Section 01
À quoi il sert
Dystrophie musculaire
Une thérapie génique administrant la follistatine via un vecteur viral (AAV) a passé des essais de phase 1/2 dans les dystrophies de Becker et de Duchenne, maladies héréditaires détruisant les muscles, avec meilleure fonction musculaire.
▸Formulation clinique
Une thérapie génique utilisant l'AAV-follistatine est entrée en essais cliniques de phase 1/2 pour les dystrophies musculaires de Becker et de Duchenne, montrant une amélioration de la fonction musculaire et des performances au test de marche de 6 minutes.
Fonte musculaire
La follistatine est étudiée dans la sarcopénie (perte musculaire liée à l'âge), la cachexie (épuisement lié à la maladie) et l'atrophie d'immobilisation. Elle bloque la myostatine, protéine limitant la croissance musculaire.
▸Formulation clinique
Recherche sur la sarcopénie, la cachexie et l'atrophie de désuétude. Le mécanisme de blocage de la myostatine par la follistatine favorise la croissance musculaire même en conditions cataboliques.
Recherche sur la fertilité
L'équilibre entre l'activine et la follistatine régule la production de l'hormone FSH et le développement des follicules ovariens, un mécanisme clé étudié pour le traitement de l'infertilité féminine aujourd'hui.
▸Formulation clinique
L'équilibre activine/follistatine régule la sécrétion de FSH et le développement folliculaire, avec des implications pour le traitement de la fertilité.
Amélioration métabolique
L'augmentation de la masse musculaire induite par la follistatine améliore l'absorption du glucose et la sensibilité à l'insuline, simplement parce que le corps possède davantage de tissu musculaire actif consommant de l'énergie.
▸Formulation clinique
L'augmentation de la masse musculaire induite par la follistatine améliore l'élimination du glucose et la sensibilité à l'insuline grâce à un tissu consommateur de glucose accru.
Section 02
Mécanisme d'action
Envelopper les freins de croissance
- Des structures cristallines montrent deux molécules de follistatine encerclant la paire de ligands et enfouissant un tiers de ses résidus.
- Une extrémité de la follistatine imite un motif du récepteur et occupe ce site, couvrant les deux surfaces réceptrices.
- Avec la myostatine, cette extrémité réarrange sa forme, ce qui semble déterminer quels ligands sont bloqués.
- Ce sont des observations structurales et acellulaires plutôt que des résultats chez l'animal vivant.
▸Formulation clinique
Neutralisation structurale des ligands du récepteur ActRII
La cristallographie du complexe follistatine:activine montre deux molécules de follistatine encerclant le dimère du ligand et enfouissant environ un tiers de ses résidus ; le domaine N-terminal de la follistatine adopte un repliement qui imite un motif universel de récepteur de type I et occupe ce site, de sorte que les surfaces des récepteurs de type I et de type II sont toutes deux couvertes. La structure myostatine:follistatine-288 ajoute que ce domaine N-terminal se réarrange sur le plan conformationnel pour s'accommoder de la myostatine, ce qui semble fixer la spécificité de l'antagoniste. Dans des dosages acellulaires, le dimère C-terminal purifié de la myostatine se lie à ActRIIB et, plus faiblement, à ActRIIA, et la follistatine bloque cette liaison. Ce sont des observations structurales et in vitro.
Lever un frein permanent sur le muscle
- Trois protéines qui limitent le muscle se lient à un même récepteur, qui relaie un signal jusqu'au noyau de la cellule.
- Dans le muscle du rongeur, ce signal augmente deux marqueurs de dégradation des protéines et affaiblit la chaîne de signalisation de croissance.
- Il abaisse aussi un régulateur mitochondrial et entre en concurrence avec le signal de croissance parallèle pour un partenaire partagé.
- Piéger ces protéines supprime cette entrée permanente plutôt que d'ajouter un signal de croissance propre.
▸Formulation clinique
Perte de la sortie ActRIIB-ALK4/5-Smad2/3 dans le muscle
La myostatine, l'activine A et la GDF11 se lient à ActRIIB, qui recrute et transphosphoryle ALK4/ALK5 ; le récepteur de type I phosphoryle alors Smad2/3, qui s'oligomérisent avec Smad4 et entrent dans le noyau. Dans le muscle du rongeur, cette sortie augmente les ligases E3 de l'ubiquitine MuRF1 et MAFbx/atrogin-1, atténue la signalisation Akt/mTOR/p70S6K, sous-régule PGC1-alpha et entre en compétition avec les Smad1/5/8 hypertrophiques pour le Smad4 partagé, tandis que Smad7 et SMURF1/2 assurent une extinction en rétroaction. Séquestrer les ligands supprime cet apport constant plutôt que d'ajouter un signal de croissance qui lui serait propre.
Bâtir des protéines via un interrupteur
- Un virus délivrant le gène de la follistatine dans le muscle de souris, et non le peptide lui-même, a augmenté la masse et la force.
- La synthèse protéique et l'interrupteur de croissance ont augmenté, et bloquer cet interrupteur a annulé les deux effets.
- Forcer l'activation du signal opposé a empêché la croissance, le plaçant en amont de cette voie.
- La croissance persistait chez des animaux dépourvus de myostatine, donc il ne s'agit pas simplement d'une levée de l'inhibition par la myostatine.
▸Formulation clinique
Synthèse protéique Akt/mTOR/S6K conditionnée par Smad3
Un vecteur AAV6 exprimant la follistatine-288, administré au muscle squelettique de souris, a augmenté la masse musculaire et la capacité de production de force, avec une synthèse protéique et une activation de mTOR plus élevées ; les deux effets étaient atténués par l'inhibition de mTOR et par la délétion de S6K1/2. Une Smad3 constitutivement active a empêché la croissance et supprimé la signalisation Akt/mTOR/S6K induite par la follistatine, plaçant Smad3 en amont de ce bras. La réponse persistait avec la surexpression de la myostatine et chez des animaux dépourvus de myostatine, de sorte qu'il ne s'agit pas simplement d'un soulagement de l'inhibition par la myostatine. Modèle murin, délivrance génique virale plutôt que peptide.
Il bloque plus d'un frein musculaire
- Ajouter un gène de follistatine à des souris dépourvues de myostatine a de nouveau doublé le muscle, atteignant environ quatre fois la normale.
- Cela implique qu'elle neutralise aussi d'autres protéines qui se lient à la même famille de récepteurs.
- Les gains chez les souris dépourvues de myostatine provenaient de fibres plus nombreuses et plus épaisses, tandis que les gains liés à la follistatine provenaient surtout de l'épaississement.
- La croissance survenait sans fusion de cellules satellites ni ajout de noyaux, et la suppression du récepteur dans les fibres seules suffisait.
▸Formulation clinique
Ligands au-delà de la myostatine, la fibre musculaire ciblée
Un transgène de follistatine sur un fond dépourvu de myostatine a de nouveau doublé le poids musculaire, produisant des souris avec un muscle environ quatre fois normal, ce qui implique que la follistatine neutralise aussi d'autres ligands d'ActRII tels que les activines et la GDF11. Dans cette étude, les gains liés à l'absence de myostatine impliquaient à la fois le nombre de fibres (environ 48%) et le diamètre des fibres (environ 19%), tandis que les souris transgéniques pour la follistatine gagnaient principalement par hypertrophie. Le blocage de la voie a également produit une hypertrophie chez des souris dépourvues de syndécane-4 ou de Pax7, sans prolifération, fusion ni ajout de myonoyaux par les cellules satellites, et la seule délétion d'Acvr2b spécifique de la fibre musculaire était suffisante.
Traîner les freins jusqu'à leur élimination
- Un variant de la follistatine adhère aux chaînes de sucre à la surface cellulaire, tandis que l'autre non.
- Dans des cellules hypophysaires de rat, ce variant attirait l'activine vers la surface et accélérait sa dégradation à l'intérieur.
- Bloquer les chaînes de sucre ou le compartiment d'élimination supprimait cet effet.
- Des structures montrent que la myostatine liée crée une surface fortement positive avec une affinité bien plus élevée pour ces sucres.
▸Formulation clinique
Liaison à l'héparane sulfate et clairance des ligands
Le variant d'épissage FS288 se lie avec une haute affinité aux protéoglycanes d'héparane sulfate de surface cellulaire, alors que FS315 ne le fait pas. Dans des cellules hypophysaires primaires de rat, FS288 a conduit l'activine A à la surface cellulaire et accéléré son internalisation et sa dégradation lysosomale, un effet aboli par l'héparane sulfate, la chloroquine et des inhibiteurs d'enzymes lysosomales. La cristallographie a montré que la myostatine liée à Fst288 crée une surface électropositive continue avec une affinité pour l'héparine nettement plus élevée, et que les deux isoformes renforcent la dégradation de la myostatine. La même action de clairance de l'activine sous-tend le rôle originel de la follistatine dans la régulation hypophysaire de la FSH.
Section 03
Voies biologiques
- Neutralisation structurelle des ligands d'ActRIILes structures cristallines montrent deux molécules de follistatine encerclant le dimère ligand, masquant environ un tiers de sa surface ; le domaine N-terminal imite un motif de récepteur de type I, bloquant la liaison de la myostatine à ActRIIB.
- Perte de la signalisation ActRIIB-ALK4/5-Smad2/3La myostatine, l'activine A et le GDF11 se lient normalement à ActRIIB pour phosphoryler Smad2/3, élevant MuRF1 et MAFbx, atténuant Akt/mTOR/p70S6K et réduisant PGC1-alpha ; la follistatine supprime ce signal d'atrophie permanent.
- Synthèse protéique Akt/mTOR/S6K via Smad3Dans le muscle de souris, la follistatine-288 virale a augmenté la synthèse protéique et l'activation de mTOR, bloquée par l'inhibition de mTOR et la délétion de S6K1/2 ; un Smad3 actif en permanence a empêché la croissance même sans myostatine.
- Clairance des ligands via l'héparane sulfateLe variant d'épissage FS288 se lie aux protéoglycanes d'héparane sulfate de la surface cellulaire et a conduit l'activine A vers une internalisation accélérée et une dégradation lysosomale dans les cellules hypophysaires, expliquant son rôle dans la FSH.
Section 04
Informations de dosage
315 or 344 amino acids (FS315 and FS344 isoforms)| Voie / système | Contexte | Plage étudiée | Limite |
|---|---|---|---|
| Intramusculaire — ACE-083, follistatine-Fc | Phase 2 randomisée dans deux maladies musculaires | 150–240 mg par muscle toutes les 3 semaines, jusqu'à 5 doses ; partie contrôlée : 240 mg par muscle des deux côtés, biceps ou jambier | Conçue pour rester dans le muscle injecté et dosée en milligrammes par muscle. Le volume a augmenté de plus de 15% sans gain fonctionnel ; le programme a fermé en 2019. |
| Intramusculaire — transfert de gène | Essais dans la dystrophie musculaire et la myosite | Un virus porteur du gène de la follistatine : 3 × 10¹¹ ou 6 × 10¹¹ copies/kg par jambe chez six patients, 6 × 10¹¹ dans les deux cuisses chez six autres | Une dose en copies de gène : le muscle fabrique ensuite la follistatine pendant des années. Elle ne se convertit en aucune quantité de protéine injectée ; douze patients, aucun en aveugle. |
| Intraveineuse — traceur chez le rat | Suivi d'une dose marquée chez le rat | 1 µg de follistatine marquée par rat : le taux sanguin a diminué de moitié en 4,0 minutes, puis toutes les 130,8 ; 9% étaient dans le foie à 2 heures | Une quantité traceur, pas un traitement, et le plafond de toute la classe : la follistatine injectée file au foie en minutes, les microgrammes ne tiennent aucun taux. |
| Sous-cutanée — auto-administration | Pratique en circulation, flacons de follistatine 344 | 100 µg par jour par cycles de 10–30 jours — environ 1,1–1,4 µg/kg pour un adulte de 70–90 kg ; circulent aussi 50–200 µg par jour et 2–3 injections par semaine | Pratique en circulation, pas un résultat : la follistatine injectée n'a aucune dose humaine, et ces microgrammes sont des milliers de fois sous les doses des essais. |
Résultats
Niveau de remplissage de la seringue (seringue 100u)
Définissez des valeurs pour : Dose recommandée par kg.
Usage recherche uniquement. Ces informations sont à des fins éducatives et de recherche uniquement. Non destinées à un avis médical ou à l'automédication.
Section 05
Protocoles
Aucun protocole incluant ce peptide pour le moment. Parcourir tous les protocoles
Section 06
Stabilité et conservation
Matériel lyophilisé
La follistatine est une grande glycoprotéine nécessitant une manipulation soigneuse ; la forme lyophilisée est conservée à -20 °C ou moins, aucune conservation à température ambiante n'étant décrite pour la poudre. Elle est reconstituée dans un tampon stérile avec une protéine porteuse (0,1 % BSA).
Après reconstitution
La solution reconstituée est utilisée dans les 7 jours si elle est conservée à 2-8 °C. Elle est sensible aux cycles de congélation-décongélation, à l'agitation et aux températures extrêmes, donc la re-congélation, l'agitation et la chaleur sont évitées.
Section 07
Effets secondaires et précautions
La follistatine dispose de données d'innocuité humaines limitées.
Préoccupations théoriques liées à sa biologie
Elles incluent des effets potentiels sur les hormones reproductives (régulation de l'activine/FSH), sur la fonction hépatique et sur une croissance tissulaire incontrôlée.
Données d'innocuité issues des essais de thérapie génique
Les essais de thérapie génique montrent des profils d'innocuité acceptables chez les patients atteints de dystrophie musculaire.
Pourquoi les données restent incomplètes
En tant que composé de recherche, la follistatine ne dispose pas de données complètes sur ses effets secondaires.
Section 08
Statut réglementaire
FDA / États-Unis
Non approuvée comme protéine thérapeutique
Aucun produit de follistatine recombinante ou purifiée ne dispose d'une approbation de la FDA ; le matériel vendu hors recherche clinique n'est soumis à aucun contrôle de fabrication pharmaceutique.
Vecteur de thérapie génique
N'a atteint que les essais de phase précoce
AAV1-FS344, un vecteur viral exprimant la follistatine, a bénéficié du statut de médicament orphelin pour la dystrophie musculaire de Duchenne/Becker et la myosite à inclusions, et a achevé l'escalade de dose en essais de phase 1/2a d'ici 2017 (NCT02354781) ; aucune phase ultérieure n'a été enregistrée depuis.
AMA / WADA
Interdite au titre de la catégorie S4.3
La follistatine a été ajoutée à la liste des interdictions en 2019 en tant qu'agent empêchant l'activation du récepteur de l'activine de type IIB — le mécanisme par lequel elle bloque la myostatine — interdite en permanence pour les sportifs de compétition.
Un programme de thérapie génique parvenu à des essais précoces n'équivaut pas à un traitement approuvé, et rien de tout cela ne change l'interdiction sportive. Le statut réglementaire diffère selon les juridictions et évolue dans le temps — vérifiez les documents à jour de votre propre autorité et organisation sportive avant de vous y fier.
Section 09
Études de recherche
- [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
Section 10
Questions fréquentes
Chez la souris, la thérapie génique à base de follistatine a produit des augmentations de 100 à 200 % de la masse musculaire en neutralisant la myostatine (les expériences des « mighty mice »), et dans des essais de thérapie génique chez l'humain pour la dystrophie musculaire de Becker, elle a amélioré la distance de marche de six minutes de 58 à 125 mètres. Mais cela est administré par un virus qui fait produire au muscle sa propre follistatine pendant des années — ce n'est pas la même chose qu'injecter la protéine. Une étude de traçage chez le rat a montré que le taux sanguin de follistatine injectée chute de moitié en environ 4 minutes et est majoritairement capté par le foie en 2 heures, ce qui explique pourquoi les produits de follistatine injectable n'ont derrière eux aucun essai de dosage chez l'humain.
La pratique d'auto-administration en circulation pour la « follistatine 344 » injectable est d'environ 100 µg par jour pendant 10 à 30 jours, bien que des schémas de 50 à 200 µg par jour et de deux à trois injections par semaine circulent également — rien de tout cela ne repose sur un essai chez l'humain. Les essais cliniques réels ont utilisé des unités entièrement différentes : une protéine de fusion follistatine-Fc a été injectée à 150-240 mg directement dans un seul muscle cible toutes les 3 semaines, et la thérapie génique a administré un virus à 3-6 ×10¹¹ copies par kilogramme et par jambe. Aucun de ces deux schémas ne se convertit en dose de microgrammes de protéine de follistatine native injectée, car aucune étude de recherche de dose de ce type n'a jamais été menée.
Aucun délai n'est établi pour les produits peptidiques injectables vendus comme follistatine — il n'existe aucun essai chez l'humain de protéine de follistatine native injectée auquel se référer pour le délai d'action. La donnée la plus proche concerne une protéine de fusion follistatine-Fc apparentée, administrée toutes les 3 semaines jusqu'à 5 doses dans un essai contrôlé : le volume musculaire a augmenté de plus de 15 % pendant cette période, mais sans gain correspondant de force ou de fonction, et le programme a été abandonné en 2019.
Aucune donnée publiée ne montre que la follistatine provoque le cancer, mais il existe aussi très peu de données de sécurité chez l'humain, de quelque nature que ce soit, permettant de l'exclure. Comme la follistatine bloque l'activine et d'autres signaux régulateurs de la croissance à l'échelle de l'organisme, et pas seulement la myostatine dans le muscle, les préoccupations théoriques soulevées incluent des effets sur la régulation des hormones reproductives, la fonction hépatique et une croissance tissulaire non contrôlée. Les essais de thérapie génique pour la dystrophie musculaire ont rapporté une sécurité acceptable, mais cela concernait une expression musculaire localisée, et non une injection systémique de protéine, et aucune étude de surveillance du cancer à long terme n'a été réalisée pour l'une ou l'autre approche.
La follistatine sous forme de protéine injectable n'est approuvée par la FDA pour aucun usage et n'est vendue que comme composé de recherche ; les versions de thérapie génique restent expérimentales, testées sous statut IND de la FDA pour la dystrophie musculaire. Elle est interdite par l'AMA dans la catégorie S4.2, inhibiteurs de la myostatine, pour les athlètes en et hors compétition.
Aucune recherche publiée ne traite spécifiquement de la chute des cheveux avec la follistatine. Ses effets documentés portent sur la superfamille du TGF-β — la signalisation de la myostatine et de l'activine dans le muscle, et la régulation de l'activine/FSH dans l'hypophyse et les tissus reproducteurs — une voie différente du mécanisme androgénique habituellement évoqué pour la chute des cheveux, mais aucune étude ne l'a réellement testé.
Sous forme de poudre lyophilisée, elle se conserve à -20 °C ou moins — aucune fenêtre de conservation à température ambiante n'est décrite, ce qui reflète la fragilité de cette grosse glycoprotéine. Elle est reconstituée dans un tampon contenant une protéine porteuse pour l'aider à se stabiliser, et une fois mélangée, la solution doit être utilisée dans les 7 jours à 2-8 °C ; les cycles répétés de congélation-décongélation, l'agitation et les variations de température la dégradent.