Пептиды для борьбы с поседением (anti-grey peptides)

(palmitoyl tetrapeptide-20; PTP20)

Естественное изменение цвета волос наблюдается в течение многих лет от рождения до старости и происходят независимо от пола или этнической принадлежности. Волосы многих светловолосых детей постепенно темнеют и в среднем возрасте начинают седеть. Так, в возрасте от 45 до 65 лет, 74% людей страдают от седых волос [1]. С возрастом увеличение общего количества непигментированных волокон волос на голове человека приводит к полной седине. Поседение напрямую связано с потерей меланина. Седые волосы в большей или меньшей степени рассматриваются как часть процесса старения. Они появляются у темноволосых людей раньше, чем у светловолосых, и реже встречается у людей африканского происхождения. Поседение волос обычно является постепенным и необратимым процессом. Причиной поседения является не только прекращение производства меланинового пигмента в луковице волоса, но и увеличение окислительного стресса в волосяном фолликуле и стержне из-за накопления перекиси водорода (H₂O₂) [2]. H₂O₂ также ингибирует синтез меланина. Хорошо известно, что α-MSH и его рецептор MC1-R (рецептор меланокортина 1) являются ключевыми регуляторами образования пигмента меланина как в коже, так и в волосах [9]. Таким образом, каждое структурное или функциональное нарушение этого гормона или его рецептора приведет к снижению пигментации волос.

Основная проблема борьбы с сединой волос заключается в предотвращении или даже обращении седения волос посредством стимулирования активности меланоцитов на молекулярном или даже генетическом уровне. Как сообщалось недавно, модуляция поведения меланоцитов волосяного фолликула с помощью пептидов, кортикотропин- высвобождающих гормонов, может быть первым шагом в этом направлении [3]. Постоянно растущие знания о биологии волосяных фолликулов и причинах депигментации волос открывают новые стратегии для изменения процесса седения волос.

Несколько лет назад был разработан агонист α-MSH – биомиметический пептид – пальмитоил тетрапептид-20 (PTP20) [4]. Пальмитоил тетрапептид-20 представляет собой продукт, полученный реакцией пальмитиновой кислоты и тетрапептида-20, который представляет собой синтетический тетрапептид с аминокислотными остатками аргинина, гистидина, фенилаланина и триптофана. Последовательность выбрана таким образом, чтобы обеспечивалось ее взаимодействие с рецептором MC1-R. Рассмотрим результаты клинических исследований по эффективности PTP20 против поседения в экспериментах in vitro, ex vivo и in vivo.

В исследовании in vitro первичные меланоциты человека (HEMas), клетки почки эмбриона человека (HEK293) и клетки дермального сосочка волосяного фолликула человека (HFDPC) были обработаны PTP20 (концентрация 10^-6 и 10^-7 М) [4]. Было исследовано влияние PTP20 на ферментативную активность и на внутриклеточные уровни H₂O₂. Способность пептида модулировать трансактивацию MC1-R оценивали после котрансфекции клеток HEK293. В результате экспериментов была обнаружена дозозависимая активации рецептора MC1-R. Максимальная активация (137%) была получена при использовании 10 µМ пептида РТР20. В культуре меланоцитов человека после 72 ч обработки пептид значительно увеличил синтез меланина на 19% и 39% в концентрации 10^-7 М и 10^-6 М, соответственно. Показано увеличение ферментативной активности каталазы на 10% после инкубирования с 10^-5 М раствором РТР20. Влияние пептида PTP20 на ферментативную активность каталазы исследовали путем оценки внутриклеточных уровней H₂O₂. Действительно, инкубация клеток дермального сосочка волосяного фолликула в течение 18 часов с пептидом PTP20 привела к значительному снижению – на 30% – внутриклеточного уровня H₂O₂. Влияние пептида PTP20 на ферментативную активность SIRT1, снижение активности которого обычно связывают с процессами старения, привело к значительному увеличению измеренной активности с 12,5% до 16% при применении PTP20 с концентрацией от 10^-9 М до 10^-5 М, соответственно.

В опытах ex vivo использовали образцы волос седого человека, полученные от здоровой 71-летней женщины-донора путем микродиссекции [4]. Волосы обрабатывали 10^-9 М раствором PTP20, добавленным в культуральную среду. После 7 дней обработки 10^-9 М PTP20, с помощью иммуноокрашивания наблюдались стимуляция биогенеза меланосом волос, синтез эумеланина и проявлялась антиоксидантная активность. Экспрессия меланосомного белка Melan-A была несколько увеличена, особенно в области расположения стволовых клеток меланоцитов. Экспрессия рецептора a-MSH, MC1-R также немного увеличилась. Два других меланосомных белка, TRP-1 и TRP-2, родственных тирозиназе, были индуцированы в верхних корневых оболочках. Антиоксидантный фермент каталаза, который блокируюет вредное воздействие перекиси водорода в волосах, был умеренно активирован.

В in vivo исследованиях приняли участие 15 здоровых европеоидных мужчин-добровольцев от 18 до 38 лет (средний возраст 33±5 лет) с преждевременным поседением волос и с более чем 20% седых волос [4]. Активный пептид PTP20 в концентрации 10 ppm добавляли в водный лосьон, содержащий пропиленгликоль, лецитин, ПЭГ-40, гидрогенизированное касторовое масло, токоферол, ПВП и пантенол. Лосьон наносили местно на сухие волосы и кожу головы в дозе 3 мл, распределенной на пять порций, с массажем для облегчения распределения по волосистой части головы, без промывания, каждый день в течение 3 месяцев (с мая по июль). Собранные волосы изучали методами флуоресцентного иммуноокрашивания и иммуногистохимии. После 3 месяцев лечения лосьоном, содержащим активный пептид PTP20, с помощью иммуноокрашивания наблюдали стимуляцию биогенеза меланосом и синтеза эумеланина в собранных волосах.  Действительно, более чем у 50% добровольцев экспрессия MC1-R была слегка увеличена в луковице и умеренно в нижних корневых оболочках, тогда как ASIP/PARD3 – умеренно снижена в нижних корневых оболочках и луковицах.

По другим данным, лосьон должен содержать 2% пальмитоил тетрапептида-20 [5]. Однако полученные результаты не противоречат друг другу. Пальмитоил тетрапептид-20 борется с поседением волос, поддерживает активность фолликулярных меланоцитов и может быть новым инновационным средством для ухода за волосами, способным стимулировать пигментацию волос и противодействовать поседению волос.

В настоящее время компания IFF-Lucas Meyer Cosmetics производит линейку продуктов для противовозрастного ухода за волосами, содержащими пальмитоил тетрапептид-20 под названием Greyverse™ [6]. Рекомендованная дозировка PTP20 составляет 2% для интенсивного лечение и 0,5-1% для профилактического применения. Кроме того, безопасность данного тетрапептида и содержащих его косметических средств уже хорошо известна [7].

Стоит отметить и другие пептидные препараты для борьбы с сединой. Так, например, трипептид тиролиберин (TRH), один из представителей класса рилизинг-гормонов гипоталамуса, способен селективно стимулировать пигментацию волосяных фолликулов, что показано на органо-культивированных волосяных фолликулах человека (HFs) [8] TRH стимулировал синтез меланина, транскрипцию и активность тирозиназы, образование меланосом, дендрицит меланоцитов, иммунореактивность gp100. TRH также стимулировал пролиферацию, экспрессию gp100, активность тирозиназы и дендрицит выделенных меланоцитов HF человека [9]. Этот гормон является мощным и селективным нейроэндокринным фактором, контролирующий пигментацию человека in situ, и вполне заслуживает проведения клинических исследований по предотвращению поседения волос.

Другим пептидом, который мог бы обратить вспять процесс поседения, является металлопротеин цинк-тимулин [10-12]. Причем, последний также обладает мощным потенциалом для борьбы с андрогенной алопецией. Цинк-тимулин успешно прошел клинические испытания на людях и показал эффективность при нанесении 1-2 мл 0,0005% раствора два раза в день в течение 4-10 месяцев. Меланогенез (пигментирование волос), наряду с увеличением количества волос, четко наблюдался у пожилых пациентов [10].

Таким образом, в настоящее время мы наблюдаем настоящий прорыв в применении пептидов в терапевтических и косметических целях, в частности – для улучшения состояния и внешнего вида волос.

Список литературы:

1. Peptides and proteins. 2 ed. 2016, New Delhi, India: John Wiley & Sons. p. 563.
2. Wood, J.M., Decker, H., Hartmann, H., Chavan, B., Rokos, H., Spencer, J.D., Hasse, S., Thornton, M.J., Shalbaf, M., Paus, R., Senile hair graying: H2O2-mediated oxidative stress affects human hair color by blunting methionine sulfoxide repair. The FASEB Journal, 2009. 23(7): p. 2065-2075. DOI: 10.1096/fj.08-125435.
3. Kauser, S., Slominski, A., Wei, E.T., Tobin, D.J., Modulation of the human hair follicle pigmentary unit by corticotropin-releasing hormone and urocortin peptides. The FASEB Journal, 2006. 20(7): p. 882-895. DOI: 10.1096/fj.05-5257com.
4. Almeida Scalvino, S., Chapelle, A., Hajem, N., Lati, E., Gasser, P., Choulot, J.-C., Michel, L., Hocquaux, M., Loing, E., Attia, J., Wdzieczak-Bakala, J., Efficacy of an agonist of α-MSH, the palmitoyl tetrapeptide-20, in hair pigmentation. 2018. 40(5): p. 516-524. DOI: 10.1111/ics.12494.
5. Attia, J., Borel, M., Hocquaux, M., Loing, E., 1384 Innovative palmitoyl tetrapeptide-20: A promising solution to fight grey hair. Journal of Investigative Dermatology, 2018. 138(5): p. S235. DOI: 10.1016/j.jid.2018.03.1401.
6. https://lucasmeyercosmetics.com/en/products/product.php?id=127
7. Johnson, W.J., Heldreth, B., Safety Assessment of Palmitoyl Oligopeptides as Used in Cosmetics 2012, Cosmetic Ingredient Review: Washington, DC.
8. Nguyen, K.T.T., Thyrotropin releasing hormone (TRH) selectively stimulates human hair follicle pigmentation. 2016, Universität zu Lübeck: Lübeck.
9. Gáspár, E., Nguyen-Thi, K.T., Hardenbicker, C., Tiede, S., Plate, C., Bodó, E., Knuever, J., Funk, W., Bíró, T., Paus, R., Thyrotropin-Releasing Hormone Selectively Stimulates Human Hair Follicle Pigmentation. Journal of Investigative Dermatology, 2011. 131(12): p. 2368-2377. DOI: 10.1038/jid.2011.221.
10. Vickers, E.R., An Analysis of the Safety and Efficacy of Topical Zinc-Thymulin to treat Androgenetic Alopecia. Hair Ther. Transplant., 2017. 7(147): p. 2167-0951.1000147. DOI: 10.4172/2167-0951.1000147.
11. Peptides for hair growth. WO 2017210726A1, Vickers, E.R.
12. Peptides for hair growth. US 20190091494A1, Vickers, E.R.