Пептидные стимуляторы гормона роста

1. Противораковые пептиды. Классификация. Утвержденные препараты
01.05.2018
2. Противораковые пептиды. Клинические испытания.
08.06.2018

Механизмы секреции гормона роста (GH, соматотропин) достаточно хорошо изучены. Если описывать этот процесс максимально кратко, то можно указать, что секреция GH уменьшается действием гормона соматостатина, и, напротив, усиливается либо релизинг-гормонами гормона роста (GHRHs) либо релизинг-пептидами гормона роста (GHRPs). О синтетических стимуляторах секреции гормона роста и пойдет речь в настоящем обзоре.

 

Релизингпептиды гормона роста

(Growth Hormone Releasing Peptides, GHRPs)

Эти соединения представляют собой группу небольших синтетических пептидов, стимулирующих секрецию гормона роста (GH) и нисходящую активность его оси т.е. биологически активных соединений, регуляция и активность которых связана с GH прямыми и обратными связями. В качестве наиболее известных и обсуждаемых в различных работах GHRPs, следует выделить следующие:

Название пептида Аминокислотная последовательность
GHRP-6 His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2*
GHRP-1 H-Ala-His-(D-2-Nal)-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2**
GHRP-2 H-D-Ala-(D-2-Nal)-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2
Hexarelin His-D-2-methyl-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2
Ipamorelin Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2***
*Синим цветом выделены одинаковые для данных GHRPs последовательности;

**2-NaI = β-(2-naphthyl)-alanine;*** Aib = 2-Methylalanine.

Воздействие этих пептидов на секрецию GH существенно отличается от механизма, по которому работают релизинг-гормоны (GHRHs). У них нет сходных с GHRHs участков в аминокислотной последовательности, и они действуют посредством других рецепторов – грелиновых (ghrelin receptor, GHSR), в частности GHS-R1a. Грелин — это гормон пептидной природы, продуцируемый в ЖКТ, имеет также «говорящее» название – «гормон голода». Рецепторы GHSR, расположенные в мозге, связываясь с грелином либо с GHRP, которые также являются лигандами для этих рецепторов, стимулируют секрецию GH.

GHRP-6, синтезированный в группе Сирила Боуэрса в конце 1970-х годов, оказался первым из ряда синтетических пептидов, который специфически и дозозависимым образом стимулировал секрецию GH in vitro и in vivo. Впоследствии были синтезированы гептапептид GHRP-1 и два гексапептида, GHRP-2 и Hexarelin (гексарелин), с которыми проводились базовые и лишь спорадические клинические исследования.

Кроме того, было показано, что GHRPs могут активировать цитопротекторные метаболические пути, связываясь с рецептором CD36.

Ipamorelin (Ипаморелин), как и другие GHRPs, является синтетическим аналогом мет-энкефалина содержащий D-аминокислоты. Он не обладает активностью по отношению к опиоидным рецепторам как мет-энкефалин, но является стимулятором высвобождения GH.

GHRPs проявляют свои свойства при дозировках от 2 до 200-500 мкг/кг. Такой разброс объясняется тем, что эксперименты предусматривают различный путь введения — от внутривенного до перорального. Порядок величин дозировок при этом, варьируется от единиц до сотен мкг/кг – в соответствии с биодоступностью при каждом из способов введения. При одинаковой дозировке гексарелин оказался более сильным индуктором GH.

 

Релизинггормоны гормона роста

(Growth Hormone Releasing Hormone, GHRHs)

Так называются синтетические аналоги природного гормона или части его аминокислотной последовательности.

Наиболее широко распространены следующие варианты GHRH:

Sermorelin */**YADAIFTNSY10RKVLGQLSAR20KLLQDIMSR
CJC-1295 (no DAC) ***YaDAIFTQSY10RKVLAQLSAR20KLLQDILSR
CJC-1295 (DAC) YaDAIFTQSY10RKVLAQLSAR20KLLQDILSR-

K30(maleimidopropionyl)

*Красным цветом обозначены замены аминокислот, синим обозначен DAC;

**однобуквенные последовательности приведены для упрощения восприятия;

*** а=D-Ala.

 

Sermorelin (Cерморелин) – синтетический аналог GHRH, и, по сути, представляет собой 29-аминокислотный фрагмент релизинг-гормона. Пептид используют для лечения различных проявлений недостаточности гормона роста у людей.

Для серморелина, как и для других пептидов, состоящих только из L-аминокислот, характерен сравнительно короткий период полувыведения, что, в данном случае, является нежелательным. Существуют различные подходы к решению проблемы, в том числе, например, конъюгация с полиэтиленгликолем (ПЭГ). Более радикальный метод — замена части аминокислот на D-аминокислоты, или аминокислоты, которые, не изменяя активности пептида, делают его более устойчивым к ферментам и окислению.

В качестве более стабильного аналога серморелина доступен пептид CJC-1295 (ModGRF 1-29) с четырьмя заменами в последовательности. Наряду с указанными методами увеличения времени циркуляции пептида, компанией ConjuChem предложен способ, позволяющий осуществить ковалентную сшивку субстанции с сывороточным альбумином. Исходный пептид конденсируют с короткой молекулой-линкером, другой конец которой остается химически активным и может связываться с альбумином. Получил распространение линкер, составленный из лизина и малеимида пропионовой кислоты, так называемый DAC — Drug Affinity Complex. В каталогах эти пептиды соответственно маркируются как «CJC-1295 DAC» и «ModGRF 1-29 (CJC-1295 No DAC)».

Серморелин, при введении внутривенно, эффективно повышает уровень GH при дозировке 1 мкг/кг на период около суток. При интраназальном применении, дозировка должна быть повышена до 50 мкг/кг для получения аналогичного эффекта.

При подкожном введении CJC-1295 (DAC) время полувыведения составляло 6-10 дней при дозе от 30 до 250 мкг/кг. Важно отметить, что при такой высокой дозировке (более 60 мкг/кг) 94% испытуемых жаловались на побочные эффекты (головная боль, тошнота и др.). В результате, исследователи пришли к выводу, что дозы около 30-60 мкг/кг подкожно переносятся с минимальными проявлениями нежелательных эффектов. Повышение уровня GH при этом носит дозозависимый характер.

Исследователями из ConjuChem показано in vitro, что за 24 часа серморелин полностью распадается под действием фермента дипептидазы, в то время как CJC-1295 DAC остается на уровне 90% от первоначального.

 

Синергизм

Поскольку GHRPs и GHRHs изменяют уровень гормона роста, воздействуя на различные рецепторы, то введение GHRP и GHRH будет иметь синергический эффект. Такие данные имеются относительно GHRP-6 и CJC-1295 (DAC). Сочетание этих пептидов существенно повысило уровень GH и IGF-1 (инсулиноподобный фактор роста 1), при этом уровень пролактина остался прежним.

Совместное применение на культурах клеток крыс и овец разных GHRPs, а именно GHRP-6 и GHRP-2, показало повышение уровня гормона роста без повышения уровня cAMP.

 

Литература

  1. A Munafo et al. Polyethylene glycol-conjugated growth hormone-releasing hormone is long acting and stimulates GH in healthy young and elderly subjects. Eur J Endocrinol August 1, 2005 153 249-256
  2. Berlanga-Acosta et al. Synthetic Growth Hormone-Releasing Peptides (GHRPs): A Historical Appraisal of the Evidences Supporting Their Cytoprotective Effects. Clinical Medicine Insights: Cardiology, Volume 11: 1–9.
  3. Jette et al. Human growth hormone-releasing factor (hGRF)1-29-albumin bioconjugates activate the GRF receptor on the anterior pituitary in rats: identification of CJC-1295 as a long-lasting GRF analog. Endocrinology 146(7):3052–3058.
  4. Wilton P. et al. Pharmacokinetics of growth hormone-releasing hormone (1-29)-NH2 and stimulation of growth hormone secretion in healthy subjects after intravenous or intranasal administration. Acta Paediatr Suppl. 1993 Mar;388:10-5.
  5. Sam L. Teichman et al. Prolonged Stimulation of Growth Hormone (GH) and Insulin-Like Growth Factor I Secretion by CJC-1295, a Long-Acting Analog of GH-Releasing Hormone, in Healthy Adults. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 91(3):799–805.
  6. Bowers CY et al. The effects of GH-releasing peptide-6 (GHRP-6) and GHRP-2 on intracellular adenosine 3′,5′-monophosphate (cAMP) levels and GH secretion in ovine and rat somatotrophs.