Интраназальный релизинг-пептид гормона роста GHRP-2

Меланостатин и его аналоги – нейропептиды широкого спектра действия
19.07.2020
ALM201 при онкологии
10.09.2020

Синтетический препарат GHRP-2 относится к представителям группы релизинг-пептидов гормона роста. Существенным преимуществом GHRP-2 является возможность его интраназального введения. GHRP-2 способен стимулировать набор мышечной массы и, возможно, ускорять рост, а также применяться при лечении нервной анорексии. Данный обзор охватывает ряд клинических исследований по применению интраназальной формы пептида для лечения задержки роста у лиц с дефицитом секреции гормона роста и расстройств пищевого поведения.

Пептидные гормоны роста (GH) известны своими цитопротекторными свойствами, что означает способность защищать клетки от всевозможных повреждений. Различные представители GH-высвобождающих пептидных молекул (релизинг-пептиды гормона роста, Growth Hormone-Releasing Peptides, GHRP) несколько отличаются по эффективности и механизмам действия. GH связаны с инсулиноподобным фактором роста-1 (IGF-1), причем, обусловленное применением GHRP цитопротекторное действие более эффективно, чем при введении непосредственно GH [1]. В настоящем обзоре будет рассмотрен один из ярких представителей семейства GH-высвобождающих пептидов – GHRP-2, обладающий таким важным преимуществом, как пригодность для безынъекционного введения интраназальным путем, т.е., осуществляемого распылением спрея на внутреннюю поверхность носа.

GHRP-2 (Growth Hormone-Releasing Peptide-2, Pralmorelin, CAS 158861-67-7) является синтетическим пептидом, впервые полученным в 1992 году и включающим шесть аминокислотных остатков. GHRP-2 представляет собой мощный стимулятор секреции GH [2]. Формула пептида описывается следующей последовательностью: D-Ala-D-2-Nal-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2 (A(nA)(D-A)WFK-NH2, молекулярная масса – 817,4 Да). Две аминокислоты, входящих в молекулу GHRP-2, в природе не встречаются, а получаются лишь методами органического синтеза – D-β-нафтилаланин, (nA) и D-аланин (D-A); С-концевой лизин амидирован. Хотя пептид и не имеет структурной гомологии с GH-высвобождающим гормоном, в клинических исследованиях его действие на высвобождение GH гипофизом в качестве агониста рецептора грелина оказывается аналогичным.

GHRP-2 эффективен при пероральном и интраназальном введении. Однако при пероральном введении GHRP-2 наблюдается лишь незначительное увеличение концентрации GH в сыворотке из-за приема пищи, действия пищеварительных ферментов, кислотной среды и т.д. Для детей с дефицитом гормона роста неинвазивные методы лечения наиболее предпочтительны. GHRP-2 является одним из наиболее мощных стимуляторов секреции GH из семейства GHRP, что показано в клинических исследованиях на людях [3]. Отмечают, что при применении GHRP-2 в сочетании с аргинином наблюдается синергетический эффект и стимуляция высвобождения гормона роста значительно усиливается [4]. GHRP-2 под торговым названием Pralmorelin получил в 2004 году клиническое одобрение в Японии как диагностический препарат для определения дефицита GH у взрослых [5].

Наибольшее количество исследований проведено для инъекционных форм GHRP-2. Так, известно, что пептид селективно предохраняет изолированное кроличье сердце от оглушения миокарда и постишемической дисфункции; на хомяках с дилатационной кардиомиопатией было показано улучшение нарушенных параметров желудочков сердца; на модели кардиомиопатии у хомяков GHRP-2 уменьшал дисфункцию и фиброз миокарда; кардиотропные эффекты продемонстрированы на кардиомиоцитах и ​​изолированных сердцах; на модели острого инфаркта миокарда (ОИМ) на мышах пептид уберегал от гибели ~70% ишемического миокарда; в культуре клеток гладкой мускулатуры аорты GHRP-2 подавлял генерирование пероксидов, ингибировал рецептор IGF-1 и гибель клеток; при атрофии поперечно-полосатых мышц – оказывал миопротекторное действие, что связывают с анаболическим или трофическим механизмами действия; GHRP-2 уменьшает воспалительный ответ в печени и при артрите; во время противораковой химиотерапии GHRP-2 повышал аппетит и время выживания грызунов [1]. Однако инъекции являются не оптимальной формой введения для многих пациентов, так как требуют определенных навыков и отсутствия боязни уколов. В связи с этим, внимание ученых привлек удобный и простой интраназальный путь доставки препарата.

Острые эффекты на выработку гормона роста при интраназальном и внутривенном введении GHRP, GHRP-2 и пероральном применении GHRP-6 были исследованы в 1995 году у взрослых и детей невысокого роста, вызванного дефицитом GH [6]. Поскольку диагноз дефицита GH обычно основан на результатах провокационного тестирования с такими агентами, как аргинин, инсулин и L-ДОФА в сочетании с физическими упражнениями, дети были разделены на две группы в зависимости от их реакции на эти агенты. Группа A состояла из детей, у которых по крайней мере один ответ GH превышал 10 мкг/л на аргинин, инсулин и/или L-ДОФА; группа B состояла из детей с максимальной реакцией GH менее 10 мкг/л по всем трем тестам. Все дети продемонстрировали максимальный ответ концентрации гормона роста не менее 20 мкг/л на внутривенное введение GHRP-2. Затем детям вводили интраназально GHRP-2 в диапазоне доз 5–15 мкг/кг [6]. Дети с ответом GH более 10 мкг/л были приглашены для участия в дальнейшем исследовании. Из 16 детей только у одного была негативная реакция на интраназальный GHRP-2 <10 мкг/л в диапазоне доз 5–15 мкг/кг; этот ребенок был исключен из эксперимента. Значительных различий в средних ответах концентрации гормона роста на введение GHRP-2 или GHRH между группами детей с дефицитом GH по стандартным критериям (ответ GH менее 10 мкг/л) и группой с максимальным ответом более 10 мкг/л не было. Чтобы определить субъектов, которые с наибольшей вероятностью получат пользу от терапевтического применения интраназального GHRP-2, были отобраны дети, у которых был значительный ответ на инъекции GH. У 12 детей была выраженная реакция гормона роста на интраназальный GRHP-2 в диапазоне доз 5–20 мкг. Средний максимальный ответ составил 31,3 мкг/л, который наблюдался через 40–60 минут после интраназального введения GHRP-2. Доза, при которой был получен максимальный ответ GH, варьировалась среди детей, с самым высоким средним пиковым ответом при приеме 15 мкг/кг препарата, равным 23,5 мкг/л. Не было статистически значимой разницы между максимальным ответом GH между четырьмя дозами с шагом в 5 мкг. У детей с недостаточностью по нескольким гормонам гипофиза и/или краниальной лучевой терапией в анамнезе ответы на GHRP или GHRP-2 были выражены умеренно [6].

В исследовании [7] была поставлена цель оценить безопасность и эффекты ежедневного интраназального введения GHRP-2. Авторами было изучено влияние на скорость роста, биохимические показатели секреции GH, химический состав крови и концентрацию гормонов щитовидной железы. В эксперименте приняли участие пятнадцать детей с низким ростом. Все они имели рост ниже среднего для своего возраста, низкую скорость роста, замедление костного возраста и низкую концентрацию IGF-1 в сыворотке крови. Эти дети были протестированы со стандартными стимуляторами выработки GH, такими как аргинин, инсулин и L-ДОФА. У пятидесяти процентов детей был дефицит гормона роста, у остальных – идиопатический низкий рост. Дети прошли тестирование на реакцию на GHRH и GHRP-2 при остром внутривенном болюсном введении в дозировке 1 мкг/кг; все дети в данном исследовании продемонстрировали ответ GH >20 мкг/л. Каждый ребенок также показал ответ GH >10 мкг/л на интраназальный GHRP-2 в диапазоне доз 5–20 мкг/кг. Детям, включенным в исследование, вводили интраназально GHRP-2 по 5–15 мкг/кг дважды в день в течение 3 месяцев, а затем – трижды в день в том же количестве. Родители были проинструктированы вводить дозы GHRP-2 утром, днем ​​и перед сном, по крайней мере, с отсрочкой в 1 час до или после приема пищи или других лекарств. GHRP-2 назначали в течение четырехнедельных периодов, затем введение GHRP-2 прерывали на одну неделю. Пациентов изначально осматривали ежемесячно, затем – каждые три месяца, и при каждом посещении проводился анализ крови и химический анализ сыворотки. Все 15 детей хорошо переносили интраназальное введение GHRP-2 и легко принимали соответствующий спрей. Трое детей иногда жаловались на горечь во рту после введения GHRP-2. Родители сообщали, что количество абсорбированного раствора варьировалось от одного раза к другому, особенно когда у детей были симптомы инфекций верхних дыхательных путей или аллергии. Ни у одного ребенка не было значительных побочных эффектов. Пятнадцать детей приняли участие в исследовании в течение 6 месяцев; шесть из детей участвовали на протяжении 18–24 месяцев. Во время проведения терапии были оценены скорость роста, концентрация сывороточного IGF-1, IGF-связывающего белка 3 (IGFBP-3) и GH-связывающего белка (GHBP), а также GH-ответы на GHRP-2, доставляемого посредством внутривенного болюсного введения и распыления интраназального спрея. Скорость роста увеличилась с 3,7 см/год до 6,1 см/год через 6 месяцев, достигнув 6,0 см/год через 18–24 месяца. Значительных изменений концентраций IGF-1, IGF-PB3 или острой реакции GH на внутривенное или интраназальное введение GHRP-2 не наблюдалось. Концентрация GHBP значительно выросла с 439 пмоль/л до 688 пмоль/л. Таким образом, интраназальное введение GHRP-2 хорошо переносилось и приводило к умеренному, но значительному увеличению скорости роста пациентов [7].

В работе 2014 года авторы изучали вопрос, способствует ли теарпия интраназальным спреем с GH-высвобождающим пептидом GHRP-2 ускорению роста у пациентов с дефицитом GH (GHD) [8]. В данном исследовании участвовало 126 детей с низким ростом препубертатного возраста (81 мальчик, 45 девочек), у которых был диагностирован GHD на основании тестов стимуляции GH, и у которых концентрации GH в сыворотке крови увеличились до 9 нг/мл после предварительного введения интраназального спрея GHRP-2. Субъекты, включенные в это исследование с использованием двойного слепого метода, были разделены на три группы: 44 ребенка были помещены в группу плацебо (группа P: 30 мальчиков, 14 девочек), 41 были распределены в группу низкой дозы GHRP-2 (группа L: 25 мальчиков, 16 девочек) и 41 – в группу с высокими дозами GHRP-2 (группа H: 26 мальчиков, 15 девочек). Пациентам с массой тела менее 20 кг вводили плацебо (группа P), 50 мкг GHRP-2 (группа L) или 100 мкг GHRP-2 (группа H), а субъектам с массой тела 20 кг и более – вводили плацебо (группа P), 100 мкг GHRP-2 (группа L) или 200 мкг GHRP-2 (группа H) два раза в день (утром и вечером) в течение 48 недель без перерывов. Оценки стандартного отклонения по возрасту и росту на исходном уровне достоверно не различались между тремя группами: 7,5 лет в группе P, 7,3 года в группе L, и 7,5 лет в группе H. Из 126 пациентов 44, 40 и 40 субъектов в группах P, L и H, соответственно, полностью прошли 48 недель лечения. Пиковые значения GH, полученные в группах P, L и H после предварительного применения интраназального спрея GHRP-2 составили 16,2±7,5 нг/мл, 14,6±5,3 нг/мл и 16,7±5,8 нг/мл, соответственно, и, следовательно, не было значительных различий между тремя группами. Изначально, средние пиковые значения GH в сыворотке составляли 4,5 нг/мл в группе P, 13,2 нг/мл в группе L и 26,4 нг/мл в группе H, и, таким образом, между тремя группами наблюдались значительные различия. После 24 недель лечения средние пиковые значения GH в сыворотке составили 3,4 нг/мл в группе P, 10,7 нг/мл в группе L и 17,8 нг/мл в группе H – в этот момент времени наблюдались значимые различия между всеми группами. Однако средние пиковые значения GH групп L и H постепенно снижались, и после 48 недель терапии средние пиковые значения GH в сыворотке составляли 4,0 нг/мл в группе P, 12,0 нг/мл в группе L и 14,6 нг/мл в группе H; так, между группами L и H не наблюдалось значительной разницы. Изменения в отклонении средних показателей роста (средняя скорость роста) после 48 недель лечения в группах P, L и H были несущественны, и между тремя группами не наблюдалось значительных различий. Также среди всех групп не наблюдалось значительных изменений в уровнях IGF-I в крови на исходном уровне или после 48 недель лечения. Побочные эффекты были зарегистрированы у 76 субъектов (60,3%), и большинство из них, такие как острое воспаление верхних дыхательных путей, тонзиллит и средний отит, были случайными и не связанными с приемом препарата. Это исследование показало, что у пациентов с GHD увеличение секреции эндогенного GH в результате применения GHRP-2 не способствует ускорению росту. Предполагается, что повышение концентрации GH в сыворотке после применения спрея GHRP-2 слишком мало для получения желаемых биологических эффектов [8].

С другой стороны, в 2015 году появилось первое сообщение о терапевтических эффектах длительного интраназального введения агониста грелина GHRP-2 у крайне истощенного пациента женского пола с длительной нервной анорексией (расстройство питания, вызванное психическими особенностями пациента и характеризующееся существенным сниженным массы тела) [9]. Данный клинический случай включал одногодичное интраназальное введение GHRP-2, которое привело к повышению массы тела и снижению гипогликемии. Исследователи выбрали данный пептид, поскольку ранее сообщалось, что GHRP-2 проявляет агонистическое действие в отношении рецептора грелина и стимулирует потребление пищи. Пациенту с 20-летней историей нервной анорексии в анамнезе вводили GHRP-2, чтобы определить, увеличивает ли лечение GHRP-2 потребление пищи и массу тела. GHRP-2 вводили перед каждым приемом пищи интраназально в течение года. Состав водного раствора GHRP-2 имел концентрацию 1 мг/мл и содержал 0,05 % консерванта (хлорид бензалкония). GHRP-2 вводился пациенту в виде назального спрея четыре раза в день за 30 минут до каждого приема пищи и сна. Примерно 100 мкл раствора GHRP-2 за один прием содержало 100 мкг GHRP-2. В течение первой недели вводили по 100 мкг (одно нажатие на баллончик со спреем), затем дозу увеличили до 200 мкг (два нажатия) перед каждым приемом пищи и применяли по 100 мкг перед сном в течение 10 месяцев. Субъективные симптомы пациента резко улучшились после использования GHRP-2. Пациент жаловался на голод, а через 30 минут после введения пептида заметно снизилось чувство насыщения. Вес тела, мышечная и жировая масса постепенно увеличивались совместно с уменьшением утомляемости, увеличением мышечной силы и повседневной активности. Масса мышц за 14 месяцев возросла на ~20%, а жировой ткани – на ~30%. Уровни GH и IGF-1, а также связывающего ретинол белка и альбумина (маркера питания) также были улучшены. В результате введения GHRP-2 в течение 10 месяцев, количество дезацилгрелина и ацилгрелина увеличивалось при их измерении натощак, а соотношение дезацилгрелин/ацилгрелин уменьшалось. Пациент изначально страдал от гипогликемических симптомов при наблюдаемом уровне глюкозы ниже 70 мг/дл. После приема 100 мкг GHRP-2 перед сном пациент больше не жаловался на гипогликемические симптомы после еды и в полночь, но дальнейшее увеличение дозы GHRP-2 со 100 до 200 мкг не дало никаких дополнительных преимуществ. Хотя пациентка сообщила о снижении страха перед едой и уменьшении чувства насыщения, она не смогла значительно увеличить потребление пищи или массу тела из-за дисфункции пищеварительного тракта. Рвота после еды, вызванная задержкой опорожнения желудка и неизлечимым запором, была продолжительной, наблюдались субкишечная непроходимость и гипогликемия. GHRP-2 усиливал чувство голода и желание приема пищи, уменьшал чувство раннего насыщения и понижал гипогликемию. Общая масса тела пациента постепенно увеличилась на 6,7 кг (с 21,1 кг до 27,8 кг) через 14 месяцев после начала приема GHRP-2. При длительном интраназальном введении GHRP-2 у данного пациента явных побочных эффектов не наблюдалось [9]

Стоит отметить, что GHRP-2 внесен в список запрещенных веществ Всемирного антидопингового кодекса [10], так как его использование для набора мышечной массы зафиксировано в сообществе бодибилдеров. GHRP-2 был обнаружен в немеченых фармацевтических продуктах, и есть свидетельства того, что пептид продается на рынке препаратов «образа жизни» [11]. Согласно результатам анализа образцов GHRP-2, приобретенных в различных онлайн-магазинах, изученные субстанции структурно соответствовали GHRP-2, но при этом наблюдалось присутствие многочисленных примесей; в ряде коммерческих образцов GHRP-2 был выявлен в продуктах, маркированных как другой допинговый агент – PEG-MGF [12]. После введения, GHRP-2 в образцах мочи человека имеет окно обнаружения, при использовании метода масс-спектрометрии, приблизительно 4,5 часа в виде GHRP-2 и его основного метаболита (D-Ala-D(2-нафтил)-Ala-Ala-OH) [13]. При сочетании твердофазной экстракции (ТФЭ) и последующего ЖХ-МС/МС анализа после внутривенного введения 100 мкг дигидрохлорида GHRP-2, интактный GHRP-2 был обнаружен через 13 часов, а вышеупомянутый метаболит – через 24 часа [13].

Эффективность GHRP-2 как стимулятора секреции гормона роста (GH) в сочетании с возможностью введения интраназальным и пероральным путями делает его, возможно, очень желательной альтернативой ежедневным инъекциям GH или GHRH. С одной стороны, сообщается о том, что лечение интраназальным GHRP-2 привело к значительному, но умеренному увеличению скорости роста у детей при хорошей переносимости, с другой – есть и противоположные результаты, демонстрирующие, что ускорение роста не может быть вызвано временным увеличением секреции эндогенного GH. Это порождает некоторые сомнения в эффективности данного пептида. Для пациентов с длительным периодом расстройства пищевого поведения в анамнезе, агонисты грелина, такие как GHRP-2, могут быть многообещающими препаратами для эффективного лечения хронической тяжелой нервной анорексии. В настоящее время еще предстоит определить факторы, способствующие умеренному увеличению скорости роста. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования, направленные на изучение возможных факторов, которые могут повысить эффективность GH-высвобождающих агентов.

1.         Berlanga-Acosta, J., Abreu-Cruz, A., Barco Herrera, D.G.-d., Mendoza-Marí, Y., Rodríguez-Ulloa, A., García-Ojalvo, A., Falcón-Cama, V., Hernández-Bernal, F., Beichen, Q., Guillén-Nieto, G., Synthetic Growth Hormone-Releasing Peptides (GHRPs): A Historical Appraisal of the Evidences Supporting Their Cytoprotective Effects. Clinical Medicine Insights: Cardiology, 2017. 11: p. 1179546817694558. DOI: 10.1177/1179546817694558.

2.         Bowers, C.Y., GH Releasing Peptides – Structure and Kinetics. Journal of Pediatric Endocrinology and Metabolism, 1993. 6(1): p. 21-32. DOI: 10.1515/JPEM.1993.6.1.21.

3.         Bowers, C.Y., Momany, F.A., Reynolds, G.A., Hong, A., On the in Vitro and in Vivo activity of a new synthetic hexapeptide that acts on the pituitary to specifically release growth hormone. Endocrinology, 1984. 114(5): p. 1537-1545. DOI: 10.1210/endo-114-5-1537.

4.         Veldhuis, J.D., Keenan, D.M., Bailey, J.N., Miles, J.M., Bowers, C.Y., Preservation of GHRH and GH-releasing peptide-2 efficacy in young men with experimentally induced hypogonadism. European Journal of Endocrinology, 2009. 161(2): p. 293-300. DOI: 10.1530/EJE-09-0270.

5.         Chihara, K., Shimatsu, A., Hizuka, N., Tanaka, T., Seino, Y., Kato, Y., A simple diagnostic test using GH-releasing peptide-2 in adult GH deficiency. European Journal of Endocrinology, 2007. 157(1): p. 19-27. DOI: 10.1530/EJE-07-0066.

6.         Pihoker, C., Middleton, R., Reynolds, G.A., Bowers, C.Y., Badger, T.M., Diagnostic studies with intravenous and intranasal growth hormone-releasing peptide-2 in children of short stature. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 1995. 80(10): p. 2987-2992. DOI: 10.1210/jcem.80.10.7559885.

7.         Pihoker, C., Badger, T.M., Reynolds, G.A., Bowers, C.Y., Treatment effects of intranasal growth hormone releasing peptide-2 in children with short stature. Journal of Endocrinology, 1997. 155(1): p. 79-86. DOI: 10.1677/joe.0.1550079.

8.         Tanaka, T., Hasegawa, Y., Yokoya, S., Nishi, Y., Increased Secretion of Endogenous GH after Treatment with an Intranasal GH-releasing Peptide-2 Spray Does Not Promote Growth in Short Children with GH Deficiency. Clinical Pediatric Endocrinology, 2014. 23(4): p. 107-114. DOI: 10.1297/cpe.23.107.

9.         Haruta, I., Fuku, Y., Kinoshita, K., Yoneda, K., Morinaga, A., Amitani, M., Amitani, H., Asakawa, A., Sugawara, H., Takeda, Y., Bowers, C.Y., Inui, A., One-year intranasal application of growth hormone releasing peptide-2 improves body weight and hypoglycemia in a severely emaciated anorexia nervosa patient. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, 2015. 6(3): p. 237-241. DOI: 10.1002/jcsm.12028.

10.       Международный Стандарт: Кодекс, Всемирный Антидопинговый. Приложение 1. Запрещенный список. 2020; Available from: https://rusada.ru/upload/iblock/06d/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA%202020.pdf.

11.       Mottram, D.R., Mottram, D.R., Chester, N., Drugs in sport. 7 ed. 2018: Routledge. p. 431.

12.       Зверева, И., Семенистая, Е., Кротов, Г., Родченков, Г., Идентификация допинговых соединений пептидной природы, распространяемых через интернет. Аналитика, 2014(3): p. 58-70.

13.       Thevis, M., Schänzer, W., Analytical approaches for the detection of emerging therapeutics and non-approved drugs in human doping controls. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2014. 101: p. 66-83. DOI: 10.1016/j.jpba.2014.05.020.