Немифитид – потенциальный пептидный антидепрессант

Аминокислоты и белки в питании человека
02.07.2020
PTD-DBM – стимулятор роста волос и заживления ран
12.07.2020

Немифитид (Nemifitide, INN-00835; CAS 173240-15-8) является новым пентапептидным антидепрессантом, структура которого сходна со строением ингибитора меланоцитов (MIF-1), и обладает аминокислотной последовательностью H-Phe(4-F)-Hyp-Arg-Gly-Trp-NH2 (4-фтор-L-фенилаланил-транс-4-гидрокси-L-пролил-L-аргинилглицил-L-триптофанамид дитрифторацетат) [1, 2] (Рис. 1). Данный препарат представляет собой «соединение-лидер» в серии родственных новых высокоэффективных пептидов с короткой цепью, синтезированных в США компанией Tetragenex (ранее – Innapharma, Inc.) в процессе скрининга пептидных молекул на основе гормона MIF-1 для лечения большого депрессивного расстройства; впервые о нем сообщалось в 1997 году [3].

Рисунок 1 – Структуры немифитида и MIF-1

MIF-1 (также известный как меланоцит-ингибирующий фактор, меланостатин или гормон-ингибитор высвобождения MSH) представляет собой эндогенный пептидный фрагмент с последовательностью Pro-Leu-Gly-NH2, образующийся в результате расщепления гормона окситоцина (H-Cys(1)-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys(1)-Pro-Leu-Gly-NH2), но, в целом, оказывающий другое действие на организм [4, 5]. MIF-1 производит множественные эффекты, блокируя активацию опиоидных рецепторов, т. е., вызывает антагонизм по отношению к морфин-индуцированной каталепсии [6], в то же время, выступая в качестве положительного аллостерического модулятора (связывающегося с участком рецептора, не являющимся активным центром, но изменяющие степень эффекта антагонистов или агонистов) допаминовых рецепторов подтипов D2 и D4 [7, 8], а также ингибируют высвобождение других нейропептидов, таких как α-MSH [9], и потенцирует активность мелатонина [10]. Нарушения циркадного ритма, особенно – нарушения сна и аппетита, являются важными элементами депрессивного синдрома, а мелатонин, как известно, влияет на циркадную активность и поэтому может играть роль в терапии патофизиологии депрессии. Лечение мелатонином связано с улучшением сна у пациентов с депрессией и бывает эффективно в терапии сезонных аффективных расстройств [11]. Такая комбинация эффектов введения MIF-1 воспроизводит профиль биологического действия антидепрессантов (MIF-1 в дозировке 0,1–1,0 мг/кг) [12], ноотропных [13] и анти-паркинсонических препаратов [14]. Кроме того, MIF-1 весьма устойчив к метаболизму в системе кровообращения – для полураспада MIF-1 в плазме человека при 37° C требуется 5 дней [15], и легко проникает через гематоэнцефалический барьер [16], несмотря на то, что он недостаточно активен перорально и обычно вводится инъекционно. В клинических испытаниях 20 пациентам с тяжелой депрессией вводили подкожно 10 мг MIF-1  или плацебо ежедневно 5 дней подряд [17]. В конце первой недели группа, получавшая MIF-1, показала улучшения по шкале оценки настроения DSM-III-R по сравнению с плацебо. 8 из 9 пациентов, получавших MIF-1, показали заметное улучшение (оценка ≤ 7 по шкале Гамильтона) по сравнению с только двумя из 11 контрольных [17]. Эффективность MIF-1 сопоставима с действием имипрамина [18]. Очевидно, что разработка новых антидепрессантов, опирающаяся на структуру MIF-1, оказалась вполне действенной стратегией, что и было продемонстрировано на примере немифитида.

Как и MIF-1, немифитид при пероральном приеме неактивен и поэтому требуется инъекционное введение (подкожно). В отличие от родоначального пептида, немифитид характеризуется низкой стабильностью и его период полураспада составляет всего лишь 15–30 минут [1]. Примечательно, что несмотря на такую нестабильность, в большинстве или практически во всех исследованиях, оценивающих его эффективность, немифитид вводили инъекционно по одному разу в день. С момента синтеза препарата была проведена серия клинических испытаний на животных и человеке. Было показано, что немифитид является эффективным в различных тестах и на моделях клинической депрессии на животных и характеризуется перевернутой U-образной зависимостью доза-ответ [19], т. е., наибольшая активность наблюдается при низких и высоких дозировках со спадом в промежуточном диапазоне.

Немифитид метаболизируется in vitro печеночными и кишечными ферментами. Три основных метаболита (продукт гидролиза и окисления исходного лекарственного средства) были идентифицированы с помощью методов жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии, а также обнаружены в плазме животных и человека после введения in vivo [20]. Один из метаболитов (5-Tryp OH немифитид) был также фармакологически активен в экспериментах на крысах. Немифитид не проявлял значительной индукции или ингибирования in vitro для изоформ 1A2, 2A6, 2C9, 2C19, 2D6, 2E1 и 3E4 цитохрома P450 (CYP). Влияние этих изоформ CYP на метаболизм немифитида указывало на то, что за его метаболизм в основном ответственны CYP 1A2, 2C19 и 2D6.

Для того, чтобы выяснить механизм действия немифитида, было проведено несколько исследований. После подкожного введения, немифитид быстро проникает через гематоэнцефалический барьер у крыс и детектируется в наномолярных концентрациях в гиппокампе, миндалине, стриатуме и лобной коре, участках, которые экспрессируют высокие концентрации рецепторов, связанных с патофизиологией депрессии. Изучение взаимодействий in vitro показывает, что немифитид связывается в микромолярных концентрациях с несколькими рецепторами, включая 5-HT2A, NPY1, бомбезин и меланокортин MC4 и MC5. Исследования in vivo на крысах, показали участие серотонинергического пути в действии немифитида, но отличным образом от такового для антидепрессантов – селективных ингибиторов обратного захвата серотонина. Немифитид проявлял свойства антагониста 5-HT2A, блокируя гипертермический эффект агониста 5-HT2A DOI [20]. Таким образом, механизм действия немифитида до конца неясен, но поскольку было продемонстрировано, что MIF-1 обладает сходным антидепрессивным действием [18], то полагают, что немифитид может действовать аналогичным образом [1, 2].

Как в доклинических, так и в клинических исследованиях, немифитид показал линейную фармакокинетику и превосходный профиль безопасности в широком диапазоне доз, вводимых подкожно. На животной модели депрессии крысам хронически вводили различные дозы немифитида или эталонных антидепрессантов дезипрамина и флуоксетина в течение 5 или 14 дней. Тест принудительного плавания проводили через 22–24 часа от последней инъекции. Немифитид значительно увеличивал время плавания у крыс как в низких (0,025–0,3 мг/кг), так и в высоких (3,0–15,0 мг/кг) дозировках, в отличие от промежуточных (0,4–2,4 мг/кг). Немифитид (0,3 мг/кг) и дезипрамин (5,0 мг кг) значительно, на ~70–90%, увеличивали время плавания у крыс относительно контрольной группы уже после 5 дней лечения, но флуоксетин (5,0 мг/кг) такого эффекта не оказывал. Немифитид (0,3 мг/кг) и флуоксетин (5,0 мг/кг) производили длительное действие, в отличие от дезипрамина (5,0 мг/кг) [21]. Побочных эффектов для немифитида не наблюдалось.

Немифитид в дозировке с диапазоном от 9 до 320 мг вводили подкожно однократно и многократно здоровым добровольцам в пяти исследованиях I фазы и пациентам с депрессией в четырех исследованиях II фазы [20]. Фармакокинетические параметры рассчитывали исходя из концентраций неизмененного немифитида в плазме. Немифитид быстро всасывался (Cmax достигается через 10–15 минут) и выводился из плазмы (период полураспада15–30 минут) у большинства пациентов. Параметры фармакокинетики параметры были близки к пропорциональным по отношению к исследуемому диапазону доз. Системного накопления препарата после пяти ежедневных доз не наблюдалось [22].

Эффективность немифитида была исследована в двух пилотных исследованиях, в которых более 100 пациентов с монополярной депрессией и диагнозом большая депрессия, получали либо немифитид, либо плацебо [23, 24]. В одном исследовании препарат вводился подкожно в дозе 0,2 мг/кг в течение пяти дней подряд. Во втором исследовании доза была установлена ​​на уровне 18 мг/пациент/день. Субъекты оценивались во время лечения и еженедельно в течение четырех недель после завершения лечения. Эффективность определяли, используя шкалы оценки депрессии Гамильтона (HAM-D) и Монтгомери-Асберга (MADRS) (Montgomery and Asberg 1979), шкалу самооценки Кэрролла (CSRS) и некоторые другие психиатрические тесты. Эффект применения немифитида также оценивали с использованием биохимического маркера, изменения уровня поглощения серотонина (5-НТ) тромбоцитами у пациентов, получавших немифитид, по сравнению с таковыми в группе плацебо [25]. В дополнение, исследователи определяли концентрации немифитида в плазме, и было обнаружено, что они статистически коррелируют с уменьшением тяжести депрессии, измеренной по шкалам психиатрических оценок. Основываясь на этом анализе, минимальная эффективной концентрацией в плазме (MEC) немифитида, по-видимому, является около 46 нг/мл (Cmax) примерно через 15 минут после введения дозы. Этот вывод был основан на последующем анализе, который обнаружил статистически значимые различия в антидепрессантном ответе у пациентов, получавших немифитид с концентрацией в плазме выше этого значения, по сравнению с пациентами, получавшими немифитид с концентрацией в плазме ниже этого значения, и пациентами, которым вводили плацебо. В дополнение к традиционному статистическому анализу, эффект разделения был подтвержден с помощью многомерного кластерного и дискриминантного анализа [26, 27]. Разница в ответе была замечена уже на третий день лечения. Пик клинического антидепрессивного эффекта немифитида наблюдался приблизительно через 1 неделю после начала лечения, и ответ на препарат сохранялся в течение четырехнедельного периода наблюдения.

В долгосрочном расширенном открытом исследовании [28] были включены как отвечающие на лечение, так и не реагирующие пациенты из первоначального краткосрочного исследования, которых наблюдали до 36 месяцев. Из 27 зарегистрированных пациентов, 13 были из группы плацебо в начальном исследовании и 14 – из группы, получавших терапию. Средняя продолжительность повторного лечения отвечающих на лечение в дополнительном исследовании составила 3,3 месяца, что было близко к продолжительности ответа в первоначальном эксперименте. Из 27 пациентов 18 (66,7%) ответили на терапию в расширенном исследовании; у 9 пациентов (33,3%) эффективность была недостаточной. Из 14 пациентов из группы, получавшей лечение в начальном исследовании, 12 человек (85,7%) продемонстрировали такой же ответ или его отсутствие на лечение в расширенном исследовании, как и в первоначальном исследовании немифитида.

Результаты другого двойного слепого исследования без контрольной плацебо-группы показали более выраженный эффект при введении 160 мг и 40 мг по сравнению с 80 мг, что предполагает статистически значимую тенденцию к потенциальной U-образной кривой зависимости доза-ответ (данные Innapharma, цит. по [20]). В дополнение к этим испытаниям, известны обнадёживающие результаты пилотного исследования (без контроля плацебо) на 22 пациентах с тяжелой терапевтически резистентной депрессией (45,5% показали улучшение после введения 10–20 доз немифитида) и требуют дальнейшего исследования (данные Innapharma, цит. по [20]). Основываясь на этих доклинических и клинических исследованиях, можно утверждать, что немифитид является перспективным препаратом для лечения большого депрессивного расстройства.

Немифитид показал смешанную эффективность в облегчении симптомов депрессии [11, 29], при этом, в тех случаях, когда эффект был явным, он характеризовался быстрым началом действия (~5–7 дней). В двойном слепом многоцентровом исследовании 81 пациент с большим депрессивным расстройством были рандомизированы для курсовой терапии дозами немифитида по 30 мг/сут, 45 мг/сут или плацебо [29]. Немифитид или плацебо вводили ежедневно в течение 5 дней (с понедельника по пятницу) подкожными инъекциями в течение 2 недель в день в первые 2 недели, а затем пациенты наблюдались еще в течение 4 недель. Основной мерой эффективности было изменение по шкале депрессии Монтгомери-Асберга по сравнению с исходным уровнем и по 17-балльной шкале психиатрического рейтинга депрессии Гамильтона (HAMD) и шкале самооценки Кэролла. Результаты продемонстрировали статистически значимое влияние дозы 45 мг/сут по сравнению с плацебо в момент максимального эффекта (через 1 неделю после окончания лечения). Оказалось, что при применении немифитида в дозе 45 мг/сут наблюдался более выраженный эффект, чем при приеме 30 мг/сут. Дополнительный анализ со стратификацией всех пациентов по степени тяжести выше, ниже или равной медианному исходному баллу HAMD, равному 22, показал более высокий процент отклика на лечение для обеих доз немифитида со статистическим различием от плацебо для пациентов с базовым баллом HAMD> 22 (выше среднего) [29].

Заключение

Было проведено значительное количество исследований на животных и людях, которые выявили участие нейропептидной системы в патогенезе депрессии. Это открытие, безусловно, повлияет на развитие терапии депрессии в течение следующего десятилетия. Исследования фазы II предоставили обнадеживающие доказательства возможных новых направлений психофармакотерапии, и ожидается, что появятся более интересные данные в этой области, которые откроют перспективные возможности лечения. Немифитид разрабатывался для терапии основных депрессивных расстройств. За время проведения двенадцати клинических испытаний, примерно в течение десяти лет, его получили более 400 человек, и препарат прошел исследования фазы III, но так и не был одобрен для продажи и медицинского применения ни в одном государстве. Правовой статус немифитида в настоящее время, в целом, не регулируется. С конца 2000-ых годов дополнительные клинические испытания препарата не проводились. Похожая ситуация наблюдается и с родоначальным соединением MIF-1. Ранние испытания биологической активности пептида послужили толчком к скринингу его производных с целью повысить эффективность препарата. Однако, судя по имеющимся данным, результат не был достигнут, а исследования MIF-1 в качестве антидепрессанта – свернуты. MIF-1 и его производное немифитид обладают близкими свойствами и оба требуют инъекционного введения, следовательно, предложенный путь модификации MIF-1 не оказался оптимальным. К сожалению, сейчас так и остается неясным, имеют ли немифитид или MIF-1 реальное клиническое значение при других схемах введения или же в сочетании с другими препаратами. Поскольку пептиды, благодаря благоприятному биологическому профилю, хорошей переносимости и низкой токсичности, имеют существенные преимущества перед классическими лекарственными средствами, получаемыми химическим синтезом, то продолжение их исследования может оказаться перспективным.

1.              Lemke, T.L., Williams, D.A., Foye’s principles of medicinal chemistry. 2012: Lippincott Williams & Wilkins.

2.         Holtzheimer, P.E., Nemeroff, C.B., Novel targets for antidepressant therapies. Current Psychiatry Reports, 2008. 10(6): p. 465-473. DOI: 10.1007/s11920-008-0075-5.

3.         Hlavka, J.J., Nicolau, G., Noble, J.F., Abajian, H., INN 00835 Antidepressant: Drugs of the future. 1997, Prous Science Publishers, Philadelphia.

4.         Celis, M.E., Taleisnik, S., Walter, R., Regulation of Formation and Proposed Structure of the Factor Inhibiting the Release of Melanocyte-Stimulating Hormone. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1971. 68(7): p. 1428. DOI: 10.1073/pnas.68.7.1428.

5.         Petersson, M., Uvnäs-Moberg, K., Prolyl-leucyl-glycinamide shares some effects with oxytocin but decreases oxytocin levels. Physiology & Behavior, 2004. 83(3): p. 475-481. DOI: 10.1016/j.physbeh.2004.08.034.

6.         Chiu, S., Mishra, R.K., Antagonism of morphine-induced catalepsy by L-prolyl-L-leucyl-glycinamide. European Journal of Pharmacology, 1979. 53(2): p. 119-125. DOI: 10.1016/0014-2999(79)90156-0.

7.         Kostrzewa, R.M., Spirtes, M.A., Klara, J.W., Christensen, C.W., Kastin, A.J., Joh, T.H., Effects of L-prolyl-L-leucyl-glycine amide (MIF-I) on dopaminergic neurons. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 1976. 5: p. 125-127. DOI: 10.1016/0091-3057(76)90340-3.

8.         Verma, V., Mann, A.K., Costain, W.J., Pontoriero, G., Castellano, J.M., Skoblenick, K., Gupta, S.K., Pristupa, Z.B., Niznik, H.B., Johnson, R.L., Nair, V.D., Mishra, R.K.J.J.o.P., Therapeutics, E., Modulation of Agonist Binding to Human Dopamine Receptor Subtypes by l-Prolyl-l-leucyl-glycinamide and a Peptidomimetic Analog. 2005. 315: p. 1228 – 1236.

9.         Scimonelli, T., Celis, M.E., Inhibition by L-Prolyl-L-Leucyl-Glycinamide (PLG) of Alpha-melanocyte stimulating hormone release from hypothalamic slices. Peptides, 1982. 3(6): p. 885-889. DOI: 10.1016/0196-9781(82)90055-9.

10.       Sandyk, R., MIF-Induced Augmentation of Melatonin Functions: Possible Relevance to Mechanisms of Action of MIF-1 in Movement Disorders. International Journal of Neuroscience, 1990. 52(1-2): p. 59-65. DOI: 10.3109/00207459008994244.

11.       Rakofsky, J.J., Holtzheimer, P.E., Nemeroff, C.B., Emerging targets for antidepressant therapies. Current Opinion in Chemical Biology, 2009. 13(3): p. 291-302. DOI: 10.1016/j.cbpa.2009.04.617.

12.       Pignatiello, M.F., Olson, G.A., Kastin, A.J., Ehrensing, R.H., McLean, J.H., Olson, R.D., MIF-1 is active in a chronic stress animal model of depression. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 1989. 32(3): p. 737-742. DOI: 10.1016/0091-3057(89)90027-0.

13.       Davis, J.L., Pico, R.M., Cherkin, A., Memory enhancement induced in chicks by L-prolyl-L-leucyl-glycineamide. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 1982. 17(5): p. 893-896. DOI: 10.1016/0091-3057(82)90467-1.

14.       Katzenschlager, R., Jackson, M.J., Rose, S., Stockwell, K., Tayarani-Binazir, K.A., Zubair, M., Smith, L.A., Jenner, P., Lees, A.J., Antiparkinsonian activity of L-propyl-L-leucyl-glycinamide or melanocyte-inhibiting factor in MPTP-treated common marmosets. Movement Disorders, 2007. 22(5): p. 715-719. DOI: 10.1002/mds.21256.

15.       Kastin, A.J., Hahn, K., Erchegyi, J., Zadina, J.E., Hackler, L., Palmgren, M., Banks, W.A., Differential metabolism of Tyr-MIF-1 and MIF-1 in rat and human plasma. Biochemical Pharmacology, 1994. 47(4): p. 699-710. DOI: 10.1016/0006-2952(94)90133-3.

16.       Banks, W.A., Kastin, A.J., Opposite direction of transport across the blood-brain barrier for Tyr-MIF-1 and MIF-1: Comparison with morphine. Peptides, 1994. 15(1): p. 23-29. DOI: 10.1016/0196-9781(94)90165-1.

17.       Ehrensing, R.H., Kastin, A.J., Wurzlow, G.F., Michell, G.F., Mebane, A.H., Improvement in major depression after low subcutaneous doses of MIF-1. Journal of Affective Disorders, 1994. 31(4): p. 227-233. DOI: 10.1016/0165-0327(94)90098-1.

18.       van der Velde, C.D., Rapid clinical effectiveness of MIF-I in the treatment of major depressive illness. Peptides, 1983. 4(3): p. 297-300. DOI: 10.1016/0196-9781(83)90136-5.

19.       Hlavka, J.J., Abajian, H., Morrison, J., Overstreet, D., Kelly, J., Nicolau, G., Feighner, J.P., Chemistry and pharmacology of nemifitide, a novel antidepressant peptide. The International Journal of Neuropsychopharmacology, 2002. 5( Suppl. 1): p. S97. Abstracts from XXIII CINP Congress, Montreal, June 23–27.

20.       Alarcon, R.D., Antidepressants: Past, Present and Future, K. Starke, Freiburg, i.B., Editors. 2004, Springer­Verlag Berlin Heidelberg GmbH. p. 575.

21.       Overstreet, D.H., Hlavka, J., Feighner, J.P., Nicolau, G., Freed, J.S., Antidepressant-like effects of a novel pentapeptide, nemifitide, in an animal model of depression. Psychopharmacology, 2004. 175(3): p. 303-309. DOI: 10.1007/s00213-004-1815-9.

22.       Feighner, J.P., Nicolau, G., Abajian, H., Marricco, N.C., Morrison, J., Sverdlov, L., Hlavka, J., Tonelli Jr, G., Spirito, C.D., Faria, G., Clinical pharmacokinetic studies with INN 00835 (Nemifitide), a novel pentapeptide antidepressant. Biopharmaceutics & Drug Disposition, 2002. 23(1): p. 33-39. DOI: 10.1002/bdd.290.

23.       Feighner, J.P., Ehrensing, R.H., Kastin, A.J., Leonard, B.E., Sverdlov, L., Nicolau, G., Patel, A., Hlavka, J., Abajian, H., Noble, J.F., A double-blind, placebo-controlled, efficacy, safety, and pharmacokinetic study of INN 00835, a novel antidepressant peptide, in the treatment of major depression. Journal of Affective Disorders, 2000. 61(1): p. 119-126. DOI: 10.1016/S0165-0327(99)00187-1.

24.       Feighner, J.P., Ehrensing, R.H., Kastin, A.J., Patel, A., Sverdlov, L., Hlavka, J., Abajian, H.B., Noble, J.F., Nicolau, G., Double-blind, placebo-controlled study of INN 00835 (netamiftide) in the treatment of outpatients with major depression. International clinical psychopharmacology, 2001. 16(6): p. 345-352. DOI: 10.1097/00004850-200111000-00005.

25.       Kelly, J.P., Nicolau, G., Redmond, A., Leonard, B.E., Noble, J., Sverdlov, L., Molinar, R., Kastin, A.J., Ehrensing, R.H., Feighner, J.P., The effect of treatment with a new antidepressant, INN 00835, on platelet serotonin uptake in depressed patients. Journal of Affective Disorders, 1999. 55(2): p. 231-235. DOI: 10.1016/S0165-0327(99)00018-X.

26.       Feighner, J.P., Sverdlov, L., Nicolau, G., Noble, J.F., Cluster analysis of clinical data to identify subtypes within a study population following treatment with a new pentapeptide antidepressant. International Journal of Neuropsychopharmacology, 2000. 3(3): p. 237-242. DOI: 10.1017/S1461145700002017.

27.       Feighner, J.P., Sverdlov, L., The use of discriminant analysis to separate a study population by treatment subgroups in a clinical trial with a new pentapeptide antidepressant. The Journal of Applied Research, 2002. 2(1): p. 50–57.

28.       Feighner, J.P., Sverdlov, L., Nicolau, G., Abajian, H.B., Hlavka, J., Freed, J.S., Tonelli, G., Jr., Clinical effectiveness of nemifitide, a novel pentapeptide antidepressant, in depressed outpatients: comparison of follow-up re-treatment with initial treatment. International Journal of Neuropsychopharmacology, 2003. 6(3): p. 207-213. DOI: 10.1017/S1461145703003481.

29.       Montgomery, S.A., Feighner, J.P., Sverdlov, L., Shrivastava, R.K., Cunningham, L.A., Kiev, A., Hlavka, J., Tonelli, G., Efficacy and safety of 30 mg/d and 45 mg/d nemifitide compared to placebo in major depressive disorder. The International Journal Of Neuropsychopharmacology, 2006. 9(5): p. 517-528. DOI: 10.1017/s1461145705006139.