Semax-opas: vaikutus, annostus ja tutkimus nootrooppisesta neuropeptidistä
Dr. Sieglinde Klaus
Tieteellinen toimitus · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Tieteellinen toimitus · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Tieteellinen toimitus · Bergdorf Bioscience
Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) on synteettinen heptapeptidi ja adrenokortikotrooppisen hormonin ACTH(4-10) analogi, joka saa yhä enemmän merkitystä neurotieteen tutkimuksessa nootrooppisten, neuroprotektiivisten ja neurotrofisten ominaisuuksiensa ansiosta. Moskovan molekyyligenetiikan instituutissa kehitetty peptidi aktivoi melanokortiinireseptoreita (MC3/MC4) ja säätelee BDNF:n, NGF:n sekä TrkB:n ilmentymistä ylöspäin aiheuttamatta kuitenkaan koko ACTH-molekyylin hormonaalisia vaikutuksia.
Semax syntetisoitiin 1980-luvulla Venäjän tiedeakatemian molekyyligenetiikan instituutissa ACTH(4-10):n terapeuttisena analogina. Myasoedovin tutkimusryhmä tavoitteli luonnollisen ACTH-fragmentin kognitiivisten vaikutusten säilyttämistä ja samalla ei-toivottujen hormonaalisten vaikutusten poistamista. Tuloksena oli heptapeptidi, jonka aminohapposekvenssi on Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro ja jossa C-terminaalinen Pro-Gly-Pro-häntä parantaa selvästi peptidin kestävyyttä entsymaattista hajoamista vastaan luonnolliseen ACTH(4-7)-fragmenttiin verrattuna Myasoedov et al., 1997. Peptidiketjun molekyylimassa on noin 813 Da, ja se esiintyy valkoisena tai kermanvärisenä lyofilisoituna jauheena, joka liukenee helposti veteen. Toisin kuin ACTH itse, Semax ei vaikuta kortisolin tuotantoon eikä muihin lisämunuaisen steroideihin; biologinen aktiivisuus rajoittuu keskushermoston mekanismeihin, kuten neurotrofiinien säätelyyn sekä dopaminergiseen ja serotonergiseen järjestelmään vaikuttamiseen. Tämä ominaisuus tekee Semaxista kiinnostavan työkalun kognition, neuroprotektion ja synaptisen plastisuuden perustutkimukseen.
Semaxin vaikutus perustuu useisiin rinnakkain tapahtuviin molekyylimekanismeihin. Ensinnäkin peptidi sitoutuu spesifisesti etuaivojen tyvialueen reseptoreihin dissosiaatiovakion ollessa 2,4 ± 1,0 nM; tämä sitoutuminen on aikariippuvaista, kalsiumriippuvaista ja palautuvaa Dolotov et al., 2006. Toiseksi Semax aktivoi MC3- ja MC4-alatyyppien melanokortiinireseptoreita, joita ilmentyy hippokampuksessa, korteksissa ja hypotalamuksessa ja jotka osallistuvat oppimisprosessien, motivaation ja neuroprotektion säätelyyn. Kolmanneksi peptidi estää osoitetusti enkefalinaaseja, minkä vuoksi endogeeniset opioidipeptidit hajoavat hitaammin. Erityisen hyvin dokumentoitu vaikutus koskee välittäjäainejärjestelmää: rotilla tehdyssä tutkimuksessa 5-hydroksi-indolietikkahapon (5-HIAA) kudospitoisuus striatumissa nousi 25 % kaksi tuntia Semax-annon jälkeen, ja solunulkoinen 5-HIAA-pitoisuus nousi yhden–neljän tunnin kuluessa jopa 180 %:iin lähtötasosta Eremin et al., 2005. Lisäksi osoitettiin dopaminergisen aktiivisuuden lisääntyminen mesolimbisessa järjestelmässä; molemmilla välittäjäainejärjestelmillä on keskeinen rooli kognitiivisissa prosesseissa ja mielialan säätelyssä.
Semaxin kyky säädellä neurotrofiinien ilmentymistä ylöspäin on yksi peptidin tutkituimmista ominaisuuksista. Neurotrofiinit, kuten BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) ja NGF (Nerve Growth Factor), ovat avainproteiineja neuronien elinkyvylle, synaptiselle plastisuudelle ja muistin muodostumiselle. Kun rotille annettiin Semaxia intranasaalisesti annoksella 50 µg/kg, etuaivojen tyvialueen BDNF-proteiinipitoisuuden tilastollisesti merkitsevä nousu mitattiin 30 minuutin kuluessa Dolotov et al., 2006. Tämän lisäksi Agapova ja kollegat osoittivat, että Semax stimuloi sekä BDNF:n että NGF:n geeniekspressiota hippokampuksessa, frontaalikorteksissa ja verkkokalvossa aikariippuvaisesti, ja suurin ylössäätely hippokampuksessa saavutettiin kolmen tunnin kuluttua Agapova et al., 2007. Erityisen merkittävää on TrkB-reseptorin, BDNF:n korkea-affiniteettisen reseptorin, samanaikainen aktivoituminen, sillä vasta neurotrofiinin ja reseptorin yhteisilmentyminen käynnistää tehokkaan neuroprotektiivisen signaalikaskadin Dolotov et al., 2006. Nämä tulokset viittaavat siihen, että Semax aktivoi koordinoidusti koko neurotrofiinien signalointiverkoston, mikä selittää sen neuroprotektiiviset ominaisuudet molekyylitasolla.
Semaxin neuroprotektiivisia ominaisuuksia on tutkittu intensiivisesti aivoiskemian yhteydessä, ja tutkimusala on kliinisesti erittäin merkityksellinen. Rotilla tehdyssä mallissa, jossa keskimmäinen aivovaltimo suljettiin pysyvästi (pMCAO), Semax voimisti BDNF:n, TrkC:n ja TrkA:n transkriptiota kolme tuntia tukoksen jälkeen sekä NT-3:n ja NGF:n transkriptiota 24 tuntia tukoksen jälkeen Shadrina et al., 2009. Tämä ajallisesti porrastettu useiden neurotrofiinigeenien aktivoituminen viittaa koordinoituun suojamekanismiin, joka kohdistuu iskeemisen kaskadin eri vaiheisiin. Transkriptomitasolla Filippenkovin ja kollegoiden laaja tutkimus osoitti, että Semax iskemian ja reperfuusion jälkeen vaimentaa tulehdusprosesseihin liittyvien geenien ilmentymistä ja aktivoi samanaikaisesti neurotransmissioon osallistuvia geenejä Filippenkov et al., 2020. Konkreettisesti havaittiin proinflammatoristen sytokiinien väheneminen ja synaptisten rakkulaproteiinien geenien ylössäätely. Merkillepantavaa on, että paitsi Semax itse myös sen päämetaboliitti Pro-Gly-Pro (PGP) tuottaa neuroprotektiivisia transkriptiovaikutuksia, mikä viittaa biologisen vaikutuksen pitenemiseen alkuperäisen peptidin hajoamisen jälkeen.
Kirjallisuudessa kuvatut annostukset vaihtelevat huomattavasti tutkimusmallin ja antoreitin mukaan. Eläinkokeissa standardiannosalue on 50–600 µg/kg intranasaalisesti; useimmissa julkaistuissa kognitiivisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia koskevissa tutkimuksissa käytetään referenssiannoksena 50 µg/kg. Nootrooppista potentiaalia koskevissa ihmistutkimuksissa tutkittiin annoksia 200–600 µg intranasaalisesti yhdestä kolmeen kertaan päivässä 10–14 päivän ajan Myasoedov et al., 1997. Akuuteissa indikaatioissa, kuten iskeemisessä aivohalvauksessa, kliinisissä tutkimuksissa käytettiin selvästi suurempia annoksia, 6 mg kaksi kertaa päivässä (12 mg vuorokausiannos) intranasaalisesti, ja hoito aloitettiin 6–12 tunnin kuluessa tapahtumasta ja sitä jatkettiin 5–10 päivän ajan. Intranasaalinen antoreitti on ensisijainen, koska Semax saavuttaa sitä kautta rotan aivot kahdessa minuutissa; annetusta radioaktiivisuudesta havaittiin 0,093 % grammaa aivokudosta kohti, ja tästä 80 % kuului intaktiin Semax-molekyyliin Glazova et al., 2006. Bergdorf Bio tarjoaa Semaxia 10 mg:n viaaleina, jotka mahdollistavat tarkan annostelun erilaisiin tutkimusprotokolliin. Tilaa Semax nyt
Semaxin farmakokinetiikkaa luonnehtii nopea vaikutuksen alku ja yllättävän pitkä vaikutuksen kesto, vaikka peptidin itsensä plasman puoliintumisaika on vain noin 2–3 minuuttia. Tämä näennäinen ristiriita selittyy nopealla keskushermostoon tunkeutumisella ja sitä seuraavalla solunsisäisten signaalikaskadien aktivoitumisella, jotka vaikuttavat selvästi pidempään kuin alkuperäisen molekyylin läsnäolo. Intranasaalisen annon jälkeen Semax saavuttaa aivot kahdessa minuutissa; hajoaminen tapahtuu pääosin peptidaasien kautta, ja tripeptidimetaboliitti Pro-Gly-Pro osoitetaan pääasiallisena hajoamistuotteena biologisissa näytteissä Glazova et al., 2006. Intaktin peptidin lyhyestä puoliintumisajasta huolimatta muistiin ja tarkkaavaisuuteen kohdistuvat toiminnalliset vaikutukset kestävät 20–24 tuntia; tämän katsotaan johtuvan BDNF:n ja NGF:n pitkäkestoisesta ylössäätelystä, jonka aikana niiden proteiinipitoisuudet pysyvät koholla useita tunteja. Erittyminen tapahtuu munuaisten kautta. Tutkimuskäytännössä tämä farmakokinetiikka tarkoittaa, että yksi tai kaksi päivittäistä antoa voi riittää vakaan neurotrofisen vaikutuksen ylläpitämiseen tutkimusjakson ajan. Lyofilisoidun jauheen hyvä vesiliukoisuus helpottaa rekonstituutiota ja tarkkojen laimennussarjojen valmistamista.
Semaxin asianmukainen säilytys ja käsittely ovat ratkaisevia peptidin eheyden säilyttämisen ja kokeellisten tulosten toistettavuuden kannalta. Lyofilisoitu Semax tulee säilyttää 2–8 °C:ssa; pitkäaikaissäilytyksessä useiden kuukausien ajan suositellaan –20 °C:n tai sitä alhaisempaa lämpötilaa. Huoneenlämmössä lyofilisoitu jauhe pysyy stabiilina noin kolme viikkoa. Tärkeimmät hajoamisreitit ovat N-terminaalisen metioniinijäämän hapettuminen, peptidisidoksen hydrolyysi (erityisesti Pro-Gly-sidoksissa) ja deamidoituminen. Suojatoimenpiteisiin kuuluvat säilytys inerttikaasukehässä (typpi tai argon), antioksidanttien, kuten 0,1 % askorbiinihapon, lisääminen rekonstituoituihin liuoksiin sekä metallittomien puskurien ja astioiden käyttö. Kun liuos on rekonstituoitu bakteriostaattisella vedellä, se pysyy stabiilina 2–8 °C:ssa noin 30 päivää; pidempään säilytykseen se tulee pakastaa –18 °C:ssa. Toistuvia jäädytys- ja sulatussyklejä tulee välttää, koska ne vähentävät peptidin stabiilisuutta merkittävästi. Apuaineiden, kuten trehaloosin, mannitolin tai glyserolin (1–5 %), lisääminen voi parantaa rekonstituoitujen liuosten stabiilisuutta jäädytys- ja sulatussyklien aikana.
Tutkimuspeptidin puhtaus on kriittinen laatuparametri, joka vaikuttaa suoraan kokeellisten tulosten luotettavuuteen. Semaxilla toistettavien tutkimustulosten saamiseksi suositellaan vähintään 98 %:n puhtautta; Bergdorf Bio toimittaa Semaxia, jonka HPLC-varmistettu puhtaus on ≥99 %. Analyysi tehdään käänteisfaasi-HPLC:llä (RP-HPLC), joka on synteettisten peptidien puhtausmäärityksen kultastandardi. Mahdollisia epäpuhtauksia ovat kiinteän faasin synteesistä peräisin olevat typistyneet sekvenssit, deleetio- ja insertiovariantit sekä N-terminaalisen metioniinin hapettumistuotteet. Certificate of Analysis (CoA) tulee sisältää HPLC-puhtausarvon lisäksi massaspektrin (MS) oikean molekyylimassan vahvistamiseksi. Tutkimustulosten tulkinnassa on otettava huomioon, että jo pienet, 1–2 %:n epäpuhtaudet voivat sisältää biologisesti aktiivisia fragmentteja, jotka vääristävät tulosta; tämä koskee erityisesti neurotrofiinien ilmentymistä koskevia tutkimuksia, joissa jo nanomolaariset pitoisuudet laukaisevat vaikutuksia. Bergdorf Bio antaa jokaisesta erästä täydellisen dokumentaation, joka sisältää HPLC-kromatogrammin ja massaspektrin, mikä varmistaa erien välisen vertailukelpoisuuden. GMP:n mukainen valmistus ja eräjäljitettävyys mahdollistavat kokeellisten tulosten yhdistämisen tarkasti tiettyyn tuotantoerään.
Semaxia käsitellään usein muiden neuropeptidien, erityisesti Selankin, yhteydessä; Selank on toinen Moskovan instituutissa kehitetty peptidi. Siinä missä Semax on ACTH(4-10)-analogi ja vaikuttaa ensisijaisesti melanokortiinireseptorien ja neurotrofiinien säätelyn kautta, Selank on tuftsiinianalogi (Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro), joka aiheuttaa pääasiassa anksiolyyttisiä ja immunomodulatorisia vaikutuksia endogeenisen opioidijärjestelmän ja GABAergisten mekanismien kautta. Molemmilla peptideillä on sama stabiloiva C-terminaalinen Pro-Gly-Pro-häntä. Tärkein ero on ensisijaisessa vaikutusprofiilissa: Semax osoittaa voimakkaampia nootrooppisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia, joihin liittyy selvä BDNF:n ylössäätely, kun taas Selank vaikuttaa ensisijaisesti anksiolyyttisesti ja säätelee GABA-reseptorin alayksiköiden ilmentymistä. Tutkimuskäytännössä peptidejä käytetään kohdennetusti tutkimuskysymyksen mukaan: Semaxia kognition, neuroprotektion ja synaptisen plastisuuden tutkimuksiin; Selankia ahdistuksenkaltaisen käyttäytymisen ja immuunisäätelyn tutkimuksiin. Molempien peptidien yhdistelmää on tutkittu joissakin tutkimusprotokollissa, mutta tätä koskeva aineisto on rajallista. Aminohapposekvenssi, molekyylimassa (Semax: n. 813 Da; Selank: n. 751 Da) ja reseptorispesifisyys eroavat perustavanlaatuisesti, minkä vuoksi toisen korvaaminen suoraan toisella tutkimusprotokollissa ei olisi tarkoituksenmukaista.
Semaxia koskeva saatavilla oleva tutkimuskirjallisuus viittaa suotuisaan turvallisuusprofiiliin, joskin aineisto on pääosin peräisin eläintutkimuksista ja rajoitetusta määrästä ihmistutkimuksia. Prekliinisissä tutkimuksissa rotilla ei havaittu merkittäviä käyttäytymispoikkeamia tai histopatologisia muutoksia jopa 600 µg/kg:n intranasaalisilla annoksilla. Peptidi ei vaikuta kortisolitasoon eikä muihin lisämunuaisen steroideihin, koska sillä ei ole affiniteettia lisämunuaisen ACTH-reseptoreihin. Ihmistutkimuksissa tutkituilla 200–600 µg:n intranasaalisilla annoksilla ei raportoitu vakavia haittavaikutuksia; satunnaisesti dokumentoitiin lievää nenän ärsytystä ja ohimenevää päänsärkyä Myasoedov et al., 1997. On tärkeää korostaa, että pitkäaikaisturvallisuutta toistuvassa käytössä ei ole vielä kattavasti karakterisoitu ja että olemassa olevat ihmistutkimukset ovat pääosin peräisin venäläisestä kirjallisuudesta, jonka saatavuus ja arviointi voivat olla rajoitettuja. Tutkijoiden tulee turvallisuustietoja tulkitessaan ottaa huomioon, että useimmat tulokset on saatu jyrsijämalleilla eikä suoraa siirtoa muihin lajeihin voida pitää automaattisesti perusteltuna. Peptidi on tarkoitettu yksinomaan tutkimuskäyttöön.
Ei. Semaxia myydään yksinomaan tutkimusaineena, eikä se ole tarkoitettu ihmiskäyttöön. Venäjällä on olemassa hyväksyttyjä lääkevalmisteita, joiden sääntelystatus ei kuitenkaan siirry EU:hun tai muihin lainkäyttöalueisiin.
Lyofilisoitu Semax rekonstituoidaan lisäämällä hitaasti bakteriostaattista vettä (0,9 % bentsyylialkoholia) viaalin sisäseinämää pitkin. Liuosta ei tule ravistaa, vaan sekoittaa varovasti pyörittelemällä. Rekonstituoinnin jälkeen peptidi on stabiili 2–8 °C:ssa noin 30 päivää.
Tutkimuskirjallisuudessa on protokollia, joissa Semaxia käytetään yhdessä Selankin tai muiden neuropeptidien kanssa. Koska yhteisvaikutuksia ei ole kattavasti karakterisoitu, jokainen yhdistelmä tulee validoida kontrolloidussa koesuunnittelussa.
Jokaiseen lähetykseen liitetään Certificate of Analysis, jossa on HPLC-puhtausarvo ja massaspektri.
Bergdorf Bio toimittaa Semaxia, jonka HPLC-varmistettu puhtaus on ≥99 %, ja täydellisen erädokumentaation. Jokainen erä on jäljitettävissä, ja Certificate of Analysis sisältää HPLC-kromatogrammin, massaspektrin ja tiedot aminohapposekvenssistä.
Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) on synteettinen heptapeptidi ja adrenokortikotrooppisen hormonin ACTH(4-10) analogi, joka saa yhä enemmän merkitystä neurotieteen tutkimuksessa nootrooppisten, neuroprotektiivisten ja neurotrofisten ominaisuuksiensa ansiosta. Moskovan molekyyligenetiikan instituutissa kehitetty peptidi aktivoi melanokortiinireseptoreita (MC3/MC4) ja säätelee BDNF:n, NGF:n sekä TrkB:n ilmentymistä ylöspäin aiheuttamatta kuitenkaan koko ACTH-molekyylin hormonaalisia vaikutuksia.
Semax syntetisoitiin 1980-luvulla Venäjän tiedeakatemian molekyyligenetiikan instituutissa ACTH(4-10):n terapeuttisena analogina. Myasoedovin tutkimusryhmä tavoitteli luonnollisen ACTH-fragmentin kognitiivisten vaikutusten säilyttämistä ja samalla ei-toivottujen hormonaalisten vaikutusten poistamista. Tuloksena oli heptapeptidi, jonka aminohapposekvenssi on Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro ja jossa C-terminaalinen Pro-Gly-Pro-häntä parantaa selvästi peptidin kestävyyttä entsymaattista hajoamista vastaan luonnolliseen ACTH(4-7)-fragmenttiin verrattuna Myasoedov et al., 1997. Peptidiketjun molekyylimassa on noin 813 Da, ja se esiintyy valkoisena tai kermanvärisenä lyofilisoituna jauheena, joka liukenee helposti veteen. Toisin kuin ACTH itse, Semax ei vaikuta kortisolin tuotantoon eikä muihin lisämunuaisen steroideihin; biologinen aktiivisuus rajoittuu keskushermoston mekanismeihin, kuten neurotrofiinien säätelyyn sekä dopaminergiseen ja serotonergiseen järjestelmään vaikuttamiseen. Tämä ominaisuus tekee Semaxista kiinnostavan työkalun kognition, neuroprotektion ja synaptisen plastisuuden perustutkimukseen.
Semaxin vaikutus perustuu useisiin rinnakkain tapahtuviin molekyylimekanismeihin. Ensinnäkin peptidi sitoutuu spesifisesti etuaivojen tyvialueen reseptoreihin dissosiaatiovakion ollessa 2,4 ± 1,0 nM; tämä sitoutuminen on aikariippuvaista, kalsiumriippuvaista ja palautuvaa Dolotov et al., 2006. Toiseksi Semax aktivoi MC3- ja MC4-alatyyppien melanokortiinireseptoreita, joita ilmentyy hippokampuksessa, korteksissa ja hypotalamuksessa ja jotka osallistuvat oppimisprosessien, motivaation ja neuroprotektion säätelyyn. Kolmanneksi peptidi estää osoitetusti enkefalinaaseja, minkä vuoksi endogeeniset opioidipeptidit hajoavat hitaammin. Erityisen hyvin dokumentoitu vaikutus koskee välittäjäainejärjestelmää: rotilla tehdyssä tutkimuksessa 5-hydroksi-indolietikkahapon (5-HIAA) kudospitoisuus striatumissa nousi 25 % kaksi tuntia Semax-annon jälkeen, ja solunulkoinen 5-HIAA-pitoisuus nousi yhden–neljän tunnin kuluessa jopa 180 %:iin lähtötasosta Eremin et al., 2005. Lisäksi osoitettiin dopaminergisen aktiivisuuden lisääntyminen mesolimbisessa järjestelmässä; molemmilla välittäjäainejärjestelmillä on keskeinen rooli kognitiivisissa prosesseissa ja mielialan säätelyssä.
Semaxin kyky säädellä neurotrofiinien ilmentymistä ylöspäin on yksi peptidin tutkituimmista ominaisuuksista. Neurotrofiinit, kuten BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) ja NGF (Nerve Growth Factor), ovat avainproteiineja neuronien elinkyvylle, synaptiselle plastisuudelle ja muistin muodostumiselle. Kun rotille annettiin Semaxia intranasaalisesti annoksella 50 µg/kg, etuaivojen tyvialueen BDNF-proteiinipitoisuuden tilastollisesti merkitsevä nousu mitattiin 30 minuutin kuluessa Dolotov et al., 2006. Tämän lisäksi Agapova ja kollegat osoittivat, että Semax stimuloi sekä BDNF:n että NGF:n geeniekspressiota hippokampuksessa, frontaalikorteksissa ja verkkokalvossa aikariippuvaisesti, ja suurin ylössäätely hippokampuksessa saavutettiin kolmen tunnin kuluttua Agapova et al., 2007. Erityisen merkittävää on TrkB-reseptorin, BDNF:n korkea-affiniteettisen reseptorin, samanaikainen aktivoituminen, sillä vasta neurotrofiinin ja reseptorin yhteisilmentyminen käynnistää tehokkaan neuroprotektiivisen signaalikaskadin Dolotov et al., 2006. Nämä tulokset viittaavat siihen, että Semax aktivoi koordinoidusti koko neurotrofiinien signalointiverkoston, mikä selittää sen neuroprotektiiviset ominaisuudet molekyylitasolla.
Semaxin neuroprotektiivisia ominaisuuksia on tutkittu intensiivisesti aivoiskemian yhteydessä, ja tutkimusala on kliinisesti erittäin merkityksellinen. Rotilla tehdyssä mallissa, jossa keskimmäinen aivovaltimo suljettiin pysyvästi (pMCAO), Semax voimisti BDNF:n, TrkC:n ja TrkA:n transkriptiota kolme tuntia tukoksen jälkeen sekä NT-3:n ja NGF:n transkriptiota 24 tuntia tukoksen jälkeen Shadrina et al., 2009. Tämä ajallisesti porrastettu useiden neurotrofiinigeenien aktivoituminen viittaa koordinoituun suojamekanismiin, joka kohdistuu iskeemisen kaskadin eri vaiheisiin. Transkriptomitasolla Filippenkovin ja kollegoiden laaja tutkimus osoitti, että Semax iskemian ja reperfuusion jälkeen vaimentaa tulehdusprosesseihin liittyvien geenien ilmentymistä ja aktivoi samanaikaisesti neurotransmissioon osallistuvia geenejä Filippenkov et al., 2020. Konkreettisesti havaittiin proinflammatoristen sytokiinien väheneminen ja synaptisten rakkulaproteiinien geenien ylössäätely. Merkillepantavaa on, että paitsi Semax itse myös sen päämetaboliitti Pro-Gly-Pro (PGP) tuottaa neuroprotektiivisia transkriptiovaikutuksia, mikä viittaa biologisen vaikutuksen pitenemiseen alkuperäisen peptidin hajoamisen jälkeen.
Kirjallisuudessa kuvatut annostukset vaihtelevat huomattavasti tutkimusmallin ja antoreitin mukaan. Eläinkokeissa standardiannosalue on 50–600 µg/kg intranasaalisesti; useimmissa julkaistuissa kognitiivisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia koskevissa tutkimuksissa käytetään referenssiannoksena 50 µg/kg. Nootrooppista potentiaalia koskevissa ihmistutkimuksissa tutkittiin annoksia 200–600 µg intranasaalisesti yhdestä kolmeen kertaan päivässä 10–14 päivän ajan Myasoedov et al., 1997. Akuuteissa indikaatioissa, kuten iskeemisessä aivohalvauksessa, kliinisissä tutkimuksissa käytettiin selvästi suurempia annoksia, 6 mg kaksi kertaa päivässä (12 mg vuorokausiannos) intranasaalisesti, ja hoito aloitettiin 6–12 tunnin kuluessa tapahtumasta ja sitä jatkettiin 5–10 päivän ajan. Intranasaalinen antoreitti on ensisijainen, koska Semax saavuttaa sitä kautta rotan aivot kahdessa minuutissa; annetusta radioaktiivisuudesta havaittiin 0,093 % grammaa aivokudosta kohti, ja tästä 80 % kuului intaktiin Semax-molekyyliin Glazova et al., 2006. Bergdorf Bio tarjoaa Semaxia 10 mg:n viaaleina, jotka mahdollistavat tarkan annostelun erilaisiin tutkimusprotokolliin. Tilaa Semax nyt
Semaxin farmakokinetiikkaa luonnehtii nopea vaikutuksen alku ja yllättävän pitkä vaikutuksen kesto, vaikka peptidin itsensä plasman puoliintumisaika on vain noin 2–3 minuuttia. Tämä näennäinen ristiriita selittyy nopealla keskushermostoon tunkeutumisella ja sitä seuraavalla solunsisäisten signaalikaskadien aktivoitumisella, jotka vaikuttavat selvästi pidempään kuin alkuperäisen molekyylin läsnäolo. Intranasaalisen annon jälkeen Semax saavuttaa aivot kahdessa minuutissa; hajoaminen tapahtuu pääosin peptidaasien kautta, ja tripeptidimetaboliitti Pro-Gly-Pro osoitetaan pääasiallisena hajoamistuotteena biologisissa näytteissä Glazova et al., 2006. Intaktin peptidin lyhyestä puoliintumisajasta huolimatta muistiin ja tarkkaavaisuuteen kohdistuvat toiminnalliset vaikutukset kestävät 20–24 tuntia; tämän katsotaan johtuvan BDNF:n ja NGF:n pitkäkestoisesta ylössäätelystä, jonka aikana niiden proteiinipitoisuudet pysyvät koholla useita tunteja. Erittyminen tapahtuu munuaisten kautta. Tutkimuskäytännössä tämä farmakokinetiikka tarkoittaa, että yksi tai kaksi päivittäistä antoa voi riittää vakaan neurotrofisen vaikutuksen ylläpitämiseen tutkimusjakson ajan. Lyofilisoidun jauheen hyvä vesiliukoisuus helpottaa rekonstituutiota ja tarkkojen laimennussarjojen valmistamista.
Semaxin asianmukainen säilytys ja käsittely ovat ratkaisevia peptidin eheyden säilyttämisen ja kokeellisten tulosten toistettavuuden kannalta. Lyofilisoitu Semax tulee säilyttää 2–8 °C:ssa; pitkäaikaissäilytyksessä useiden kuukausien ajan suositellaan –20 °C:n tai sitä alhaisempaa lämpötilaa. Huoneenlämmössä lyofilisoitu jauhe pysyy stabiilina noin kolme viikkoa. Tärkeimmät hajoamisreitit ovat N-terminaalisen metioniinijäämän hapettuminen, peptidisidoksen hydrolyysi (erityisesti Pro-Gly-sidoksissa) ja deamidoituminen. Suojatoimenpiteisiin kuuluvat säilytys inerttikaasukehässä (typpi tai argon), antioksidanttien, kuten 0,1 % askorbiinihapon, lisääminen rekonstituoituihin liuoksiin sekä metallittomien puskurien ja astioiden käyttö. Kun liuos on rekonstituoitu bakteriostaattisella vedellä, se pysyy stabiilina 2–8 °C:ssa noin 30 päivää; pidempään säilytykseen se tulee pakastaa –18 °C:ssa. Toistuvia jäädytys- ja sulatussyklejä tulee välttää, koska ne vähentävät peptidin stabiilisuutta merkittävästi. Apuaineiden, kuten trehaloosin, mannitolin tai glyserolin (1–5 %), lisääminen voi parantaa rekonstituoitujen liuosten stabiilisuutta jäädytys- ja sulatussyklien aikana.
Tutkimuspeptidin puhtaus on kriittinen laatuparametri, joka vaikuttaa suoraan kokeellisten tulosten luotettavuuteen. Semaxilla toistettavien tutkimustulosten saamiseksi suositellaan vähintään 98 %:n puhtautta; Bergdorf Bio toimittaa Semaxia, jonka HPLC-varmistettu puhtaus on ≥99 %. Analyysi tehdään käänteisfaasi-HPLC:llä (RP-HPLC), joka on synteettisten peptidien puhtausmäärityksen kultastandardi. Mahdollisia epäpuhtauksia ovat kiinteän faasin synteesistä peräisin olevat typistyneet sekvenssit, deleetio- ja insertiovariantit sekä N-terminaalisen metioniinin hapettumistuotteet. Certificate of Analysis (CoA) tulee sisältää HPLC-puhtausarvon lisäksi massaspektrin (MS) oikean molekyylimassan vahvistamiseksi. Tutkimustulosten tulkinnassa on otettava huomioon, että jo pienet, 1–2 %:n epäpuhtaudet voivat sisältää biologisesti aktiivisia fragmentteja, jotka vääristävät tulosta; tämä koskee erityisesti neurotrofiinien ilmentymistä koskevia tutkimuksia, joissa jo nanomolaariset pitoisuudet laukaisevat vaikutuksia. Bergdorf Bio antaa jokaisesta erästä täydellisen dokumentaation, joka sisältää HPLC-kromatogrammin ja massaspektrin, mikä varmistaa erien välisen vertailukelpoisuuden. GMP:n mukainen valmistus ja eräjäljitettävyys mahdollistavat kokeellisten tulosten yhdistämisen tarkasti tiettyyn tuotantoerään.
Semaxia käsitellään usein muiden neuropeptidien, erityisesti Selankin, yhteydessä; Selank on toinen Moskovan instituutissa kehitetty peptidi. Siinä missä Semax on ACTH(4-10)-analogi ja vaikuttaa ensisijaisesti melanokortiinireseptorien ja neurotrofiinien säätelyn kautta, Selank on tuftsiinianalogi (Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro), joka aiheuttaa pääasiassa anksiolyyttisiä ja immunomodulatorisia vaikutuksia endogeenisen opioidijärjestelmän ja GABAergisten mekanismien kautta. Molemmilla peptideillä on sama stabiloiva C-terminaalinen Pro-Gly-Pro-häntä. Tärkein ero on ensisijaisessa vaikutusprofiilissa: Semax osoittaa voimakkaampia nootrooppisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia, joihin liittyy selvä BDNF:n ylössäätely, kun taas Selank vaikuttaa ensisijaisesti anksiolyyttisesti ja säätelee GABA-reseptorin alayksiköiden ilmentymistä. Tutkimuskäytännössä peptidejä käytetään kohdennetusti tutkimuskysymyksen mukaan: Semaxia kognition, neuroprotektion ja synaptisen plastisuuden tutkimuksiin; Selankia ahdistuksenkaltaisen käyttäytymisen ja immuunisäätelyn tutkimuksiin. Molempien peptidien yhdistelmää on tutkittu joissakin tutkimusprotokollissa, mutta tätä koskeva aineisto on rajallista. Aminohapposekvenssi, molekyylimassa (Semax: n. 813 Da; Selank: n. 751 Da) ja reseptorispesifisyys eroavat perustavanlaatuisesti, minkä vuoksi toisen korvaaminen suoraan toisella tutkimusprotokollissa ei olisi tarkoituksenmukaista.
Semaxia koskeva saatavilla oleva tutkimuskirjallisuus viittaa suotuisaan turvallisuusprofiiliin, joskin aineisto on pääosin peräisin eläintutkimuksista ja rajoitetusta määrästä ihmistutkimuksia. Prekliinisissä tutkimuksissa rotilla ei havaittu merkittäviä käyttäytymispoikkeamia tai histopatologisia muutoksia jopa 600 µg/kg:n intranasaalisilla annoksilla. Peptidi ei vaikuta kortisolitasoon eikä muihin lisämunuaisen steroideihin, koska sillä ei ole affiniteettia lisämunuaisen ACTH-reseptoreihin. Ihmistutkimuksissa tutkituilla 200–600 µg:n intranasaalisilla annoksilla ei raportoitu vakavia haittavaikutuksia; satunnaisesti dokumentoitiin lievää nenän ärsytystä ja ohimenevää päänsärkyä Myasoedov et al., 1997. On tärkeää korostaa, että pitkäaikaisturvallisuutta toistuvassa käytössä ei ole vielä kattavasti karakterisoitu ja että olemassa olevat ihmistutkimukset ovat pääosin peräisin venäläisestä kirjallisuudesta, jonka saatavuus ja arviointi voivat olla rajoitettuja. Tutkijoiden tulee turvallisuustietoja tulkitessaan ottaa huomioon, että useimmat tulokset on saatu jyrsijämalleilla eikä suoraa siirtoa muihin lajeihin voida pitää automaattisesti perusteltuna. Peptidi on tarkoitettu yksinomaan tutkimuskäyttöön.
Ei. Semaxia myydään yksinomaan tutkimusaineena, eikä se ole tarkoitettu ihmiskäyttöön. Venäjällä on olemassa hyväksyttyjä lääkevalmisteita, joiden sääntelystatus ei kuitenkaan siirry EU:hun tai muihin lainkäyttöalueisiin.
Lyofilisoitu Semax rekonstituoidaan lisäämällä hitaasti bakteriostaattista vettä (0,9 % bentsyylialkoholia) viaalin sisäseinämää pitkin. Liuosta ei tule ravistaa, vaan sekoittaa varovasti pyörittelemällä. Rekonstituoinnin jälkeen peptidi on stabiili 2–8 °C:ssa noin 30 päivää.
Tutkimuskirjallisuudessa on protokollia, joissa Semaxia käytetään yhdessä Selankin tai muiden neuropeptidien kanssa. Koska yhteisvaikutuksia ei ole kattavasti karakterisoitu, jokainen yhdistelmä tulee validoida kontrolloidussa koesuunnittelussa.
Jokaiseen lähetykseen liitetään Certificate of Analysis, jossa on HPLC-puhtausarvo ja massaspektri.
Bergdorf Bio toimittaa Semaxia, jonka HPLC-varmistettu puhtaus on ≥99 %, ja täydellisen erädokumentaation. Jokainen erä on jäljitettävissä, ja Certificate of Analysis sisältää HPLC-kromatogrammin, massaspektrin ja tiedot aminohapposekvenssistä.