CJC-1295 (No DAC) ve výzkumném přehledu: Modified GRF (1-29), mechanismus, poločas a vymezení

CJC-1295 (No DAC), identický s Modified GRF (1-29), je syntetický analog GHRH o 29 aminokyselinách se čtyřmi stabilizujícími substitucemi. Na rozdíl od varianty s DAC se neváže na sérový albumin, a je proto krátkodobě účinný, s uváděným plazmatickým poločasem přibližně 30 minut. Tento článek shrnuje preklinickou a klinickou datovou základnu výhradně pro výzkumné účely.

Co je CJC-1295 (No DAC) a jak je strukturován?

CJC-1295 bez DAC je chemicky identický se sloučeninou, která je v literatuře vedena jako "Modified GRF (1-29)". Jde o syntetický analog hormonu uvolňujícího růstový hormon (Growth Hormone Releasing Hormone, GHRH). Strukturně odpovídá N-koncovému fragmentu 1-29 lidského GHRH, tedy stejnému aktivnímu jádru jako Sermorelin, nese však čtyři stabilizující aminokyselinové substituce oproti nativnímu GRF(1-29): poloha 2 D-Ala místo L-Ala, poloha 8 Gln místo Asn, poloha 15 Ala místo Gly a poloha 27 Leu místo Met. Tetrasubstituované jádro GRF(1-29) je zdokumentováno v práci Jetté et al., 2005, přehled substitucí navíc v sekundárních zdrojích.

Sekvence zní (N do 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. Uváděný sumární vzorec je C152H252N44O42 s molární hmotností přibližně 3367,9 g/mol; tyto údaje pocházejí z dodavatelských a chemických datových zdrojů, nejsou recenzované a považují se za přibližné. Číslo CAS 446036-97-1 je zčásti přiřazováno celé rodině CJC-1295/DAC. Pro pochopení této sloučeniny je rozhodující: forma "No DAC" nemá na C-konci žádný Drug-Affinity-Complex (maleimidopropionyl-lysin), a neváže se proto kovalentně na sérový albumin. Právě díky tomu je krátkodobě účinná, jak vyplývá z prací Jetté et al., 2005 a Teichman et al., 2006.

Jak CJC-1295 (No DAC) působí na molekulární úrovni?

CJC-1295 (No DAC) působí jako agonista na receptoru GHRH (GHRH-R), což je sedmkrát transmembránový receptor třídy B spřažený s G-proteinem, nacházející se na somatotropních buňkách adenohypofýzy. Vazba se převážně spřahuje s Gs, aktivuje adenylylcyklázu a tím zvyšuje intracelulární cAMP. To aktivuje proteinkinázu A (PKA), vede k fosforylaci CREB a k napěťově závislému vtoku vápníku, který spouští exocytózu uloženého růstového hormonu (GH). Chronicky tato signální dráha navíc podporuje transkripci genu GH zprostředkovanou Pit-1, jak je popsáno v přehledu Mayo et al., 1995.

Funkční výhoda čtyř substitucí spočívá ve stabilitě. Propůjčují rezistenci vůči štěpení dipeptidylpeptidázou-IV (DPP-IV) na N-konci a vůči další proteolýze. Tím se zvyšují potence a metabolická stabilita oproti nativnímu GRF(1-29). Samotná izolovaná substituce D-Ala2 snížila u člověka metabolickou clearance ze 39,7 na 21 mL/kg/min a prodloužila eliminační poločas ze 4,3 na 6,7 minuty, jak ukázali Soule et al., 1994; stabilita substituovaného jádra vůči DPP-IV je doložena v Jetté et al., 2005. Navazujícím způsobem hypofyzární uvolnění GH zvyšuje jaterní IGF-1. Tato osa GHRH-R, GH, IGF-1 tvoří farmakologickou páteř celé třídy látek.

Jaký poločas má CJC-1295 (No DAC)?

CJC-1295 (No DAC), tedy Modified GRF (1-29), je jednoznačně krátkodobě účinný. Uváděný plazmatický poločas je přibližně 30 minut, s rozmezím často uváděným v literatuře zhruba od 30 minut do asi 2 hodin. Pro srovnání: nativní Sermorelin, respektive GRF(1-29), je eliminován ještě rychleji, s nitrožilním eliminačním poločasem přibližně 6 až 7 minut a plazmatickým poločasem v rozmezí přibližně 10 až 20 minut. Kinetika nativního fragmentu se opírá o Soule et al., 1994, zatímco konkrétní údaj 30 minut pro Modified GRF (1-29) vychází z konstrukčního principu sloučeniny a ze sekundárních zdrojů.

Protože není přítomna albuminová kotva, růstový hormon ve výzkumné literatuře po subkutánním podání typicky stoupá během přibližně 15 až 30 minut a během přibližně 2 až 3 hodin se opět vrací směrem k výchozí hodnotě. Z toho vyplývá pulzatilní, fyziologičtěji působící profil GH s minimální přetrvávající tonickou stimulací. To je definující rozdíl oproti variantě s DAC. Důležité pro vědecké zařazení: rigorózní humánní farmakokinetické studie (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) byly provedeny s konstruktem DAC vázajícím albumin, nikoli s formou No DAC. Vyhrazená, recenzovaná humánní PK studie specificky pro variantu No DAC je podle současného stavu poznání skoupá, a proto je třeba údaj 30 minut interpretovat s patřičnou opatrností. Vypočítat CJC-1295 (No DAC) v peptidové kalkulačce může pro účely modelování názorně ukázat klíčové kinetické parametry.

Jak se CJC-1295 (No DAC) liší od varianty s DAC?

Varianta s DAC sdílí stejné tetrasubstituované jádro GRF(1-29), nese však N-epsilon-3-maleimidopropionamid-lysin. Tato skupina reaguje ex vivo, respektive in vivo, s volnou thiolovou skupinou Cys-34 lidského sérového albuminu a tvoří stabilní thioetherový biokonjugát. Tento konjugát je příliš velký pro renální filtraci a zároveň chráněný před DPP-IV, jak popsali Jetté et al., 2005. Tím se poločas u člověka prodlužuje na přibližně 5,8 až 8,1 dne, jak ukázali Teichman et al., 2006.

U zdravých dospělých zvyšovaly jednotlivé subkutánní dávky CJC-1295/DAC průměrné GH 2- až 10násobně po dobu nejméně 6 dní a IGF-1 1,5- až 3násobně po dobu 9 až 11 dní; při opakovaném podání zůstával IGF-1 nad výchozí hodnotou až přibližně 28 dní (Teichman et al., 2006). Pozoruhodné je, že sekrece GH zůstávala i při této kontinuální stimulaci vázané na albumin pulzatilní. Frekvence a amplituda pulzů byly zachovány, zatímco minimální (trough), průměrné a IGF-1 hodnoty stoupaly, jak zdokumentovali Ionescu et al., 2006. Právě tento nález vysvětluje, proč je krátkodobě účinná forma No DAC ve výzkumu upřednostňována, pokud je cílem napodobit přirozené epizodické uvolňování GH, a nikoli tonické trvalé zvýšení. Forma No DAC je mezi jednotlivými podáními zcela eliminována, a nevytváří proto žádné chronické plató IGF-1. Humánní PK a účinnostní data se však týkají konstruktu DAC, nikoli přímo formy No DAC.

Jaké dávkování je uváděno ve výzkumné literatuře?

Pro formu No DAC neexistuje žádné humánní dávkování schválené FDA. Kontrolovaná humánní data pocházejí výhradně ze studií s variantou DAC. Tam byly zkoumány jednotlivé subkutánní dávky přibližně 30, 60 a 90 mcg/kg, přičemž rozmezí 30 až 60 mcg/kg bylo hodnoceno jako relativně dobře snášené, jak uvádějí Teichman et al., 2006. Studie pulzatility používala 60 a 90 mcg/kg bez významného rozdílu mezi oběma dávkami; tam bylo bazální GH zvýšeno přibližně 7,5násobně, průměrné GH o 46 procent a IGF-1 o 45 procent nad výchozí hodnotu (Ionescu et al., 2006).

Pro samotný Modified GRF (1-29) popisují neklinické, respektive sekundární protokoly typicky pevná množství v mikrogramovém rozsahu na subkutánní podání, často kolem 100 mcg na podání, nezřídka načasované 1- až 3krát denně, aby se využil krátký poločas. Tyto protokoly se často kombinují s GHRP, respektive s agonistou ghrelinového receptoru. Je třeba jasně zdůraznit, že tyto údaje nepocházejí z kontrolovaných studií. Jsou zde uvedeny výhradně k charakterizaci existující literatury a nepředstavují žádné doporučení k jednání. Lyofilizovaná lahvička o 2 mg odpovídá 2000 mcg, z čehož početně vyplývá řada alikvotů v mikrogramovém měřítku. Přesná koncentrace závisí na objemu rekonstituce. Pro čistě modelovací a výpočetní účely lze toto zobrazit v peptidové kalkulačce.

Jak se CJC-1295 (No DAC) rekonstituuje a skladuje?

CJC-1295 (No DAC) se dodává jako lyofilizát. Lyofilizovaný prášek by se měl skladovat zmrazený, typicky při -20 stupních Celsia, pro dlouhodobé skladování i chladněji při -80 stupních Celsia. Uváděná stabilita lyofilizátu je přibližně 12 až 24 měsíců nebo déle při -20 stupních Celsia. Krátká přeprava při okolní teplotě nebo teplotě chladničky je pro suchý prášek zpravidla tolerována, protože pevná forma je výrazně robustnější než rozpuštěná.

Po rekonstituci, obvykle bakteriostatickou vodou s přibližně 0,9 procenta benzylalkoholu, by se roztok měl chladit při 2 až 8 stupních Celsia a spotřebovat během přibližně 28 dní. Toto časové okno vyplývá z benzylalkoholu jako konzervačního prostředku; některé zdroje uvádějí 4 až 6 týdnů při 2 až 8 stupních Celsia. Opakovaným cyklům zmrazení a rozmrazení rekonstituovaného roztoku je třeba se vyhnout, stejně jako prudkému třepání, které může pěněním a mechanickým stresem ohrozit integritu peptidu. Chraňte materiál před světlem a teplem. Při rekonstituci se rozpouštědlo ideálně přidává pomalu po stěně lahvičky, nikoli přímo na prášek. Tyto údaje pocházejí ze sekundárních zdrojů k manipulaci s peptidy; peptidově specifická, recenzovaná studie stability nebyla nalezena, a proto je třeba tyto pokyny chápat jako obecné pokyny k manipulaci s peptidy GHRH, nikoli jako validovanou specifikaci pro tuto šarži.

Jaké nežádoucí účinky jsou z této třídy látek známé?

V humánních studiích CJC-1295/DAC nebyly hlášeny žádné závažné nežádoucí reakce a snášenlivost byla popsána jako dobrá, zejména v rozmezí 30 až 60 mcg/kg, jak dokumentují Teichman et al., 2006. Tato datová základna se však týká varianty DAC vázající albumin, a nikoli specificky krátkodobě účinné formy No DAC.

Pro třídu typické a často popisované účinky analogů GHRH a stimulace osy GH zahrnují přechodné reakce v místě vpichu, jako je zarudnutí, otok a bolest, dále zčervenání obličeje, respektive pocit tepla, bolesti hlavy, závratě a přechodné zadržování vody. Teoretické obavy spojené s přetrvávajícím zvýšením GH a IGF-1, jako jsou bolesti kloubů (artralgie), periferní otoky, parestezie nebo příznaky podobné syndromu karpálního tunelu a snížená inzulinová senzitivita, se odvozují z farmakologie osy GH. Pro krátkodobě účinnou formu No DAC nebyly specificky prokázány. Protože je varianta No DAC mezi jednotlivými podáními eliminována a nevytváří žádné tonické trvalé zvýšení IGF-1, je teoretický základ pro účinky závislé na přetrvávání zde méně výrazný než u formy DAC. Přesto platí: dlouhodobá bezpečnost formy No DAC není v kontrolovaných humánních studiích zavedena. Tento přehled slouží k vědeckému zařazení, a nikoli k hodnocení použití u člověka.

Jak se CJC-1295 (No DAC) liší od Sermorelinu?

Sermorelin odpovídá nativnímu GRF(1-29) a sdílí s CJC-1295 (No DAC) stejné aktivní jádro o 29 aminokyselinách. Rozhodující rozdíl spočívá ve čtyřech substitucích, které Sermorelinu chybějí. Tím je Sermorelin rychleji odbouráván DPP-IV a má kratší poločas, s plazmatickým poločasem v rozmezí přibližně 10 až 20 minut a nitrožilním eliminačním poločasem přibližně 6 až 7 minut, a nižší metabolickou stabilitu. Modified GRF (1-29) lze proto v jádru popsat jako DPP-IV stabilizovaný, déle účinkující Sermorelin.

Kvantitativní doklad o získané stabilitě pochází od Soule et al., 1994: již samotná izolovaná substituce D-Ala2 přibližně zhruba na polovinu snížila metabolickou clearance a prodloužila nitrožilní eliminační poločas ze 4,3 na 6,7 minuty u člověka. Mechanisticky jsou obě sloučeniny identické, protože aktivují stejný receptor GHRH, jak pro společnou signální dráhu popisuje Mayo et al., 1995. Rozdíl je tedy primárně farmakokinetický, a nikoli farmakodynamický. Pro výzkum to znamená, že obě látky spouštějí stejný typ efektoru na receptoru, avšak Modified GRF (1-29) nabízí delší plazmatickou přítomnost a vyšší potenci na podané mikrogramové množství. Doplňující informace k farmakologii Sermorelinu, respektive GRF(1-29), poskytuje přehled Prakash a Goa, 1999, který je zde použit jako srovnávací reference pro nativní, nemodifikovaný GHRH(1-29).

Jak se CJC-1295 (No DAC) liší od Ipamorelinu?

Rozdíl oproti Ipamorelinu je mechanisticky zásadní, a nikoli pouze farmakokinetický. Ipamorelin je pentapeptid a působí jako agonista na ghrelinovém receptoru (Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a, GHS-R1a), nikoli na receptoru GHRH. Přenos signálu probíhá přes Gq, fosfolipázu C, IP3 a vtok vápníku a rovněž tím spouští uvolnění GH. Rozhodující je, že Ipamorelin byl prvním sekretagogem GH, které působí selektivně na GH, aniž by zvyšovalo ACTH, kortizol nebo prolaktin, se selektivitou až do 200násobku účinné dávky, jak ukázali Raun et al., 1998.

Zatímco CJC-1295 (No DAC) jako analog GHRH přímo přes GHRH-R "instruuje" somatotropní buňky, aby uvolnily uložený GH, Ipamorelin působí přes komplementární ghrelinovou dráhu. Obě osy, tedy GHRH a ghrelin, jsou fyziologicky odlišné a zasahují na různých receptorech. Právě proto se analogy GHRH a agonisté ghrelinového receptoru ve výzkumu často zkoumají společně, aby se charakterizovaly aditivní nebo synergické účinky na uvolňování GH. Logika za tím: analog GHRH zvyšuje pohotovost somatotropních buněk, zatímco agonista ghrelinu paralelně tlumí somatostatinergní inhibici a zesiluje amplitudu pulzů. Tato komplementarita je důvodem, proč kombinované výzkumné protokoly upřednostňují krátkodobě účinnou formu No DAC, protože její pulzatilní profil se dobře překrývá s oknem účinku GHRP. Obě však zůstávají výhradně výzkumnými látkami bez zavedeného humánního použití.

Proč je CJC-1295 (No DAC) považován za "fyziologičtější" než varianta s DAC?

Pojem "fyziologičtější" se ve výzkumné literatuře vztahuje k časovému vzorci uvolňování GH. Přirozená sekrece GH probíhá epizodicky v pulzech oddělených fázemi nízké aktivity. Krátkodobě účinná forma No DAC se svým poločasem přibližně 30 minut vytváří vzestup GH během přibližně 15 až 30 minut a návrat směrem k výchozí hodnotě během přibližně 2 až 3 hodin. Tím není receptor mezi jednotlivými podáními kontinuálně stimulován, což se více blíží přirozenému vzorci puls-prodleva.

Varianta s DAC naproti tomu díky vazbě na albumin udržuje zvýšenou základní stimulaci po dobu několika dní. Zajímavé je, že Ionescu et al., 2006 ukázali, že i při této kontinuální stimulaci zůstávala sekrece GH pulzatilní, protože nadřazená hypotalamická regulace přes somatostatin nadále formuje strukturu pulzů. Přesto forma DAC trvale zvyšuje minimální (trough) a průměrné hodnoty i IGF-1 a vytváří chronické plató IGF-1, které ve studiích leželo až přibližně 28 dní nad výchozí hodnotou (Teichman et al., 2006). Forma No DAC se tomuto plató vyhýbá, protože je zcela eliminována. Pokud má tedy výzkumný model zobrazit epizodickou povahu osy GH, je krátkodobě účinná varianta metodicky atraktivnější. Toto zařazení zůstává farmakologickou charakterizací a neimplikuje žádný terapeutický přínos.

Často kladené otázky (FAQ)

Je CJC-1295 (No DAC) totéž co Modified GRF (1-29)?

Ano. CJC-1295 bez DAC a Modified GRF (1-29) označují stejnou sloučeninu. Obojí popisuje tetrasubstituované jádro GRF(1-29) bez Drug-Affinity-Complexu vázajícího albumin. Čtyři substituce (D-Ala na poloze 2, Gln na poloze 8, Ala na poloze 15, Leu na poloze 27) jsou pro jádro zdokumentovány v Jetté et al., 2005. Pojem "No DAC" pouze zdůrazňuje absenci maleimidového linkeru, který u varianty DAC zajišťuje dlouhý poločas.

Proč je poločas tolik kratší než u CJC-1295 s DAC?

Protože chybí albuminová kotva. Varianta s DAC se kovalentně váže na thiolovou skupinu Cys-34 sérového albuminu a tvoří velký konjugát chráněný před renální filtrací s poločasem přibližně 5,8 až 8,1 dne (Teichman et al., 2006). Bez této kotvy je forma No DAC rychle eliminována, s uváděným poločasem přibližně 30 minut. Čtyři substituce sice zpomalují odbourávání oproti Sermorelinu, ale nenahrazují vazbu na albumin.

Existují kontrolované humánní studie specificky k formě No DAC?

Podle současného stavu poznání jsou rigorózní, recenzované humánní PK studie specificky k formě No DAC skoupé. Klíčová humánní data (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) byla získána s konstruktem DAC vázajícím albumin. Třicetiminutový poločas formy No DAC se opírá převážně o konstrukční princip a sekundární zdroje, nikoli o vyhrazenou klinickou PK studii.

Jak dlouho je rekonstituovaný roztok použitelný?

Sekundární zdroje k manipulaci uvádějí po rekonstituci bakteriostatickou vodou (přibližně 0,9 procenta benzylalkoholu) použití během přibližně 28 dní při skladování při 2 až 8 stupních Celsia; některé zdroje uvádějí 4 až 6 týdnů. Cyklům zmrazení a rozmrazení a prudkému třepání je třeba se vyhnout. Tyto údaje jsou obecné pokyny pro peptidy GHRH, nikoli validovaná specifikace specifická pro šarži.

Proč se analogy GHRH a Ipamorelin často zkoumají společně?

Protože zasahují na různých receptorech. CJC-1295 (No DAC) je agonista receptoru GHRH, Ipamorelin selektivní agonista ghrelinového receptoru (GHS-R1a) přes dráhu Gq/PLC/IP3-vápník (Raun et al., 1998). Protože jsou obě dráhy komplementární, zkoumají se ve výzkumu společně, aby se charakterizovaly aditivní nebo synergické účinky na uvolňování GH.

Pouze pro výzkumné účely. Není určeno k lidské spotřebě. Vědecká redakce: Dr. Sieglinde Klaus