Katepsyna K (CTSK) to białko będące rodzajem proteazy, enzymu rozkładającego inne białka. Należy również do rodziny katepsyn. Ta konkretna katepsyna odgrywa rolę w rozkładaniu macierzy kostnej w ramach reabsorpcji i metabolizmu kości. Równowaga rozpadu kości i odbudowy może się zakłócić, prowadząc do osteoporozy. Inhibitory katepsyny K są badane jako potencjalne leki blokujące ten proces i leczące stany takie jak osteoporoza.
Proteazy to duża grupa białek, które dzielą się na różne klasy ze względu na ich substraty i strukturę ich miejsca aktywnego. CTSK nazywana jest proteazą cysteinową, ponieważ w swoim miejscu aktywnym ma aminokwas cysteinę. Wiele proteaz jest produkowanych w większej nieaktywnej formie zwanej zymogenem i nie uszkadzają otaczającej tkanki. W tej postaci wytwarzana jest rodzina proteaz katepsyny, a katepsyna K rozszczepia się w warunkach kwasowych, wytwarzając mniejszy, aktywny enzym.
Większość członków tej rodziny proteaz znajduje się w lizosomach. Są to przedziały komórkowe, które są wysoce kwaśne i pełne enzymów, które degradują składniki komórkowe. Katepsyna K została pierwotnie znaleziona w takich przedziałach. Niskie pH lizosomów stymuluje enzym do samoczynnej aktywacji. CTSK można również znaleźć pozakomórkowo w kwaśnym środowisku, w którym tkanka kostna podlega metabolizmowi.
Macierz kostna podlega ciągłemu procesowi rozkładu przez wyspecjalizowane komórki zwane osteoklastami, a następnie jest odbudowywana przez inne typy komórek. Proces ten jest na ogół w równowadze, a kości zachowują swoją wytrzymałość. Wraz z wiekiem kobiet, zwłaszcza po menopauzie, masa kostna często jest tracona z powodu nadmiernej aktywności katepsyny K. Może to spowodować chorobę znaną jako osteoporoza, w której kości są kruche i łatwo pękają. Zaburzenie może być poważne, a ta skłonność do złamań powoduje utratę mobilności, a czasami przedwczesną śmierć.
Obecnie istnieją leki znane jako bisfosfoniany stosowane w leczeniu osteoporozy. Mogą mieć poważne skutki uboczne, a klinicyści szukają alternatywnych leków. Inhibitory katepsyny K były logicznym wyborem ze względu na ich rolę w blokowaniu rozpadu składników kości.
Inhibitor katepsyny K, odanacatib, okazał się obiecujący w badaniach klinicznych w Stanach Zjednoczonych i jest opracowywany przez firmę farmaceutyczną Merck. Lek ten przeszedł badania kliniczne pod kątem bezpieczeństwa i okazał się obiecujący w zwiększaniu gęstości kości u kobiet po menopauzie. Zatwierdzenie tego leku do stosowania w Stanach Zjednoczonych jest uwarunkowane testami klinicznymi wykazującymi, że lek skutecznie łagodzi objawy osteoporozy, takie jak zwiększenie masy kostnej i ograniczenie złamań.