALK5; el receptor de tipo I fosforila entonces a Smad2/3, que se oligomerizan con Smad4 y entran al núcleo. En el músculo de roedores, esta salida eleva las ligasas de ubiquitina E3 MuRF1 y MAFbx/atrogina-1, atenúa la señalización Akt/mTOR/p70S6K, regula a la baja PGC1-alfa y compite con Smad1/5/8 hipertrófico por el Smad4 compartido, mientras que Smad7 y SMURF1/2 aportan un apagado por retroalimentación. Secuestrar los ligandos elimina esta entrada permanente en lugar de añadir una señal de crecimiento propia.
Construyendo proteína a través de un interruptor de crecimiento
- Un virus que entrega el gen de la folistatina al músculo de ratón, no el péptido en sí, aumentó la masa y la fuerza.
- La síntesis de proteínas y el interruptor de crecimiento aumentaron, y bloquear ese interruptor anuló ambos efectos.
- Forzar la activación de la señal opuesta impidió el crecimiento, situándola en un punto anterior a esta rama.
- El crecimiento persistió en animales sin miostatina, por lo que no se trata simplemente de un alivio de la miostatina.
▸Formulación clínica
Síntesis de proteínas Akt/mTOR/S6K regulada por Smad3
Un vector AAV6 que expresa folistatina-288 administrado al músculo esquelético de ratón aumentó la masa muscular y la capacidad de producción de fuerza junto con una mayor síntesis de proteínas y activación de mTOR; ambos efectos se atenuaron con la inhibición de mTOR y con la deleción de S6K1/2. La Smad3 constitutivamente activa impidió el crecimiento y suprimió la señalización Akt/mTOR/S6K inducida por folistatina, situando a Smad3 aguas arriba de esta rama. La respuesta persistió con sobreexpresión de miostatina y en animales sin miostatina, por lo que no se trata simplemente de un alivio de la miostatina. Modelo murino, con administración génica viral en lugar de péptido.
Bloquea más de un freno muscular
- Añadir un gen de folistatina a ratones sin miostatina duplicó el músculo de nuevo, alcanzando aproximadamente cuatro veces lo normal.
- Esto implica que también neutraliza otras proteínas que se unen a la misma familia de receptores.
- Las ganancias sin miostatina provinieron de más fibras y fibras más gruesas, mientras que las ganancias con folistatina provinieron principalmente del engrosamiento.
- El crecimiento ocurrió sin fusión de células satélite ni núcleos añadidos, y eliminar el receptor solo en las fibras fue suficiente.
▸Formulación clínica
Ligandos más allá de la miostatina y la miofibra como célula diana
Un transgén de folistatina en un fondo sin miostatina volvió a duplicar el peso muscular, produciendo ratones con aproximadamente cuatro veces el músculo normal, lo que implica que la folistatina también neutraliza otros ligandos de ActRII como las activinas y GDF11. En ese estudio, las ganancias en ausencia de miostatina implicaron tanto el número de fibras (alrededor del 48%) como el diámetro de fibra (alrededor del 19%), mientras que los ratones transgénicos de folistatina ganaron principalmente por hipertrofia. El bloqueo de la vía también produjo hipertrofia en ratones que carecían de sindecano-4 o Pax7, sin proliferación de células satélite, fusión ni mionúcleos añadidos, y la deleción de Acvr2b específica de la miofibra por sí sola fue suficiente.
Arrastrando a los bloqueadores hacia la célula para su eliminación
- Una variante de la folistatina se adhiere a las cadenas de azúcar en la superficie celular, mientras que la otra no.
- En células hipofisarias de rata, esa variante arrastró la activina hacia la superficie y aceleró su degradación en el interior.
- Bloquear las cadenas de azúcar o el compartimento de eliminación anuló el efecto.
- Las estructuras muestran que la miostatina unida crea una superficie fuertemente positiva con una afinidad mucho mayor por esos azúcares.
▸Formulación clínica
Unión a heparán sulfato y aclaramiento del ligando
La variante de empalme FS288 se une con alta afinidad a los proteoglicanos de heparán sulfato de la superficie celular, mientras que FS315 no lo hace. En células pituitarias primarias de rata, FS288 llevó a la activina A hacia la superficie celular y aceleró su internalización y degradación lisosomal, un efecto abolido por el heparán sulfato, la cloroquina y los inhibidores de enzimas lisosomales. La cristalografía mostró que la miostatina unida a Fst288 crea una superficie electropositiva continua con una afinidad por la heparina marcadamente mayor, y que ambas isoformas potencian la degradación de la miostatina. Esta misma acción de eliminación de activina subyace al papel original de la folistatina en la regulación pituitaria de la FSH.
Sección 03
Vías biológicas
- Neutralización estructural de ligandos de ActRIILas estructuras cristalinas muestran dos moléculas de folistatina rodeando el dímero del ligando, cubriendo cerca de un tercio de su superficie; el dominio N-terminal imita un motivo de receptor tipo I, bloqueando la unión de la miostatina a ActRIIB.
- Pérdida de señal ActRIIB-ALK4/5-Smad2/3La miostatina, la activina A y GDF11 normalmente se unen a ActRIIB para fosforilar Smad2/3, elevando MuRF1 y MAFbx, atenuando Akt/mTOR/p70S6K y reduciendo PGC1-alfa; la folistatina elimina esta señal de atrofia constante.
- Síntesis Akt/mTOR/S6K regulada por Smad3En músculo de ratón, la folistatina-288 viral elevó la síntesis proteica y la activación de mTOR, bloqueada por la inhibición de mTOR y la deleción de S6K1/2; la Smad3 activa impidió el crecimiento incluso sin miostatina.
- Aclaramiento del ligando por heparán sulfatoLa variante de empalme FS288 se une a proteoglicanos de heparán sulfato de la superficie celular e indujo la internalización acelerada y la degradación lisosomal de la activina A en células hipofisarias, explicando su papel en la regulación de la FSH.
Sección 04
Información de dosificación
315 or 344 amino acids (FS315 and FS344 isoforms)| Vía / sistema | Contexto | Rango estudiado | Limitación |
|---|---|---|---|
| Intramuscular — ACE-083, folistatina-Fc | Fase 2 aleatorizada en dos enfermedades musculares | 150–240 mg por músculo cada 3 semanas, hasta 5 dosis; en la parte controlada, 240 mg por músculo en ambos lados, en bíceps o tibial | Diseñada para quedarse dentro del músculo inyectado y dosificada en miligramos por músculo. El volumen creció más del 15% sin ganancia funcional; el programa se cerró en 2019. |
| Intramuscular — transferencia génica | Ensayos en distrofia muscular y miositis | Un virus con el gen de la folistatina: 3 × 10¹¹ o 6 × 10¹¹ copias/kg por pierna en seis pacientes y 6 × 10¹¹ en ambos muslos en otros seis | Una dosis en copias del gen: el músculo pasa a fabricar folistatina durante años. No se convierte en ninguna cantidad de proteína inyectada; doce pacientes, ninguno enmascarado. |
| Intravenosa — trazador en ratas | Seguimiento de una dosis marcada en ratas | 1 µg de folistatina marcada por rata: el nivel en sangre cayó a la mitad en 4,0 minutos y luego cada 130,8; el 9% estaba en el hígado a las 2 horas | Una cantidad trazadora, no un tratamiento, y el techo de toda la clase: la folistatina inyectada va al hígado en minutos y los microgramos no sostienen ningún nivel. |
| Subcutánea — autoadministración | Práctica en circulación, viales de folistatina 344 | 100 µg al día en ciclos de 10–30 días — unos 1,1–1,4 µg/kg en un adulto de 70–90 kg; también circulan 50–200 µg al día y 2–3 inyecciones por semana | Práctica en circulación, no un hallazgo: la folistatina inyectada no tiene dosis humana alguna, y estos microgramos quedan miles de veces por debajo de las de los ensayos. |
Resultados
Nivel de llenado de la jeringa (jeringa de 100u)
Establece valores para: Dosis recomendada por kg.
Solo para investigación. Esta información es solo con fines educativos y de investigación. No está destinada a consejo médico ni automedicación.
Sección 05
Protocolos
Aún no hay protocolos para este péptido. Explorar todos los protocolos
Sección 06
Estabilidad y almacenamiento
Material liofilizado
La folistatina es una glicoproteína grande que requiere un manejo cuidadoso; la forma liofilizada se conserva a -20 °C o menos, y no se describe almacenamiento a temperatura ambiente para el polvo. Se reconstituye en un tampón estéril con una proteína portadora (0,1 % BSA).
Tras la reconstitución
La solución reconstituida se usa dentro de 7 días si se conserva a 2-8 °C. Es sensible a los ciclos de congelación-descongelación, la agitación y los extremos de temperatura, por lo que se evita congelar de nuevo, agitar o exponerla al calor.
Sección 07
Efectos secundarios y precauciones
La folistatina cuenta con datos de seguridad limitados en humanos.
Preocupaciones teóricas ligadas a su biología
Incluyen posibles efectos sobre las hormonas reproductivas (regulación de activina/FSH), sobre la función hepática y sobre el crecimiento incontrolado de tejidos.
Datos de seguridad de ensayos de terapia génica
Los ensayos de terapia génica muestran perfiles de seguridad aceptables en pacientes con distrofia muscular.
Por qué los datos siguen siendo incompletos
Al ser un compuesto de investigación, la folistatina carece de datos exhaustivos sobre sus efectos secundarios.
Sección 08
Estado regulatorio
FDA / Estados Unidos
No aprobada como proteína terapéutica
Ningún producto de folistatina recombinante o purificada tiene aprobación de la FDA; el material vendido fuera de la investigación clínica no está sujeto a ningún control de fabricación farmacéutica.
Vector de terapia génica
Solo llegó a ensayos de fase temprana
AAV1-FS344, un vector viral que expresa folistatina, tuvo estatus de medicamento huérfano para la distrofia muscular de Duchenne/Becker y la miositis por cuerpos de inclusión, y completó la dosificación en ensayos de fase 1/2a hacia 2017 (NCT02354781); desde entonces no se ha registrado ninguna fase posterior.
WADA
Prohibida en la categoría S4.3
La folistatina se añadió a la Lista de Prohibiciones en 2019 como agente que impide la activación del receptor de activina IIB — el mecanismo por el que bloquea la miostatina —, prohibida en todo momento para los deportistas de competición.
Que un programa de terapia génica llegue a ensayos tempranos no equivale a un tratamiento aprobado, y nada de esto cambia la prohibición deportiva. El estatus regulatorio difiere entre jurisdicciones y cambia con el tiempo — consulte los documentos vigentes de su propia autoridad y organización deportiva antes de apoyarse en esta información.
Sección 09
Estudios de investigación
- [1]The structure of the follistatin:activin complex reveals antagonism of both type I and type II receptor bindingThompson TB, Lerch TF, Cook RW, Woodruff TK, Jardetzky TS. · Developmental Cell · 2005
- [2]The structure of myostatin:follistatin 288: insights into receptor utilization and heparin bindingCash JN, Rejon CA, McPherron AC, Bernard DJ, Thompson TB. · The EMBO Journal · 2009
- [3]Regulation of myostatin activity and muscle growthLee SJ, McPherron AC. · Proceedings of the National Academy of Sciences · 2001
- [4]Myostatin/Activin Receptor Ligands in Muscle and the Development Status of Attenuating DrugsRodgers BD, Ward CW. · Endocrine Reviews · 2022
- [5]Follistatin-mediated skeletal muscle hypertrophy is regulated by Smad3 and mTOR independently of myostatinWinbanks CE, Weeks KL, Thomson RE, et al. · Journal of Cell Biology · 2012
- [6]Quadrupling muscle mass in mice by targeting TGF-beta signaling pathwaysLee SJ. · PLoS ONE · 2007
- [7]Role of satellite cells versus myofibers in muscle hypertrophy induced by inhibition of the myostatin/activin signaling pathwayLee SJ, Huynh TV, Lee YS, et al. · Proceedings of the National Academy of Sciences · 2012
- [8]A novel role of follistatin, an activin-binding protein, in the inhibition of activin action in rat pituitary cells: endocytotic degradation of activin and its acceleration by follistatin associated with cell-surface heparan sulfateHashimoto O, Nakamura T, Shoji H, Shimasaki S, Hayashi Y, Sugino H. · Journal of Biological Chemistry · 1997
- [9]Cell-type specific modulation of pituitary cells by activin, inhibin and follistatinBilezikjian LM, Justice NJ, Blackler AN, Wiater E, Vale WW. · Molecular and Cellular Endocrinology · 2012
- [10]A phase 1/2a follistatin gene therapy trial for Becker muscular dystrophyMendell JR, Sahenk Z, Malik V, et al. · Molecular Therapy · 2015
Sección 10
Preguntas frecuentes
En ratones, la terapia génica con folistatina ha producido aumentos del 100 al 200% en la masa muscular al neutralizar la miostatina (los experimentos de los "ratones poderosos"), y en ensayos de terapia génica en humanos para la distrofia muscular de Becker mejoró la distancia recorrida en la prueba de marcha de 6 minutos entre 58 y 125 metros. Pero eso se administra mediante un virus que hace que el propio músculo produzca folistatina durante años; no es lo mismo que inyectar la proteína. Un estudio con trazadores en ratas encontró que el nivel sanguíneo de la folistatina inyectada cae a la mitad en unos 4 minutos y se elimina en gran parte hacia el hígado en 2 horas, razón por la cual los productos inyectables de folistatina no tienen ningún ensayo de dosificación en humanos detrás.
La práctica de autoadministración que circula para la "folistatina 344" inyectable ronda los 100 µg al día durante 10 a 30 días, aunque también circulan pautas de 50 a 200 µg al día y de dos a tres inyecciones por semana; nada de esto se basa en un ensayo en humanos. Los ensayos clínicos reales usaron unidades completamente distintas: una proteína de fusión folistatina-Fc se inyectó a 150-240 mg directamente en un único músculo diana cada 3 semanas, y la terapia génica administró un virus a 3-6 ×10¹¹ copias por kilogramo por pierna. Ninguna de las dos se traduce en una dosis en microgramos de proteína nativa de folistatina inyectada, porque nunca se ha realizado ese estudio de búsqueda de dosis.
No existe ningún plazo establecido para los productos peptídicos inyectables vendidos como folistatina; no hay ningún ensayo en humanos con proteína nativa de folistatina inyectada al que recurrir para conocer el tiempo de inicio del efecto. El dato más cercano proviene de una proteína de fusión folistatina-Fc relacionada, dosificada cada 3 semanas hasta 5 dosis en un ensayo controlado: el volumen muscular aumentó más de un 15% durante ese periodo, pero sin una ganancia correspondiente en fuerza o función, y el programa se discontinuó en 2019.
No hay evidencia publicada de que la folistatina provoque cáncer, pero tampoco hay apenas datos de seguridad en humanos de ningún tipo que permitan descartarlo. Dado que la folistatina bloquea la activina y otras señales reguladoras del crecimiento en todo el organismo, no solo la miostatina en el músculo, las preocupaciones teóricas planteadas incluyen efectos sobre la regulación hormonal reproductiva, la función hepática y un crecimiento tisular descontrolado. Los ensayos de terapia génica para la distrofia muscular reportaron una seguridad aceptable, pero eso implicaba expresión muscular localizada, no inyección sistémica de la proteína, y no se ha realizado ningún estudio de vigilancia oncológica a largo plazo para ninguno de los dos enfoques.
La folistatina como proteína inyectable no está aprobada por la FDA para ningún uso y se vende únicamente como compuesto de investigación; las versiones de terapia génica siguen siendo experimentales, probadas bajo el estatus IND de la FDA para la distrofia muscular. La WADA la prohíbe bajo la categoría S4.2, inhibidores de la miostatina, para deportistas dentro y fuera de competición.
Ninguna investigación publicada aborda específicamente la caída del cabello con folistatina. Sus efectos documentados se dan sobre la superfamilia del TGF-β —la señalización de miostatina y activina en el músculo, y la regulación de activina/FSH en la hipófisis y el tejido reproductivo—, una vía distinta del mecanismo mediado por andrógenos que suele discutirse para la caída del cabello, pero ningún estudio lo ha puesto a prueba realmente.
Como polvo liofilizado se mantiene a -20 °C o más frío; no se describe ninguna ventana de almacenamiento a temperatura ambiente, lo que refleja lo frágil que es esta gran glicoproteína. Se reconstituye en un tampón que contiene una proteína transportadora para ayudar a estabilizarla, y una vez mezclada, la solución debe usarse dentro de los 7 días a 2-8 °C; los ciclos repetidos de congelación-descongelación, la agitación y los cambios de temperatura la degradan.