Οδηγός Semax: Δράση, δοσολογία και έρευνα για το νοοτροπικό νευροπεπτίδιο
Dr. Sieglinde Klaus
Επιστημονική επιμέλεια · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Επιστημονική επιμέλεια · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Επιστημονική επιμέλεια · Bergdorf Bioscience
Το Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) είναι ένα συνθετικό επταπεπτίδιο και ανάλογο της αδρενοκορτικοτρόπου ορμόνης ACTH(4-10), το οποίο κερδίζει ολοένα μεγαλύτερη σημασία στη νευροεπιστημονική έρευνα χάρη στις νοοτροπικές, νευροπροστατευτικές και νευροτροφικές ιδιότητές του. Το πεπτίδιο, που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο Μοριακής Γενετικής της Μόσχας, ενεργοποιεί τους υποδοχείς μελανοκορτίνης (MC3/MC4) και ρυθμίζει ανοδικά την έκφραση των BDNF, NGF καθώς και του TrkB, χωρίς να αναπτύσσει τις ορμονικές επιδράσεις του πλήρους μορίου ACTH.
Το Semax συντέθηκε τη δεκαετία του 1980 στο Ινστιτούτο Μοριακής Γενετικής της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών ως θεραπευτικό ανάλογο του ACTH(4-10). Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Myasoedov είχε ως στόχο να διατηρήσει τις γνωστικές επιδράσεις του φυσικού θραύσματος ACTH και ταυτόχρονα να εξαλείψει τις ανεπιθύμητες ορμονικές δράσεις. Το αποτέλεσμα ήταν ένα επταπεπτίδιο με την αλληλουχία αμινοξέων Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro, στο οποίο μια C-τελική ουρά Pro-Gly-Pro αυξάνει σημαντικά την ενζυμική σταθερότητα σε σχέση με το φυσικό θραύσμα ACTH(4-7) Myasoedov et al., 1997. Η πεπτιδική αλυσίδα έχει μοριακό βάρος περίπου 813 Da και εμφανίζεται ως λευκή έως υπόλευκη (χρώματος κρεμ) λυοφιλοποιημένη σκόνη, ελεύθερα διαλυτή στο νερό. Σε αντίθεση με το ίδιο το ACTH, το Semax δεν επηρεάζει ούτε την παραγωγή κορτιζόλης ούτε άλλα επινεφριδιακά στεροειδή· η βιολογική δράση περιορίζεται σε κεντρικούς μηχανισμούς, όπως η διαμόρφωση της δράσης των νευροτροφινών και η επίδραση στο ντοπαμινεργικό και το σεροτονινεργικό σύστημα. Αυτή η ιδιότητα καθιστά το Semax ένα ενδιαφέρον εργαλείο για τη βασική έρευνα σχετικά με τη νόηση, τη νευροπροστασία και τη συναπτική πλαστικότητα.
Η δράση του Semax βασίζεται σε πολλούς παράλληλους μοριακούς μηχανισμούς. Πρώτον, το πεπτίδιο συνδέεται ειδικά με υποδοχείς στο βασικό πρόσθιο εγκέφαλο με σταθερά διάστασης 2,4 ± 1,0 nM· αυτή η σύνδεση είναι χρονοεξαρτώμενη, ασβεστιοεξαρτώμενη και αναστρέψιμη Dolotov et al., 2006. Δεύτερον, το Semax ενεργοποιεί υποδοχείς μελανοκορτίνης των υποτύπων MC3 και MC4, που εκφράζονται στον ιππόκαμπο, τον φλοιό και τον υποθάλαμο και συμμετέχουν στη ρύθμιση των διαδικασιών μάθησης, των κινήτρων και της νευροπροστασίας. Τρίτον, το πεπτίδιο αναστέλλει αποδεδειγμένα τις εγκεφαλινάσες, με αποτέλεσμα τα ενδογενή οπιοειδή πεπτίδια να αποδομούνται πιο αργά. Μια ιδιαίτερα καλά τεκμηριωμένη επίδραση αφορά το νευροδιαβιβαστικό σύστημα: σε μια μελέτη σε αρουραίους, η περιεκτικότητα ιστού του 5-υδροξυϊνδολοξικού οξέος (5-HIAA) στο ραβδωτό σώμα αυξήθηκε κατά 25 % δύο ώρες μετά τη χορήγηση Semax, και το εξωκυττάριο επίπεδο 5-HIAA αυξήθηκε μέσα σε μία έως τέσσερις ώρες έως και στο 180 % της αρχικής τιμής Eremin et al., 2005. Επιπλέον, αποδείχθηκε αύξηση της ντοπαμινεργικής δραστηριότητας στο μεσομεταιχμιακό σύστημα· και τα δύο νευροδιαβιβαστικά συστήματα διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στις γνωστικές διαδικασίες και τη ρύθμιση της διάθεσης.
Η ικανότητα του Semax να ρυθμίζει ανοδικά την έκφραση των νευροτροφινών συγκαταλέγεται στις καλύτερα μελετημένες ιδιότητες του πεπτιδίου. Οι νευροτροφίνες, όπως ο BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) και ο NGF (Nerve Growth Factor), είναι πρωτεΐνες-κλειδιά για την επιβιωσιμότητα των νευρώνων, τη συναπτική πλαστικότητα και τον σχηματισμό της μνήμης. Μετά από ενδορρινική χορήγηση Semax σε δοσολογία 50 µg/kg σε αρουραίους, μετρήθηκε σημαντική αύξηση της συγκέντρωσης της πρωτεΐνης BDNF στο βασικό πρόσθιο εγκέφαλο εντός 30 λεπτών Dolotov et al., 2006. Παράλληλα, οι Agapova και συνεργάτες έδειξαν ότι το Semax διεγείρει χρονοεξαρτώμενα τη γονιδιακή έκφραση τόσο του BDNF όσο και του NGF στον ιππόκαμπο, τον μετωπιαίο φλοιό και τον αμφιβληστροειδή, με τη μέγιστη ανοδική ρύθμιση στον ιππόκαμπο να επιτυγχάνεται μετά από τρεις ώρες Agapova et al., 2007. Ιδιαίτερα σημαντική είναι η ταυτόχρονη ενεργοποίηση του υποδοχέα TrkB, του υψηλής συγγένειας υποδοχέα για τον BDNF, καθώς μόνο η συνέκφραση νευροτροφίνης και υποδοχέα πυροδοτεί έναν αποτελεσματικό νευροπροστατευτικό καταρράκτη σηματοδότησης Dolotov et al., 2006. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι το Semax ενεργοποιεί συντονισμένα ολόκληρο το δίκτυο σηματοδότησης των νευροτροφινών, γεγονός που εξηγεί σε μοριακό επίπεδο τις νευροπροστατευτικές του ιδιότητες.
Οι νευροπροστατευτικές ιδιότητες του Semax έχουν μελετηθεί εντατικά στο πλαίσιο της εγκεφαλικής ισχαιμίας, ενός ερευνητικού πεδίου με υψηλή κλινική συνάφεια. Σε ένα μοντέλο αρουραίων με μόνιμη απόφραξη της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας (pMCAO), το Semax ενίσχυσε τη μεταγραφή του BDNF, του TrkC και του TrkA τρεις ώρες μετά την απόφραξη καθώς και των NT-3 και NGF 24 ώρες μετά την απόφραξη Shadrina et al., 2009. Αυτή η χρονικά κλιμακωτή ενεργοποίηση πολλών γονιδίων νευροτροφινών υποδηλώνει έναν ενορχηστρωμένο προστατευτικό μηχανισμό που καλύπτει διαφορετικές φάσεις του ισχαιμικού καταρράκτη. Σε επίπεδο μεταγραφώματος, μια εκτενής μελέτη των Filippenkov και συνεργατών έδειξε ότι το Semax μετά από ισχαιμία-επαναιμάτωση καταστέλλει την έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με φλεγμονώδεις διεργασίες και ταυτόχρονα ενεργοποιεί γονίδια που συμμετέχουν στη νευροδιαβίβαση Filippenkov et al., 2020. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε μείωση των προφλεγμονωδών κυτοκινών και ανοδική ρύθμιση γονιδίων για πρωτεΐνες συναπτικών κυστιδίων. Αξιοσημείωτο είναι ότι όχι μόνο το ίδιο το Semax αλλά και ο κύριος μεταβολίτης του Pro-Gly-Pro (PGP) αναπτύσσει νευροπροστατευτικές μεταγραφικές επιδράσεις, γεγονός που υποδηλώνει παρατεταμένη βιολογική δραστικότητα πέρα από την αποδόμηση του μητρικού πεπτιδίου.
Οι δοσολογίες που περιγράφονται στη βιβλιογραφία ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το ερευνητικό μοντέλο και την οδό χορήγησης. Σε πειράματα σε ζώα, το τυπικό εύρος δόσης είναι 50 έως 600 µg/kg ενδορρινικά· η πλειονότητα των δημοσιευμένων μελετών για γνωστικές και νευροπροστατευτικές επιδράσεις χρησιμοποιεί 50 µg/kg ως δόση αναφοράς. Σε μελέτες σε ανθρώπους για το νοοτροπικό δυναμικό εξετάστηκαν δοσολογίες 200 έως 600 µg ενδορρινικά μία έως τρεις φορές την ημέρα για χρονικά διαστήματα 10 έως 14 ημερών Myasoedov et al., 1997. Για οξείες ενδείξεις όπως το ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο, σε κλινικές μελέτες χορηγήθηκαν ενδορρινικά σημαντικά υψηλότερες δόσεις 6 mg δύο φορές την ημέρα (συνολική ημερήσια δόση 12 mg), με τη θεραπεία να ξεκινά εντός 6 έως 12 ωρών από το συμβάν και να συνεχίζεται για 5 έως 10 ημέρες. Η ενδορρινική χορήγηση είναι η προτιμώμενη οδός χορήγησης, καθώς μέσω αυτής της οδού το Semax φτάνει στον εγκέφαλο του αρουραίου εντός δύο λεπτών· ανιχνεύτηκε το 0,093 % της χορηγηθείσας ραδιενέργειας ανά γραμμάριο εγκεφαλικού ιστού, εκ των οποίων το 80 % ανήκε στο άθικτο μόριο του Semax Glazova et al., 2006. Η Bergdorf Bio προσφέρει το Semax σε φιαλίδια των 10 mg, που επιτρέπουν ακριβή δοσολογία για διάφορα ερευνητικά πρωτόκολλα. Παραγγείλτε Semax τώρα
Η φαρμακοκινητική του Semax χαρακτηρίζεται από ταχεία έναρξη δράσης και απροσδόκητα μεγάλη διάρκεια δράσης, παρόλο που ο χρόνος ημίσειας ζωής του ίδιου του πεπτιδίου στο πλάσμα είναι μόνο περίπου 2 έως 3 λεπτά. Αυτή η φαινομενική αντίφαση εξηγείται από τη γρήγορη διείσδυση στο ΚΝΣ και την κατάντη ενεργοποίηση ενδοκυττάριων καταρρακτών σηματοδότησης, που δρουν πολύ πέρα από την παρουσία του μητρικού μορίου. Μετά από ενδορρινική χορήγηση, το Semax φτάνει στον εγκέφαλο εντός δύο λεπτών, με την αποδόμηση να γίνεται κυρίως μέσω πεπτιδασών και τον τριπεπτιδικό μεταβολίτη Pro-Gly-Pro να ανιχνεύεται ως κύριο προϊόν αποδόμησης σε βιολογικά δείγματα Glazova et al., 2006. Παρά τη σύντομη ημίσεια ζωή του άθικτου πεπτιδίου, οι λειτουργικές επιδράσεις στη μνήμη και την προσοχή διαρκούν 20 έως 24 ώρες· αυτό αποδίδεται στην παρατεταμένη ανοδική ρύθμιση των BDNF και NGF, των οποίων οι συγκεντρώσεις πρωτεΐνης παραμένουν αυξημένες επί ώρες. Η απέκκριση γίνεται νεφρικά. Για την ερευνητική πρακτική, αυτή η φαρμακοκινητική σημαίνει ότι η χορήγηση μία έως δύο φορές την ημέρα μπορεί να αρκεί για τη διατήρηση σταθερών νευροτροφικών επιδράσεων κατά την περίοδο της μελέτης. Η υψηλή υδατοδιαλυτότητα της λυοφιλοποιημένης σκόνης διευκολύνει την ανασύσταση και την παρασκευή ακριβών σειρών αραίωσης.
Η σωστή αποθήκευση και ο χειρισμός του Semax είναι καθοριστικής σημασίας για τη διατήρηση της πεπτιδικής ακεραιότητας και την αναπαραγωγιμότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων. Το λυοφιλοποιημένο Semax πρέπει να αποθηκεύεται στους 2 έως 8 °C· για μακροχρόνια αποθήκευση επί αρκετούς μήνες συνιστάται θερμοκρασία –20 °C ή χαμηλότερη. Σε θερμοκρασία δωματίου, η λυοφιλοποιημένη σκόνη παραμένει σταθερή για περίπου τρεις εβδομάδες. Οι κύριες οδοί αποδόμησης περιλαμβάνουν την οξείδωση του N-τελικού καταλοίπου μεθειονίνης, την υδρόλυση του πεπτιδικού δεσμού (ιδίως σε δεσμούς Pro-Gly) και την απαμίδωση. Τα μέτρα προστασίας περιλαμβάνουν την αποθήκευση υπό αδρανή ατμόσφαιρα (άζωτο ή αργό), την προσθήκη αντιοξειδωτικών όπως 0,1 % ασκορβικό οξύ σε ανασυσταθέντα διαλύματα και τη χρήση ρυθμιστικών διαλυμάτων και δοχείων χωρίς μέταλλα. Μετά την ανασύσταση με βακτηριοστατικό νερό, το διάλυμα είναι σταθερό στους 2 έως 8 °C για περίπου 30 ημέρες· για μακρύτερη διάρκεια φύλαξης πρέπει να καταψύχεται στους –18 °C. Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι κατάψυξης-απόψυξης πρέπει να αποφεύγονται, καθώς μειώνουν σημαντικά τη σταθερότητα του πεπτιδίου. Η προσθήκη εκδόχων όπως τρεχαλόζη, μαννιτόλη ή γλυκερόλη (1 έως 5 %) μπορεί να βελτιώσει τη σταθερότητα των ανασυσταθέντων διαλυμάτων κατά τους κύκλους κατάψυξης-απόψυξης.
Η καθαρότητα ενός ερευνητικού πεπτιδίου είναι μια κρίσιμη παράμετρος ποιότητας που επηρεάζει άμεσα την εγκυρότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων. Για αναπαραγώγιμα ερευνητικά αποτελέσματα με το Semax συνιστάται καθαρότητα τουλάχιστον 98 %· η Bergdorf Bio προσφέρει Semax με καθαρότητα ≥99 % επαληθευμένη με HPLC. Η ανάλυση πραγματοποιείται με HPLC αντίστροφης φάσης (RP-HPLC), το χρυσό πρότυπο για τον προσδιορισμό της καθαρότητας συνθετικών πεπτιδίων. Πιθανές προσμείξεις περιλαμβάνουν κολοβωμένες αλληλουχίες από τη σύνθεση στερεάς φάσης, παραλλαγές έλλειψης και παρεμβολής καθώς και προϊόντα οξείδωσης της N-τελικής μεθειονίνης. Ένα Certificate of Analysis (CoA) θα πρέπει να περιέχει, εκτός από την τιμή καθαρότητας HPLC, και το φάσμα μάζας (MS) για την επιβεβαίωση της σωστής μοριακής μάζας. Κατά την ερμηνεία των ερευνητικών αποτελεσμάτων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι ακόμη και μικρές προσμείξεις 1 έως 2 % μπορούν να περιέχουν βιολογικά δραστικά θραύσματα που αλλοιώνουν το αποτέλεσμα· αυτό ισχύει ιδιαίτερα για μελέτες έκφρασης νευροτροφινών, όπου ακόμη και νανομοριακές συγκεντρώσεις προκαλούν επιδράσεις. Η Bergdorf Bio παρέχει για κάθε παρτίδα πλήρη τεκμηρίωση με χρωματογράφημα HPLC και φάσμα μάζας, γεγονός που διασφαλίζει τη συγκρισιμότητα μεταξύ παρτίδων. Η παρασκευή σύμφωνα με τις απαιτήσεις GMP και η ιχνηλασιμότητα των παρτίδων επιτρέπουν την ακριβή αντιστοίχιση πειραματικών αποτελεσμάτων σε μια συγκεκριμένη παρτίδα παραγωγής.
Το Semax συζητείται συχνά στο πλαίσιο άλλων νευροπεπτιδίων, ιδίως του Selank, ενός ακόμη πεπτιδίου που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο της Μόσχας. Ενώ το Semax είναι ανάλογο του ACTH(4-10) και δρα κυρίως μέσω υποδοχέων μελανοκορτίνης και ρύθμισης των νευροτροφινών, το Selank είναι ανάλογο της τουφτσίνης (Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro) που αναπτύσσει κυρίως αγχολυτικές και ανοσοτροποποιητικές επιδράσεις μέσω του ενδογενούς οπιοειδούς συστήματος και GABAεργικών μηχανισμών. Και τα δύο πεπτίδια μοιράζονται τη σταθεροποιητική C-τελική ουρά Pro-Gly-Pro. Η σημαντικότερη διαφορά βρίσκεται στο κύριο προφίλ δράσης: το Semax εμφανίζει ισχυρότερες νοοτροπικές και νευροπροστατευτικές επιδράσεις με έντονη ανοδική ρύθμιση του BDNF, ενώ το Selank δρα κυρίως αγχολυτικά και διαμορφώνει την έκφραση των υπομονάδων του υποδοχέα GABA. Στην ερευνητική πρακτική, τα πεπτίδια χρησιμοποιούνται στοχευμένα ανάλογα με το ερώτημα: το Semax για μελέτες νόησης, νευροπροστασίας και συναπτικής πλαστικότητας· το Selank για έρευνες σχετικά με την αγχώδη συμπεριφορά και την ανοσορρύθμιση. Ο συνδυασμός των δύο πεπτιδίων έχει μελετηθεί σε ορισμένα ερευνητικά πρωτόκολλα, ωστόσο τα δεδομένα σχετικά με αυτόν είναι περιορισμένα. Η αλληλουχία αμινοξέων, το μοριακό βάρος (Semax: περ. 813 Da· Selank: περ. 751 Da) και η ειδικότητα υποδοχέα διαφέρουν ουσιαστικά, γι' αυτό η άμεση αντικατάσταση του ενός από το άλλο σε ερευνητικά πρωτόκολλα δεν θα ήταν σκόπιμη.
Η διαθέσιμη ερευνητική βιβλιογραφία για το Semax υποδεικνύει ευνοϊκό προφίλ ασφάλειας, με τα δεδομένα να προέρχονται κυρίως από μελέτες σε ζώα και από περιορισμένο αριθμό μελετών σε ανθρώπους. Σε προκλινικές μελέτες, οι αρουραίοι που έλαβαν δόσεις έως 600 µg/kg ενδορρινικά δεν εμφάνισαν σημαντικές ανωμαλίες συμπεριφοράς ούτε σημαντικές ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις. Το πεπτίδιο δεν επηρεάζει ούτε τα επίπεδα κορτιζόλης ούτε άλλα επινεφριδιακά στεροειδή, καθώς δεν έχει συγγένεια με τους υποδοχείς ACTH στα επινεφρίδια. Σε μελέτες σε ανθρώπους, στις εξεταζόμενες δοσολογίες των 200 έως 600 µg ενδορρινικά δεν αναφέρθηκαν σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες· περιστασιακά καταγράφηκαν ήπιος ρινικός ερεθισμός και παροδική κεφαλαλγία Myasoedov et al., 1997. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η μακροχρόνια ασφάλεια υπό επαναλαμβανόμενη χρήση δεν έχει ακόμη χαρακτηριστεί πλήρως και ότι οι υπάρχουσες μελέτες σε ανθρώπους προέρχονται κυρίως από ρωσική βιβλιογραφία, η πρόσβαση και η αξιολόγηση της οποίας μπορεί να είναι περιορισμένη. Οι ερευνητές θα πρέπει κατά την ερμηνεία των δεδομένων ασφάλειας να λαμβάνουν υπόψη ότι τα περισσότερα αποτελέσματα προέκυψαν από μοντέλα μυών και αρουραίων και ότι η άμεση εξαγωγή συμπερασμάτων για άλλα είδη δεν δικαιολογείται αυτόματα. Το πεπτίδιο προορίζεται αποκλειστικά για ερευνητικούς σκοπούς.
Όχι. Το Semax διατίθεται αποκλειστικά ως ερευνητική ουσία και δεν προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. Στη Ρωσία υπάρχουν εγκεκριμένα φαρμακευτικά σκευάσματα, το ρυθμιστικό καθεστώς των οποίων ωστόσο δεν μπορεί να μεταφερθεί στην ΕΕ ή σε άλλες δικαιοδοσίες.
Το λυοφιλοποιημένο Semax ανασυστήνεται με αργή προσθήκη βακτηριοστατικού νερού (0,9 % βενζυλική αλκοόλη) στο εσωτερικό τοίχωμα του φιαλιδίου. Το διάλυμα δεν πρέπει να ανακινείται, αλλά να αναμιγνύεται με απαλές περιστροφικές κινήσεις. Μετά την ανασύσταση, το πεπτίδιο είναι σταθερό στους 2 έως 8 °C για περίπου 30 ημέρες.
Στην ερευνητική βιβλιογραφία υπάρχουν πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν το Semax σε συνδυασμό με το Selank ή άλλα νευροπεπτίδια. Επειδή οι αλληλεπιδράσεις δεν έχουν χαρακτηριστεί πλήρως, κάθε συνδυασμός θα πρέπει να επικυρώνεται σε ένα ελεγχόμενο πειραματικό σχέδιο.
Κάθε αποστολή συνοδεύεται από Certificate of Analysis με τιμή καθαρότητας HPLC και φάσμα μάζας.
Η Bergdorf Bio προσφέρει Semax με καθαρότητα ≥99 % επαληθευμένη με HPLC και πλήρη τεκμηρίωση παρτίδας. Κάθε παρτίδα είναι ιχνηλάσιμη και το Certificate of Analysis περιλαμβάνει χρωματογράφημα HPLC, φάσμα μάζας και στοιχεία για την αλληλουχία αμινοξέων.
Το Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) είναι ένα συνθετικό επταπεπτίδιο και ανάλογο της αδρενοκορτικοτρόπου ορμόνης ACTH(4-10), το οποίο κερδίζει ολοένα μεγαλύτερη σημασία στη νευροεπιστημονική έρευνα χάρη στις νοοτροπικές, νευροπροστατευτικές και νευροτροφικές ιδιότητές του. Το πεπτίδιο, που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο Μοριακής Γενετικής της Μόσχας, ενεργοποιεί τους υποδοχείς μελανοκορτίνης (MC3/MC4) και ρυθμίζει ανοδικά την έκφραση των BDNF, NGF καθώς και του TrkB, χωρίς να αναπτύσσει τις ορμονικές επιδράσεις του πλήρους μορίου ACTH.
Το Semax συντέθηκε τη δεκαετία του 1980 στο Ινστιτούτο Μοριακής Γενετικής της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών ως θεραπευτικό ανάλογο του ACTH(4-10). Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Myasoedov είχε ως στόχο να διατηρήσει τις γνωστικές επιδράσεις του φυσικού θραύσματος ACTH και ταυτόχρονα να εξαλείψει τις ανεπιθύμητες ορμονικές δράσεις. Το αποτέλεσμα ήταν ένα επταπεπτίδιο με την αλληλουχία αμινοξέων Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro, στο οποίο μια C-τελική ουρά Pro-Gly-Pro αυξάνει σημαντικά την ενζυμική σταθερότητα σε σχέση με το φυσικό θραύσμα ACTH(4-7) Myasoedov et al., 1997. Η πεπτιδική αλυσίδα έχει μοριακό βάρος περίπου 813 Da και εμφανίζεται ως λευκή έως υπόλευκη (χρώματος κρεμ) λυοφιλοποιημένη σκόνη, ελεύθερα διαλυτή στο νερό. Σε αντίθεση με το ίδιο το ACTH, το Semax δεν επηρεάζει ούτε την παραγωγή κορτιζόλης ούτε άλλα επινεφριδιακά στεροειδή· η βιολογική δράση περιορίζεται σε κεντρικούς μηχανισμούς, όπως η διαμόρφωση της δράσης των νευροτροφινών και η επίδραση στο ντοπαμινεργικό και το σεροτονινεργικό σύστημα. Αυτή η ιδιότητα καθιστά το Semax ένα ενδιαφέρον εργαλείο για τη βασική έρευνα σχετικά με τη νόηση, τη νευροπροστασία και τη συναπτική πλαστικότητα.
Η δράση του Semax βασίζεται σε πολλούς παράλληλους μοριακούς μηχανισμούς. Πρώτον, το πεπτίδιο συνδέεται ειδικά με υποδοχείς στο βασικό πρόσθιο εγκέφαλο με σταθερά διάστασης 2,4 ± 1,0 nM· αυτή η σύνδεση είναι χρονοεξαρτώμενη, ασβεστιοεξαρτώμενη και αναστρέψιμη Dolotov et al., 2006. Δεύτερον, το Semax ενεργοποιεί υποδοχείς μελανοκορτίνης των υποτύπων MC3 και MC4, που εκφράζονται στον ιππόκαμπο, τον φλοιό και τον υποθάλαμο και συμμετέχουν στη ρύθμιση των διαδικασιών μάθησης, των κινήτρων και της νευροπροστασίας. Τρίτον, το πεπτίδιο αναστέλλει αποδεδειγμένα τις εγκεφαλινάσες, με αποτέλεσμα τα ενδογενή οπιοειδή πεπτίδια να αποδομούνται πιο αργά. Μια ιδιαίτερα καλά τεκμηριωμένη επίδραση αφορά το νευροδιαβιβαστικό σύστημα: σε μια μελέτη σε αρουραίους, η περιεκτικότητα ιστού του 5-υδροξυϊνδολοξικού οξέος (5-HIAA) στο ραβδωτό σώμα αυξήθηκε κατά 25 % δύο ώρες μετά τη χορήγηση Semax, και το εξωκυττάριο επίπεδο 5-HIAA αυξήθηκε μέσα σε μία έως τέσσερις ώρες έως και στο 180 % της αρχικής τιμής Eremin et al., 2005. Επιπλέον, αποδείχθηκε αύξηση της ντοπαμινεργικής δραστηριότητας στο μεσομεταιχμιακό σύστημα· και τα δύο νευροδιαβιβαστικά συστήματα διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στις γνωστικές διαδικασίες και τη ρύθμιση της διάθεσης.
Η ικανότητα του Semax να ρυθμίζει ανοδικά την έκφραση των νευροτροφινών συγκαταλέγεται στις καλύτερα μελετημένες ιδιότητες του πεπτιδίου. Οι νευροτροφίνες, όπως ο BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) και ο NGF (Nerve Growth Factor), είναι πρωτεΐνες-κλειδιά για την επιβιωσιμότητα των νευρώνων, τη συναπτική πλαστικότητα και τον σχηματισμό της μνήμης. Μετά από ενδορρινική χορήγηση Semax σε δοσολογία 50 µg/kg σε αρουραίους, μετρήθηκε σημαντική αύξηση της συγκέντρωσης της πρωτεΐνης BDNF στο βασικό πρόσθιο εγκέφαλο εντός 30 λεπτών Dolotov et al., 2006. Παράλληλα, οι Agapova και συνεργάτες έδειξαν ότι το Semax διεγείρει χρονοεξαρτώμενα τη γονιδιακή έκφραση τόσο του BDNF όσο και του NGF στον ιππόκαμπο, τον μετωπιαίο φλοιό και τον αμφιβληστροειδή, με τη μέγιστη ανοδική ρύθμιση στον ιππόκαμπο να επιτυγχάνεται μετά από τρεις ώρες Agapova et al., 2007. Ιδιαίτερα σημαντική είναι η ταυτόχρονη ενεργοποίηση του υποδοχέα TrkB, του υψηλής συγγένειας υποδοχέα για τον BDNF, καθώς μόνο η συνέκφραση νευροτροφίνης και υποδοχέα πυροδοτεί έναν αποτελεσματικό νευροπροστατευτικό καταρράκτη σηματοδότησης Dolotov et al., 2006. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι το Semax ενεργοποιεί συντονισμένα ολόκληρο το δίκτυο σηματοδότησης των νευροτροφινών, γεγονός που εξηγεί σε μοριακό επίπεδο τις νευροπροστατευτικές του ιδιότητες.
Οι νευροπροστατευτικές ιδιότητες του Semax έχουν μελετηθεί εντατικά στο πλαίσιο της εγκεφαλικής ισχαιμίας, ενός ερευνητικού πεδίου με υψηλή κλινική συνάφεια. Σε ένα μοντέλο αρουραίων με μόνιμη απόφραξη της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας (pMCAO), το Semax ενίσχυσε τη μεταγραφή του BDNF, του TrkC και του TrkA τρεις ώρες μετά την απόφραξη καθώς και των NT-3 και NGF 24 ώρες μετά την απόφραξη Shadrina et al., 2009. Αυτή η χρονικά κλιμακωτή ενεργοποίηση πολλών γονιδίων νευροτροφινών υποδηλώνει έναν ενορχηστρωμένο προστατευτικό μηχανισμό που καλύπτει διαφορετικές φάσεις του ισχαιμικού καταρράκτη. Σε επίπεδο μεταγραφώματος, μια εκτενής μελέτη των Filippenkov και συνεργατών έδειξε ότι το Semax μετά από ισχαιμία-επαναιμάτωση καταστέλλει την έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με φλεγμονώδεις διεργασίες και ταυτόχρονα ενεργοποιεί γονίδια που συμμετέχουν στη νευροδιαβίβαση Filippenkov et al., 2020. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε μείωση των προφλεγμονωδών κυτοκινών και ανοδική ρύθμιση γονιδίων για πρωτεΐνες συναπτικών κυστιδίων. Αξιοσημείωτο είναι ότι όχι μόνο το ίδιο το Semax αλλά και ο κύριος μεταβολίτης του Pro-Gly-Pro (PGP) αναπτύσσει νευροπροστατευτικές μεταγραφικές επιδράσεις, γεγονός που υποδηλώνει παρατεταμένη βιολογική δραστικότητα πέρα από την αποδόμηση του μητρικού πεπτιδίου.
Οι δοσολογίες που περιγράφονται στη βιβλιογραφία ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το ερευνητικό μοντέλο και την οδό χορήγησης. Σε πειράματα σε ζώα, το τυπικό εύρος δόσης είναι 50 έως 600 µg/kg ενδορρινικά· η πλειονότητα των δημοσιευμένων μελετών για γνωστικές και νευροπροστατευτικές επιδράσεις χρησιμοποιεί 50 µg/kg ως δόση αναφοράς. Σε μελέτες σε ανθρώπους για το νοοτροπικό δυναμικό εξετάστηκαν δοσολογίες 200 έως 600 µg ενδορρινικά μία έως τρεις φορές την ημέρα για χρονικά διαστήματα 10 έως 14 ημερών Myasoedov et al., 1997. Για οξείες ενδείξεις όπως το ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο, σε κλινικές μελέτες χορηγήθηκαν ενδορρινικά σημαντικά υψηλότερες δόσεις 6 mg δύο φορές την ημέρα (συνολική ημερήσια δόση 12 mg), με τη θεραπεία να ξεκινά εντός 6 έως 12 ωρών από το συμβάν και να συνεχίζεται για 5 έως 10 ημέρες. Η ενδορρινική χορήγηση είναι η προτιμώμενη οδός χορήγησης, καθώς μέσω αυτής της οδού το Semax φτάνει στον εγκέφαλο του αρουραίου εντός δύο λεπτών· ανιχνεύτηκε το 0,093 % της χορηγηθείσας ραδιενέργειας ανά γραμμάριο εγκεφαλικού ιστού, εκ των οποίων το 80 % ανήκε στο άθικτο μόριο του Semax Glazova et al., 2006. Η Bergdorf Bio προσφέρει το Semax σε φιαλίδια των 10 mg, που επιτρέπουν ακριβή δοσολογία για διάφορα ερευνητικά πρωτόκολλα. Παραγγείλτε Semax τώρα
Η φαρμακοκινητική του Semax χαρακτηρίζεται από ταχεία έναρξη δράσης και απροσδόκητα μεγάλη διάρκεια δράσης, παρόλο που ο χρόνος ημίσειας ζωής του ίδιου του πεπτιδίου στο πλάσμα είναι μόνο περίπου 2 έως 3 λεπτά. Αυτή η φαινομενική αντίφαση εξηγείται από τη γρήγορη διείσδυση στο ΚΝΣ και την κατάντη ενεργοποίηση ενδοκυττάριων καταρρακτών σηματοδότησης, που δρουν πολύ πέρα από την παρουσία του μητρικού μορίου. Μετά από ενδορρινική χορήγηση, το Semax φτάνει στον εγκέφαλο εντός δύο λεπτών, με την αποδόμηση να γίνεται κυρίως μέσω πεπτιδασών και τον τριπεπτιδικό μεταβολίτη Pro-Gly-Pro να ανιχνεύεται ως κύριο προϊόν αποδόμησης σε βιολογικά δείγματα Glazova et al., 2006. Παρά τη σύντομη ημίσεια ζωή του άθικτου πεπτιδίου, οι λειτουργικές επιδράσεις στη μνήμη και την προσοχή διαρκούν 20 έως 24 ώρες· αυτό αποδίδεται στην παρατεταμένη ανοδική ρύθμιση των BDNF και NGF, των οποίων οι συγκεντρώσεις πρωτεΐνης παραμένουν αυξημένες επί ώρες. Η απέκκριση γίνεται νεφρικά. Για την ερευνητική πρακτική, αυτή η φαρμακοκινητική σημαίνει ότι η χορήγηση μία έως δύο φορές την ημέρα μπορεί να αρκεί για τη διατήρηση σταθερών νευροτροφικών επιδράσεων κατά την περίοδο της μελέτης. Η υψηλή υδατοδιαλυτότητα της λυοφιλοποιημένης σκόνης διευκολύνει την ανασύσταση και την παρασκευή ακριβών σειρών αραίωσης.
Η σωστή αποθήκευση και ο χειρισμός του Semax είναι καθοριστικής σημασίας για τη διατήρηση της πεπτιδικής ακεραιότητας και την αναπαραγωγιμότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων. Το λυοφιλοποιημένο Semax πρέπει να αποθηκεύεται στους 2 έως 8 °C· για μακροχρόνια αποθήκευση επί αρκετούς μήνες συνιστάται θερμοκρασία –20 °C ή χαμηλότερη. Σε θερμοκρασία δωματίου, η λυοφιλοποιημένη σκόνη παραμένει σταθερή για περίπου τρεις εβδομάδες. Οι κύριες οδοί αποδόμησης περιλαμβάνουν την οξείδωση του N-τελικού καταλοίπου μεθειονίνης, την υδρόλυση του πεπτιδικού δεσμού (ιδίως σε δεσμούς Pro-Gly) και την απαμίδωση. Τα μέτρα προστασίας περιλαμβάνουν την αποθήκευση υπό αδρανή ατμόσφαιρα (άζωτο ή αργό), την προσθήκη αντιοξειδωτικών όπως 0,1 % ασκορβικό οξύ σε ανασυσταθέντα διαλύματα και τη χρήση ρυθμιστικών διαλυμάτων και δοχείων χωρίς μέταλλα. Μετά την ανασύσταση με βακτηριοστατικό νερό, το διάλυμα είναι σταθερό στους 2 έως 8 °C για περίπου 30 ημέρες· για μακρύτερη διάρκεια φύλαξης πρέπει να καταψύχεται στους –18 °C. Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι κατάψυξης-απόψυξης πρέπει να αποφεύγονται, καθώς μειώνουν σημαντικά τη σταθερότητα του πεπτιδίου. Η προσθήκη εκδόχων όπως τρεχαλόζη, μαννιτόλη ή γλυκερόλη (1 έως 5 %) μπορεί να βελτιώσει τη σταθερότητα των ανασυσταθέντων διαλυμάτων κατά τους κύκλους κατάψυξης-απόψυξης.
Η καθαρότητα ενός ερευνητικού πεπτιδίου είναι μια κρίσιμη παράμετρος ποιότητας που επηρεάζει άμεσα την εγκυρότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων. Για αναπαραγώγιμα ερευνητικά αποτελέσματα με το Semax συνιστάται καθαρότητα τουλάχιστον 98 %· η Bergdorf Bio προσφέρει Semax με καθαρότητα ≥99 % επαληθευμένη με HPLC. Η ανάλυση πραγματοποιείται με HPLC αντίστροφης φάσης (RP-HPLC), το χρυσό πρότυπο για τον προσδιορισμό της καθαρότητας συνθετικών πεπτιδίων. Πιθανές προσμείξεις περιλαμβάνουν κολοβωμένες αλληλουχίες από τη σύνθεση στερεάς φάσης, παραλλαγές έλλειψης και παρεμβολής καθώς και προϊόντα οξείδωσης της N-τελικής μεθειονίνης. Ένα Certificate of Analysis (CoA) θα πρέπει να περιέχει, εκτός από την τιμή καθαρότητας HPLC, και το φάσμα μάζας (MS) για την επιβεβαίωση της σωστής μοριακής μάζας. Κατά την ερμηνεία των ερευνητικών αποτελεσμάτων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι ακόμη και μικρές προσμείξεις 1 έως 2 % μπορούν να περιέχουν βιολογικά δραστικά θραύσματα που αλλοιώνουν το αποτέλεσμα· αυτό ισχύει ιδιαίτερα για μελέτες έκφρασης νευροτροφινών, όπου ακόμη και νανομοριακές συγκεντρώσεις προκαλούν επιδράσεις. Η Bergdorf Bio παρέχει για κάθε παρτίδα πλήρη τεκμηρίωση με χρωματογράφημα HPLC και φάσμα μάζας, γεγονός που διασφαλίζει τη συγκρισιμότητα μεταξύ παρτίδων. Η παρασκευή σύμφωνα με τις απαιτήσεις GMP και η ιχνηλασιμότητα των παρτίδων επιτρέπουν την ακριβή αντιστοίχιση πειραματικών αποτελεσμάτων σε μια συγκεκριμένη παρτίδα παραγωγής.
Το Semax συζητείται συχνά στο πλαίσιο άλλων νευροπεπτιδίων, ιδίως του Selank, ενός ακόμη πεπτιδίου που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο της Μόσχας. Ενώ το Semax είναι ανάλογο του ACTH(4-10) και δρα κυρίως μέσω υποδοχέων μελανοκορτίνης και ρύθμισης των νευροτροφινών, το Selank είναι ανάλογο της τουφτσίνης (Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro) που αναπτύσσει κυρίως αγχολυτικές και ανοσοτροποποιητικές επιδράσεις μέσω του ενδογενούς οπιοειδούς συστήματος και GABAεργικών μηχανισμών. Και τα δύο πεπτίδια μοιράζονται τη σταθεροποιητική C-τελική ουρά Pro-Gly-Pro. Η σημαντικότερη διαφορά βρίσκεται στο κύριο προφίλ δράσης: το Semax εμφανίζει ισχυρότερες νοοτροπικές και νευροπροστατευτικές επιδράσεις με έντονη ανοδική ρύθμιση του BDNF, ενώ το Selank δρα κυρίως αγχολυτικά και διαμορφώνει την έκφραση των υπομονάδων του υποδοχέα GABA. Στην ερευνητική πρακτική, τα πεπτίδια χρησιμοποιούνται στοχευμένα ανάλογα με το ερώτημα: το Semax για μελέτες νόησης, νευροπροστασίας και συναπτικής πλαστικότητας· το Selank για έρευνες σχετικά με την αγχώδη συμπεριφορά και την ανοσορρύθμιση. Ο συνδυασμός των δύο πεπτιδίων έχει μελετηθεί σε ορισμένα ερευνητικά πρωτόκολλα, ωστόσο τα δεδομένα σχετικά με αυτόν είναι περιορισμένα. Η αλληλουχία αμινοξέων, το μοριακό βάρος (Semax: περ. 813 Da· Selank: περ. 751 Da) και η ειδικότητα υποδοχέα διαφέρουν ουσιαστικά, γι' αυτό η άμεση αντικατάσταση του ενός από το άλλο σε ερευνητικά πρωτόκολλα δεν θα ήταν σκόπιμη.
Η διαθέσιμη ερευνητική βιβλιογραφία για το Semax υποδεικνύει ευνοϊκό προφίλ ασφάλειας, με τα δεδομένα να προέρχονται κυρίως από μελέτες σε ζώα και από περιορισμένο αριθμό μελετών σε ανθρώπους. Σε προκλινικές μελέτες, οι αρουραίοι που έλαβαν δόσεις έως 600 µg/kg ενδορρινικά δεν εμφάνισαν σημαντικές ανωμαλίες συμπεριφοράς ούτε σημαντικές ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις. Το πεπτίδιο δεν επηρεάζει ούτε τα επίπεδα κορτιζόλης ούτε άλλα επινεφριδιακά στεροειδή, καθώς δεν έχει συγγένεια με τους υποδοχείς ACTH στα επινεφρίδια. Σε μελέτες σε ανθρώπους, στις εξεταζόμενες δοσολογίες των 200 έως 600 µg ενδορρινικά δεν αναφέρθηκαν σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες· περιστασιακά καταγράφηκαν ήπιος ρινικός ερεθισμός και παροδική κεφαλαλγία Myasoedov et al., 1997. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η μακροχρόνια ασφάλεια υπό επαναλαμβανόμενη χρήση δεν έχει ακόμη χαρακτηριστεί πλήρως και ότι οι υπάρχουσες μελέτες σε ανθρώπους προέρχονται κυρίως από ρωσική βιβλιογραφία, η πρόσβαση και η αξιολόγηση της οποίας μπορεί να είναι περιορισμένη. Οι ερευνητές θα πρέπει κατά την ερμηνεία των δεδομένων ασφάλειας να λαμβάνουν υπόψη ότι τα περισσότερα αποτελέσματα προέκυψαν από μοντέλα μυών και αρουραίων και ότι η άμεση εξαγωγή συμπερασμάτων για άλλα είδη δεν δικαιολογείται αυτόματα. Το πεπτίδιο προορίζεται αποκλειστικά για ερευνητικούς σκοπούς.
Όχι. Το Semax διατίθεται αποκλειστικά ως ερευνητική ουσία και δεν προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. Στη Ρωσία υπάρχουν εγκεκριμένα φαρμακευτικά σκευάσματα, το ρυθμιστικό καθεστώς των οποίων ωστόσο δεν μπορεί να μεταφερθεί στην ΕΕ ή σε άλλες δικαιοδοσίες.
Το λυοφιλοποιημένο Semax ανασυστήνεται με αργή προσθήκη βακτηριοστατικού νερού (0,9 % βενζυλική αλκοόλη) στο εσωτερικό τοίχωμα του φιαλιδίου. Το διάλυμα δεν πρέπει να ανακινείται, αλλά να αναμιγνύεται με απαλές περιστροφικές κινήσεις. Μετά την ανασύσταση, το πεπτίδιο είναι σταθερό στους 2 έως 8 °C για περίπου 30 ημέρες.
Στην ερευνητική βιβλιογραφία υπάρχουν πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν το Semax σε συνδυασμό με το Selank ή άλλα νευροπεπτίδια. Επειδή οι αλληλεπιδράσεις δεν έχουν χαρακτηριστεί πλήρως, κάθε συνδυασμός θα πρέπει να επικυρώνεται σε ένα ελεγχόμενο πειραματικό σχέδιο.
Κάθε αποστολή συνοδεύεται από Certificate of Analysis με τιμή καθαρότητας HPLC και φάσμα μάζας.
Η Bergdorf Bio προσφέρει Semax με καθαρότητα ≥99 % επαληθευμένη με HPLC και πλήρη τεκμηρίωση παρτίδας. Κάθε παρτίδα είναι ιχνηλάσιμη και το Certificate of Analysis περιλαμβάνει χρωματογράφημα HPLC, φάσμα μάζας και στοιχεία για την αλληλουχία αμινοξέων.