CJC-1295 (No DAC) kutatási áttekintés: Modified GRF (1-29), mechanizmus, felezési idő és elhatárolás
Dr. Sieglinde Klaus
Tudományos szerkesztés · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Tudományos szerkesztés · Bergdorf Bioscience
A CJC-1295 (No DAC), amely megegyezik a Modified GRF (1-29) vegyülettel, egy szintetikus, 29 aminosavból álló GHRH-analóg, négy stabilizáló szubsztitúcióval. A DAC-változattól eltérően nem kötődik a szérumalbuminhoz, ezért rövid hatású, körülbelül 30 perces, irodalmilag jelentett plazma-felezési idővel. Ez a cikk a preklinikai és klinikai adatokat kizárólag kutatási célból foglalja össze.
A CJC-1295 DAC nélkül kémiailag azonos azzal a vegyülettel, amelyet az irodalom "Modified GRF (1-29)" néven tart számon. A növekedési hormont felszabadító hormon (Growth Hormone Releasing Hormone, GHRH) szintetikus analógjáról van szó. Szerkezetileg a humán GHRH 1-29 N-terminális fragmentumának felel meg, vagyis ugyanannak az aktív magnak, mint a Sermorelin, ám négy stabilizáló aminosav-szubsztitúciót hordoz a natív GRF(1-29)-hez képest: a 2. pozícióban D-Ala az L-Ala helyett, a 8. pozícióban Gln az Asn helyett, a 15. pozícióban Ala a Gly helyett és a 27. pozícióban Leu a Met helyett. A tetraszubsztituált GRF(1-29)-mag a Jetté et al., 2005 munkájában dokumentált, a szubsztitúciók áttekintése pedig másodlagos forrásokban is megtalálható.
A szekvencia (N-től C-felé): 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. A jelentett összegképlet C152H252N44O42, körülbelül 3367,9 g/mol moláris tömeggel; ezek az adatok beszállítói és kémiai adatforrásokból származnak, nem szakmailag lektoráltak, és közelítő értéknek tekintendők. A 446036-97-1 CAS-szám részben a teljes CJC-1295/DAC-családhoz van rendelve. A vegyület megértése szempontjából döntő: a "No DAC"-forma a C-terminálison nem tartalmaz Drug-Affinity-Complexet (maleimidopropionil-lizin), ezért nem kötődik kovalensen a szérumalbuminhoz. Éppen ettől rövid hatású, ahogyan az Jetté et al., 2005 és Teichman et al., 2006 munkáiból kiderül.
A CJC-1295 (No DAC) agonistaként hat a GHRH-receptoron (GHRH-R), amely egy B-osztályú, hét transzmembrán doménnel rendelkező, G-fehérjéhez kapcsolt receptor az adenohipofízis szomatotróf sejtjein. A kötődés túlnyomórészt Gs-hez kapcsolódik, aktiválja az adenilil-ciklázt, és ezzel megemeli az intracelluláris cAMP-szintet. Ez aktiválja a protein-kináz A-t (PKA), a CREB foszforilációjához, valamint feszültségfüggő kalcium-beáramláshoz vezet, amely kiváltja a tárolt növekedési hormon (GH) exocitózisát. Krónikusan ez a jelátviteli út emellett a GH-gén Pit-1 közvetítette transzkripcióját is elősegíti, ahogyan azt a Mayo et al., 1995 áttekintése leírja.
A négy szubsztitúció funkcionális előnye a stabilitásban rejlik. Ellenállást biztosítanak a dipeptidil-peptidáz-IV (DPP-IV) általi N-terminális hasítással, valamint a további proteolízissel szemben. Ezáltal a natív GRF(1-29)-hez képest nő a hatáserősség és a metabolikus stabilitás. Az izolált D-Ala2-szubsztitúció emberben 39,7-ről 21 mL/kg/min értékre csökkentette a metabolikus clearance-t, és 4,3-ról 6,7 percre nyújtotta az eltűnési felezési időt, ahogyan azt Soule et al., 1994 kimutatták; a szubsztituált mag DPP-IV-stabilitása a Jetté et al., 2005 munkájában dokumentált. Lefelé haladva a hipofízis GH-kibocsátása megemeli a hepatikus IGF-1-et. Ez a GHRH-R, GH, IGF-1 tengely alkotja az egész vegyületosztály farmakológiai gerincét.
A CJC-1295 (No DAC), vagyis a Modified GRF (1-29), egyértelműen rövid hatású. A jelentett plazma-felezési idő körülbelül 30 perc, az irodalomban gyakran említett, nagyjából 30 perctől körülbelül 2 óráig terjedő tartománnyal. Összehasonlításul: a natív Sermorelin, illetve a GRF(1-29) még gyorsabban ürül ki, körülbelül 6-7 perces intravénás eltűnési felezési idővel és körülbelül 10-20 perc körüli plazma-felezési idővel. A natív fragmentum kinetikája a Soule et al., 1994 munkáján alapul, míg a Modified GRF (1-29)-re vonatkozó konkrét 30 perces érték a vegyület tervezési elvére és másodlagos forrásokra vezethető vissza.
Mivel nincs albumin-horgony, a növekedési hormon a kutatási irodalom szerint szubkután beadás után jellemzően körülbelül 15-30 percen belül megemelkedik, és körülbelül 2-3 órán belül visszatér a kiindulási érték felé. Ebből pulzáló, fiziológiásabb benyomást keltő GH-profil adódik, minimális tartós, tónusos stimulációval. Ez a DAC-változattól való meghatározó különbség. A tudományos besorolás szempontjából fontos: a szigorú humán farmakokinetikai vizsgálatokat (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) az albumint kötő DAC-konstrukttal végezték, nem a No-DAC-formával. Egy kifejezetten a No-DAC-változatra vonatkozó, dedikált, szakmailag lektorált humán PK-vizsgálat a jelenlegi ismeretek szerint csekély számban áll rendelkezésre, ezért a 30 perces értéket kellő óvatossággal kell értelmezni. A CJC-1295 (No DAC) kiszámítása a peptidkalkulátorban szemléltetheti a kinetikai alapadatokat modellezési célokra.
A DAC-változat ugyanazt a tetraszubsztituált GRF(1-29)-magot tartalmazza, ám egy N-epszilon-3-maleimidopropionamid-lizint hordoz. Ez a csoport ex vivo, illetve in vivo reagál a humán szérumalbumin szabad Cys-34 tiolcsoportjával, és stabil tioéter-biokonjugátumot képez. Ez a konjugátum túl nagy a renalis filtrációhoz, ugyanakkor védett a DPP-IV-vel szemben, ahogyan azt Jetté et al., 2005 leírták. Ezáltal a felezési idő emberben körülbelül 5,8-8,1 napra nő, amit Teichman et al., 2006 mutattak ki.
Egészséges felnőttekben a CJC-1295/DAC egyszeri szubkután adagjai a középérték szerinti GH-t 2-10-szeresére emelték legalább 6 napon át, az IGF-1-et pedig 1,5-3-szorosára 9-11 napon keresztül; ismételt adagolás esetén az IGF-1 körülbelül 28 napig a kiindulási érték felett maradt (Teichman et al., 2006). Figyelemre méltó, hogy a GH-szekréció még e folyamatos, albuminhoz kötött stimuláció mellett is pulzáló maradt. A pulzusfrekvencia és az amplitúdó megmaradt, miközben a völgy-, közép- és IGF-1-értékek emelkedtek, ahogyan azt Ionescu et al., 2006 dokumentálták. Éppen ez a megfigyelés magyarázza, miért részesítik előnyben a kutatásban a rövid hatású No-DAC-formát, amikor a cél a természetes, epizodikus GH-felszabadulás utánzása és nem egy tónusos, tartós emelés. A No-DAC-forma az adagok között teljesen kiürül, ezért nem hoz létre krónikus IGF-1-plató. A humán PK- és hatékonysági adatok azonban a DAC-konstruktumra vonatkoznak, nem közvetlenül a No-DAC-formára.
A No-DAC-formára nem létezik FDA által jóváhagyott humán adagolás. A kontrollált humán adatok kizárólag a DAC-változattal végzett vizsgálatokból származnak. Ott egyszeri szubkután adagokat vizsgáltak körülbelül 30, 60 és 90 mcg/kg mellett, ahol a 30-60 mcg/kg tartományt viszonylag jól toleráltnak minősítették, ahogyan azt Teichman et al., 2006 jelentik. A pulzativitási vizsgálat 60 és 90 mcg/kg-ot használt a két adag közötti szignifikáns különbség nélkül; ott a bazális GH körülbelül 7,5-szeresére emelkedett, a középérték szerinti GH 46 százalékkal, az IGF-1 pedig 45 százalékkal a kiindulási érték fölött volt (Ionescu et al., 2006).
Magára a Modified GRF (1-29)-re a nem klinikai, illetve másodlagos protokollok jellemzően mikrogramm-tartományba eső, fix mennyiségeket írnak le szubkután beadásonként, gyakran 100 mcg körül beadásonként, gyakran napi 1-3 alkalomra ütemezve, hogy kihasználják a rövid felezési időt. Ezeket a protokollokat gyakran egy GHRP-vel, illetve egy ghrelin-receptor-agonistával kombinálják. Egyértelműen hangsúlyozni kell, hogy ezek az adatok nem kontrollált vizsgálatokból származnak. Itt kizárólag a meglévő irodalom jellemzésére említjük őket, és nem jelentenek cselekvési ajánlást. Egy 2 mg-os liofilizátum-injekciósüveg 2000 mcg-nak felel meg, amiből számítás szerint számos mikrogramm-skálájú alikvot adódik. A pontos koncentráció a rekonstitúciós térfogattól függ. Pusztán modellezési és számítási célokra ez a peptidkalkulátorban leképezhető.
A CJC-1295 (No DAC) liofilizátumként kerül kiszállításra. A liofilizált port fagyasztva, jellemzően -20 Celsius-fokon, hosszú távú tárolás esetén akár hidegebben, -80 Celsius-fokon célszerű tárolni. A liofilizátum jelentett stabilitása -20 Celsius-fokon körülbelül 12-24 hónap vagy hosszabb. A száraz por rövid, környezeti vagy hűtőszekrény-hőmérsékleten történő szállítását rendszerint elviseli, mivel a szilárd forma jelentősen robusztusabb az oldottnál.
A rekonstitúció után, amelyet rendszerint körülbelül 0,9 százalék benzil-alkoholt tartalmazó bakteriosztatikus vízzel végeznek, az oldatot 2-8 Celsius-fokon hűtve kell tartani, és körülbelül 28 napon belül felhasználni. Ez az időablak a benzil-alkoholból mint tartósítószerből adódik; egyes források 2-8 Celsius-fokon 4-6 hetet adnak meg. A rekonstituált oldat ismételt fagyasztási-felolvasztási ciklusait kerülni kell, ahogyan az erőteljes rázást is, amely habképződés és mechanikai stressz révén veszélyeztetheti a peptid integritását. Óvja az anyagot a fénytől és a hőtől. A rekonstitúció során az oldószert ideális esetben lassan, az injekciósüveg falán lefolyatva adják hozzá, nem pedig közvetlenül a porra. Ezek az adatok másodlagos, peptidkezeléssel foglalkozó forrásokból származnak; peptidspecifikus, szakmailag lektorált stabilitási vizsgálat nem volt fellelhető, ezért ezeket az útmutatásokat a GHRH-peptidekre vonatkozó általános kezelési irányelvként kell érteni, és nem e tételre érvényes, validált specifikációként.
A humán CJC-1295/DAC-vizsgálatokban nem jelentettek súlyos nemkívánatos reakciókat, és a tolerálhatóságot jónak írták le, különösen a 30-60 mcg/kg tartományban, ahogyan azt Teichman et al., 2006 dokumentálják. Ez az adatbázis azonban az albumint kötő DAC-változatra vonatkozik, és nem kifejezetten a rövid hatású No-DAC-formára.
A GHRH-analógok és a GH-tengely stimulációjának osztályra jellemző, gyakran leírt hatásai közé tartoznak az átmeneti injekciós helyi reakciók, mint a bőrpír, a duzzanat és a fájdalom, továbbá az arckipirulás, illetve melegségérzet, fejfájás, szédülés és átmeneti vízvisszatartás. A GH és az IGF-1 tartós emelkedéséhez kapcsolódó elméleti aggályok, például ízületi fájdalom (arthralgia), perifériás ödéma, paraesthesiák vagy alagútszerű (carpal tunnel) tüneteket idéző panaszok, valamint csökkent inzulinérzékenység, a GH-tengely farmakológiájából vezethetők le. A rövid hatású No-DAC-formára nézve ezeket nem igazolták kifejezetten. Mivel a No-DAC-változat az adagok között kiürül, és nem hoz létre tónusos, tartós IGF-1-emelkedést, a tartósságfüggő hatások elméleti alapja itt kevésbé kifejezett, mint a DAC-formánál. Ennek ellenére érvényes: a No-DAC-forma hosszú távú biztonságossága kontrollált humán vizsgálatokban nem megalapozott. Ez az összeállítás a tudományos besorolást szolgálja, és nem egy emberen történő alkalmazás értékelését.
A Sermorelin a natív GRF(1-29)-nek felel meg, és a CJC-1295 (No DAC)-kal ugyanazt a 29 aminosavból álló aktív magot osztja meg. A döntő különbség a négy szubsztitúcióban rejlik, amelyek a Sermorelinből hiányoznak. Ezért a Sermorelint a DPP-IV gyorsabban bontja le, és rövidebb felezési idővel rendelkezik, körülbelül 10-20 perc körüli plazma-felezési idővel és körülbelül 6-7 perces intravénás eltűnési felezési idővel, valamint csekélyebb metabolikus stabilitással. A Modified GRF (1-29) ezért lényegében DPP-IV-stabilizált, hosszabb hatású Sermorelinként írható le.
A stabilitásnövekedés kvantitatív bizonyítéka a Soule et al., 1994 munkájából származik: már az izolált D-Ala2-szubsztitúció megközelítőleg felére csökkentette a metabolikus clearance-t, és emberben 4,3-ról 6,7 percre nyújtotta az intravénás eltűnési felezési időt. Mechanisztikusan a két vegyület azonos, mivel ugyanazt a GHRH-receptort aktiválják, ahogyan azt Mayo et al., 1995 a közös jelátviteli útra leírja. A különbség tehát elsősorban farmakokinetikai, és nem farmakodinámiás. A kutatás számára ez azt jelenti, hogy mindkét anyag ugyanazt az effektor-típust váltja ki a receptoron, a Modified GRF (1-29) azonban hosszabb plazmajelenlétet és nagyobb hatáserősséget kínál beadott mikrogramm-mennyiségenként. A Sermorelinre, illetve a GRF(1-29)-re vonatkozó farmakológiai háttér-információkat a Prakash és Goa, 1999 áttekintése szolgáltatja, amelyet itt a natív, módosítatlan GHRH(1-29) összehasonlító referenciájaként alkalmazunk.
Az Ipamorelinhez képesti különbség mechanisztikailag alapvető, és nem csupán farmakokinetikai. Az Ipamorelin egy pentapeptid, és agonistaként hat a ghrelin-receptoron (Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a, GHS-R1a), nem a GHRH-receptoron. A jelátvitel Gq-n, foszfolipáz C-n, IP3-on és kalcium-beáramláson keresztül zajlik, és ezáltal szintén GH-felszabadulást vált ki. Döntő, hogy az Ipamorelin volt az első GH-szekretagóg, amely szelektíven a GH-ra hat, anélkül hogy az ACTH-t, a kortizolt vagy a prolaktint emelné, az effektív adag akár 200-szorosáig terjedő szelektivitással, ahogyan azt Raun et al., 1998 kimutatták.
Míg a CJC-1295 (No DAC) GHRH-analógként közvetlenül a GHRH-R-en keresztül "utasítja" a szomatotrófokat a tárolt GH felszabadítására, az Ipamorelin a komplementer ghrelin-úton fejti ki hatását. Mindkét tengely, vagyis a GHRH és a ghrelin, fiziológiailag eltérő, és különböző receptorokon hat. Éppen ezért a GHRH-analógokat és a ghrelin-receptor-agonistákat a kutatásban gyakran együtt vizsgálják, hogy jellemezzék a GH-felszabadulásra gyakorolt additív vagy szinergikus hatásokat. A logika mögötte: egy GHRH-analóg fokozza a szomatotrófok készenlétét, miközben egy ghrelin-agonista párhuzamosan tompítja a szomatosztatinerg gátlást, és erősíti a pulzus amplitúdóját. Ez a komplementaritás az oka annak, hogy a kombinált kutatási protokollok a rövid hatású No-DAC-formát részesítik előnyben, mivel pulzáló profilja jól átfedhető egy GHRP hatásablakával. Mindkettő azonban kizárólag kutatási anyag marad, megalapozott humán alkalmazás nélkül.
A "fiziológiásabb" kifejezés a kutatási irodalomban a GH-felszabadulás időbeli mintázatára vonatkozik. A természetes GH-szekréció epizodikusan, pulzusokban zajlik, amelyeket alacsony aktivitású szakaszok választanak el. A rövid hatású No-DAC-forma a maga körülbelül 30 perces felezési idejével körülbelül 15-30 percen belüli GH-emelkedést és körülbelül 2-3 órán belüli, a kiindulási érték felé történő visszatérést hoz létre. Ezáltal a receptor az adagok között nem stimulálódik folyamatosan, ami közelebb áll a természetes pulzus-völgy mintázathoz.
A DAC-változat ezzel szemben az albuminkötés révén napokon át fenntart egy emelt alapstimulációt. Érdekes módon Ionescu et al., 2006 kimutatták, hogy még e folyamatos stimuláció mellett is pulzáló maradt a GH-szekréció, mivel a felsőbb szintű hipotalamikus szabályozás a szomatosztatinon keresztül továbbra is formálja a pulzusszerkezetet. Ennek ellenére a DAC-forma tartósan megemeli a völgy- és középértékeket, valamint az IGF-1-et, és krónikus IGF-1-platót hoz létre, amely a vizsgálatokban akár körülbelül 28 napig a kiindulási érték fölött volt (Teichman et al., 2006). A No-DAC-forma elkerüli ezt a platót, mert teljesen kiürül. Ha tehát egy kutatási modellnek a GH-tengely epizodikus természetét kell leképeznie, a rövid hatású változat módszertanilag vonzóbb. Ez a besorolás farmakológiai jellemzés marad, és semmilyen terápiás hasznot nem feltételez.
Igen. A CJC-1295 DAC nélkül és a Modified GRF (1-29) ugyanazt a vegyületet jelöli. Mindkettő a tetraszubsztituált GRF(1-29)-magot írja le, az albumint kötő Drug-Affinity-Complex nélkül. A négy szubsztitúció (D-Ala a 2. pozícióban, Gln a 8. pozícióban, Ala a 15. pozícióban, Leu a 27. pozícióban) a magra vonatkozóan a Jetté et al., 2005 munkájában dokumentált. A "No DAC" kifejezés mindössze a maleimid-linker hiányát hangsúlyozza, amely a DAC-változatnál a hosszú felezési időt biztosítja.
Mert hiányzik az albumin-horgony. A DAC-változat kovalensen kötődik a szérumalbumin Cys-34 tiolcsoportjához, és nagy, vesén keresztüli kiürülés ellen védett konjugátumot képez, körülbelül 5,8-8,1 napos felezési idővel (Teichman et al., 2006). E horgony nélkül a No-DAC-forma gyorsan kiürül, körülbelül 30 perces jelentett felezési idővel. A négy szubsztitúció ugyan lassítja a lebomlást a Sermorelinhez képest, de nem helyettesíti az albuminkötést.
A jelenlegi ismeretek szerint a kifejezetten a No-DAC-formára vonatkozó szigorú, szakmailag lektorált humán PK-vizsgálatok csekély számban állnak rendelkezésre. A központi humán adatokat (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) az albumint kötő DAC-konstrukttal vették fel. A No-DAC-forma 30 perces felezési ideje túlnyomórészt a tervezési elven és másodlagos forrásokon alapul, nem egy dedikált klinikai PK-vizsgálaton.
A másodlagos kezelési források bakteriosztatikus vízzel (körülbelül 0,9 százalék benzil-alkohol) történő rekonstitúció után körülbelül 28 napon belüli felhasználást javasolnak 2-8 Celsius-fokon történő tárolás mellett; egyes források 4-6 hetet adnak meg. A fagyasztási-felolvasztási ciklusokat és az erőteljes rázást kerülni kell. Ezek az adatok általános GHRH-peptid-irányelvek, és nem validált, tételspecifikus specifikáció.
Mert különböző receptorokon hatnak. A CJC-1295 (No DAC) GHRH-receptor-agonista, az Ipamorelin pedig szelektív ghrelin-receptor-agonista (GHS-R1a) a Gq/PLC/IP3-kalcium-úton keresztül (Raun et al., 1998). Mivel a két út komplementer, a kutatásban együtt vizsgálják őket, hogy jellemezzék a GH-felszabadulásra gyakorolt additív vagy szinergikus hatásokat.
Kizárólag kutatási célokra. Nem emberi fogyasztásra szánt. Tudományos szerkesztő: Dr. Sieglinde Klaus