CJC-1295 (No DAC) в изследователски преглед: Modified GRF (1-29), механизъм, полуживот и разграничаване

CJC-1295 (No DAC), идентичен с Modified GRF (1-29), е синтетичен GHRH аналог от 29 аминокиселини с четири стабилизиращи замествания. За разлика от DAC варианта той не се свързва със серумния албумин и затова е краткодействащ, със съобщаван плазмен полуживот от около 30 минути. Тази статия обобщава предклиничните и клиничните данни единствено за изследователски цели.

Какво представлява CJC-1295 (No DAC) и как е изграден?

CJC-1295 без DAC е химически идентичен със съединението, което в литературата се води като "Modified GRF (1-29)". Става дума за синтетичен аналог на освобождаващия растежен хормон хормон (Growth Hormone Releasing Hormone, GHRH). Структурно той съответства на N-крайния фрагмент 1-29 на човешкия GHRH, тоест същото активно ядро като при Sermorelin, но носи четири стабилизиращи аминокиселинни замествания спрямо нативния GRF(1-29): позиция 2 D-Ala вместо L-Ala, позиция 8 Gln вместо Asn, позиция 15 Ala вместо Gly и позиция 27 Leu вместо Met. Тетразаместеното ядро GRF(1-29) е документирано в труда на Jetté et al., 2005, а прегледът на заместванията допълнително във вторични източници.

Последователността е (от N към C): Tyr-D-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Gln-Ser-Tyr-Arg-Lys-Val-Leu-Ala-Gln-Leu-Ser-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Leu-Ser-Arg-NH2. Съобщаваната брутна формула е C152H252N44O42 с моларна маса от около 3367,9 g/mol; тези данни произхождат от доставчически и химически източници, не са рецензирани и се считат за приблизителни. CAS номерът 446036-97-1 отчасти се приписва на цялото семейство CJC-1295/DAC. Решаващо за разбирането на това съединение: формата "No DAC" няма на C-края Drug-Affinity-Complex (Maleimidopropionyl-Lysin) и затова не се свързва ковалентно със серумния албумин. Именно поради това тя е краткодействаща, както следва от трудовете на Jetté et al., 2005 и Teichman et al., 2006.

Как действа CJC-1295 (No DAC) на молекулярно ниво?

CJC-1295 (No DAC) действа като агонист на GHRH рецептора (GHRH-R), седемтрансмембранен G-протеин-свързан рецептор от клас B върху соматотропите на аденохипофизата. Свързването се скачва предимно с Gs, активира аденилил циклазата и така повишава вътреклетъчния cAMP. Това активира протеин киназа A (PKA), води до фосфорилиране на CREB и до волтаж-зависим вток на калций, който задейства екзоцитозата на складирания растежен хормон (GH). Хронично този сигнален път допълнително благоприятства Pit-1-медиираната транскрипция на GH гена, както е описано в прегледа на Mayo et al., 1995.

Функционалното предимство на четирите замествания се състои в стабилността. Те придават устойчивост срещу разцепването от дипептидил пептидаза-IV (DPP-IV) на N-края, както и срещу по-нататъшна протеолиза. Така се повишават потентността и метаболитната стабилност спрямо нативния GRF(1-29). Самостоятелното заместване D-Ala2 понижи при човека метаболитния клирънс от 39,7 на 21 mL/kg/min и удължи полуживота на изчезване от 4,3 на 6,7 минути, както показаха Soule et al., 1994; устойчивостта спрямо DPP-IV на заместеното ядро е документирана при Jetté et al., 2005. По веригата надолу хипофизното освобождаване на GH повишава чернодробния IGF-1. Тази ос GHRH-R, GH, IGF-1 формира фармакологичния гръбнак на целия клас вещества.

Какъв полуживот има CJC-1295 (No DAC)?

CJC-1295 (No DAC), тоест Modified GRF (1-29), е недвусмислено краткодействащ. Съобщаваният плазмен полуживот е около 30 минути, с често посочван в литературата диапазон от около 30 минути до около 2 часа. За сравнение: нативният Sermorelin, съответно GRF(1-29), се елиминира още по-бързо, с интравенозен полуживот на изчезване от около 6 до 7 минути и плазмен полуживот в диапазона от около 10 до 20 минути. Кинетиката на нативния фрагмент се основава на Soule et al., 1994, докато конкретната стойност от 30 минути за Modified GRF (1-29) се връща към принципа на дизайна на съединението и към вторични източници.

Тъй като липсва албуминова котва, растежният хормон след подкожно приложение в изследователската литература типично нараства в рамките на около 15 до 30 минути и се връща в посока на изходната стойност в рамките на около 2 до 3 часа. Оттук произтича пулсиращ, изглеждащ по-физиологичен GH профил с минимална продължителна тонична стимулация. Това е определящата разлика спрямо DAC варианта. Важно за научното класифициране: строгите човешки фармакокинетични проучвания (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) са проведени с албумин-свързващия DAC конструкт, а не с формата No-DAC. Специализирано, рецензирано човешко PK проучване конкретно за варианта No-DAC според сегашното състояние на познанието е оскъдно, поради което стойността от 30 минути трябва да се интерпретира с дължимата предпазливост. Изчисляването на CJC-1295 (No DAC) в пептидния калкулатор може да онагледи ключовите кинетични данни за целите на моделирането.

По какво се различава CJC-1295 (No DAC) от DAC варианта?

DAC вариантът споделя същото тетразаместено ядро GRF(1-29), но носи N-epsilon-3-Maleimidopropionamid-Lysin. Тази група реагира ex vivo, съответно in vivo, със свободната Cys-34 тиолова група на човешкия серумен албумин и образува стабилен тиоетерен биоконюгат. Този конюгат е твърде голям за бъбречна филтрация и същевременно защитен от DPP-IV, както описаха Jetté et al., 2005. Така полуживотът при човека се удължава до около 5,8 до 8,1 дни, показано от Teichman et al., 2006.

При здрави възрастни единични подкожни дози CJC-1295/DAC повишиха средния GH 2- до 10-кратно за поне 6 дни, а IGF-1 1,5- до 3-кратно в продължение на 9 до 11 дни; при многократно приложение IGF-1 остана над изходната стойност до около 28 дни (Teichman et al., 2006). Забележително е, че секрецията на GH дори при тази продължителна албумин-свързана стимулация остана пулсираща. Честотата и амплитудата на пулсовете бяха запазени, докато минималните, средните и IGF-1 стойностите нараснаха, както документираха Ionescu et al., 2006. Именно тази находка обяснява защо краткодействащата форма No-DAC се предпочита в изследванията, когато целта е възпроизвеждане на естественото епизодично освобождаване на GH, а не тонично продължително повишение. Формата No-DAC се елиминира напълно между приложенията и затова не създава хронично IGF-1 плато. Човешките PK и ефикасностни данни обаче се отнасят до DAC конструкта, а не пряко до формата No-DAC.

Какви дозировки се съобщават в изследователската литература?

За формата No-DAC не съществува одобрена от FDA човешка дозировка. Контролираните човешки данни произхождат изключително от проучвания с DAC варианта. Там бяха изследвани единични подкожни дози от около 30, 60 и 90 mcg/kg, като диапазонът от 30 до 60 mcg/kg беше класифициран като относително добре поносим, както съобщават Teichman et al., 2006. Проучването за пулсативност използва 60 и 90 mcg/kg без значима разлика между двете дозировки; там базалният GH беше повишен около 7,5-кратно, средният GH с 46 процента, а IGF-1 с 45 процента над изходната стойност (Ionescu et al., 2006).

За самия Modified GRF (1-29) неклинични, съответно вторични протоколи типично описват фиксирани количества в микрограмовия диапазон на подкожно приложение, често около 100 mcg на приложение, нерядко на 1 до 3 пъти дневно, за да се използва краткият полуживот. Тези протоколи често се комбинират с GHRP, съответно с агонист на грелиновия рецептор. Трябва ясно да се подчертае, че тези данни не произхождат от контролирани проучвания. Те се посочват тук изключително за характеризиране на наличната литература и не представляват препоръка за действие. Едно лиофилизирано виало от 2 mg съответства на 2000 mcg, от което изчислително произтича множество микрограмово мащабирани аликвоти. Точната концентрация зависи от обема на реконституция. За чисто целите на моделиране и изчисление това може да бъде онагледено в пептидния калкулатор.

Как се реконституира и съхранява CJC-1295 (No DAC)?

CJC-1295 (No DAC) се доставя като лиофилизат. Лиофилизираният прах трябва да се съхранява замразен, типично при -20 градуса Целзий, за дългосрочно съхранение и по-студено при -80 градуса Целзий. Съобщаваната стабилност на лиофилизата е около 12 до 24 месеца или повече при -20 градуса Целзий. Кратък транспорт при околна или хладилна температура по правило се толерира за сухия прах, тъй като твърдата форма е значително по-устойчива от разтворената.

След реконституция, обикновено с бактериостатична вода с около 0,9 процента бензилов алкохол, разтворът трябва да се охлади при 2 до 8 градуса Целзий и да се използва в рамките на около 28 дни. Този времеви прозорец произтича от бензиловия алкохол като консервант; някои източници посочват 4 до 6 седмици при 2 до 8 градуса Целзий. Повтарящи се цикли на замразяване и размразяване на реконституирания разтвор трябва да се избягват, както и силно разклащане, което чрез образуване на пяна и механичен стрес може да застраши целостта на пептида. Защитавайте материала от светлина и топлина. При реконституция разтворителят в идеалния случай се добавя бавно по стената на виалото, вместо директно върху праха. Тези данни произхождат от вторични източници за работа с пептиди; пептид-специфично, рецензирано проучване за стабилност не беше намерено, поради което тези указания трябва да се разбират като общи насоки за работа с GHRH пептиди, а не като валидирана спецификация за тази партида.

Какви нежелани ефекти са известни от класа вещества?

В човешките проучвания с CJC-1295/DAC не бяха съобщени сериозни нежелани реакции и поносимостта беше описана като добра, особено в диапазона от 30 до 60 mcg/kg, както документират Teichman et al., 2006. Тези данни обаче се отнасят до албумин-свързващия DAC вариант, а не специфично до краткодействащата форма No-DAC.

Типичните за класа и често описвани ефекти на GHRH аналозите и стимулацията на GH оста включват преходни реакции на мястото на инжектиране като зачервяване, оток и болка, освен това зачервяване на лицето, съответно усещане за топлина, главоболие, замаяност и преходно задържане на вода. Теоретичните опасения, свързани с продължително повишение на GH и IGF-1, например ставни болки (артралгия), периферни отоци, парестезии или симптоми, подобни на карпален тунел, както и намалена инсулинова чувствителност, произтичат от фармакологията на GH оста. Те не са доказани специфично за краткодействащата форма No-DAC. Тъй като вариантът No-DAC се елиминира между приложенията и не създава тонично продължително повишение на IGF-1, теоретичната основа за ефекти, зависещи от продължителност, тук е по-слабо изразена, отколкото при DAC формата. Все пак важи: дългосрочната безопасност на формата No-DAC не е установена в контролирани човешки проучвания. Тази компилация служи за научно класифициране, а не за оценка на приложение при човека.

По какво се различава CJC-1295 (No DAC) от Sermorelin?

Sermorelin съответства на нативния GRF(1-29) и споделя с CJC-1295 (No DAC) същото активно ядро от 29 аминокиселини. Решаващата разлика се състои в четирите замествания, които липсват на Sermorelin. Поради това Sermorelin се разгражда по-бързо от DPP-IV и притежава по-кратък полуживот, с плазмен полуживот в диапазона от около 10 до 20 минути и интравенозен полуживот на изчезване от около 6 до 7 минути, както и по-ниска метаболитна стабилност. Modified GRF (1-29) затова в основата си може да се опише като DPP-IV-стабилизиран, по-дълго действащ Sermorelin.

Количественото доказателство за подобрението на стабилността произхожда от Soule et al., 1994: вече самостоятелното заместване D-Ala2 приблизително наполовина намали метаболитния клирънс и удължи интравенозния полуживот на изчезване от 4,3 на 6,7 минути при човека. Механистично двете съединения са идентични, тъй като активират същия GHRH рецептор, както описва Mayo et al., 1995 за общия сигнален път. Разликата следователно е предимно фармакокинетична, а не фармакодинамична. За изследванията това означава, че и двете вещества задействат същия тип ефектор на рецептора, но Modified GRF (1-29) предлага по-дълго плазмено присъствие и по-висока потентност на приложено микрограмово количество. Фонова информация за фармакологията на Sermorelin, съответно GRF(1-29), предоставя прегледът на Prakash und Goa, 1999, който тук се привлича като сравнителна референция за нативния, немодифициран GHRH(1-29).

По какво се различава CJC-1295 (No DAC) от Ipamorelin?

Разликата спрямо Ipamorelin е механистично фундаментална, а не само фармакокинетична. Ipamorelin е пентапептид и действа като агонист на грелиновия рецептор (Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a, GHS-R1a), а не на GHRH рецептора. Сигналното предаване протича чрез Gq, фосфолипаза C, IP3 и вток на калций и така също задейства освобождаване на GH. Решаващо е, че Ipamorelin беше първият секретагог на GH, който действа селективно за GH, без да повишава ACTH, кортизол или пролактин, със селективност до 200-кратно над ефективната доза, както показаха Raun et al., 1998.

Докато CJC-1295 (No DAC) като GHRH аналог "инструктира" соматотропите директно през GHRH-R да освободят складирания GH, Ipamorelin действа през комплементарния грелинов път. И двете оси, тоест GHRH и грелин, са физиологично различни и атакуват различни рецептори. Именно затова GHRH аналозите и агонистите на грелиновия рецептор често се изследват заедно, за да се характеризират адитивни или синергични ефекти върху освобождаването на GH. Логиката зад това: GHRH аналогът повишава готовността на соматотропите, докато грелиновият агонист паралелно потиска соматостатинергичната инхибиция и засилва амплитудата на пулса. Тази комплементарност е причината, поради която комбинираните изследователски протоколи предпочитат краткодействащата форма No-DAC, тъй като нейният пулсиращ профил се наслагва добре с прозореца на действие на GHRP. И двете обаче остават изключително изследователски вещества без установено приложение при човека.

Защо CJC-1295 (No DAC) се счита за "по-физиологичен" от DAC варианта?

Понятието "по-физиологичен" в изследователската литература се отнася до времевия модел на освобождаване на GH. Естествената секреция на GH протича епизодично на пулсове, разделени от фази на ниска активност. Краткодействащата форма No-DAC с нейния полуживот от около 30 минути създава покачване на GH в рамките на около 15 до 30 минути и връщане в посока на изходната стойност в рамките на около 2 до 3 часа. Така рецепторът не се стимулира непрекъснато между приложенията, което се доближава повече до естествения модел пулс-минимум.

DAC вариантът, обратно, чрез албуминовото свързване поддържа в продължение на дни повишена базова стимулация. Интересно е, че Ionescu et al., 2006 показаха, че дори при тази продължителна стимулация секрецията на GH остана пулсираща, тъй като надредният хипоталамичен контрол чрез соматостатин продължава да оформя пулсовата структура. Все пак DAC формата повишава продължително минималните и средните стойности, както и IGF-1, и създава хронично IGF-1 плато, което в проучванията лежеше до около 28 дни над изходната стойност (Teichman et al., 2006). Формата No-DAC избягва това плато, защото се елиминира напълно. Ако следователно изследователски модел трябва да отрази епизодичната природа на GH оста, краткодействащият вариант е методически по-привлекателен. Тази класификация остава фармакологична характеристика и не предполага никаква терапевтична полза.

Често задавани въпроси (FAQ)

CJC-1295 (No DAC) същото ли е като Modified GRF (1-29)?

Да. CJC-1295 без DAC и Modified GRF (1-29) обозначават едно и също съединение. И двете описват тетразаместеното ядро GRF(1-29) без албумин-свързващия Drug-Affinity-Complex. Четирите замествания (D-Ala на позиция 2, Gln на позиция 8, Ala на позиция 15, Leu на позиция 27) са документирани в Jetté et al., 2005 за ядрото. Понятието "No DAC" подчертава единствено липсата на малеимидния линкер, който при DAC варианта осигурява дългия полуживот.

Защо полуживотът е толкова по-кратък, отколкото при CJC-1295 с DAC?

Защото липсва албуминовата котва. DAC вариантът се свързва ковалентно с Cys-34 тиоловата група на серумния албумин и образува голям, защитен от бъбречна проходимост конюгат с полуживот от около 5,8 до 8,1 дни (Teichman et al., 2006). Без тази котва формата No-DAC се елиминира бързо, със съобщаван полуживот от около 30 минути. Четирите замествания наистина забавят разграждането спрямо Sermorelin, но не заместват албуминовото свързване.

Съществуват ли контролирани човешки проучвания специално за формата No-DAC?

Според сегашното състояние на познанието строги, рецензирани човешки PK проучвания специално за формата No-DAC са оскъдни. Централните човешки данни (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) са събрани с албумин-свързващия DAC конструкт. Полуживотът от 30 минути на формата No-DAC се основава предимно на принципа на дизайна и на вторични източници, а не на специализирано клинично PK проучване.

Колко дълго е годен реконституираният разтвор?

Вторични източници за работа с пептиди посочват след реконституция с бактериостатична вода (около 0,9 процента бензилов алкохол) употреба в рамките на около 28 дни при съхранение при 2 до 8 градуса Целзий; някои източници посочват 4 до 6 седмици. Цикли на замразяване и размразяване и силно разклащане трябва да се избягват. Тези данни са общи насоки за GHRH пептиди, а не валидирана спецификация, специфична за партидата.

Защо GHRH аналозите и Ipamorelin често се изследват заедно?

Защото атакуват различни рецептори. CJC-1295 (No DAC) е агонист на GHRH рецептора, Ipamorelin е селективен агонист на грелиновия рецептор (GHS-R1a) през пътя Gq/PLC/IP3-калций (Raun et al., 1998). Тъй като двата пътя са комплементарни, те се изследват заедно, за да се характеризират адитивни или синергични ефекти върху освобождаването на GH.

Само за изследователски цели. Не е предназначено за консумация от човека. Научна редакция: Dr. Sieglinde Klaus