Thymosin Alpha-1: o péptido imunitário tímico em revisão da investigação
Dr. Sieglinde Klaus
Equipa de redação científica · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Equipa de redação científica · Bergdorf Bioscience
A Thymosin Alpha-1 (Tα1, INN: Thymalfasin) é um péptido de 28 aminoácidos, N-acetilado na extremidade N-terminal, proveniente do timo, que é estudado na investigação como péptido imunomodulador e modificador da resposta biológica. Foi originalmente isolado do timo de vitelo e teve a sua sequência determinada (Goldstein et al., 1977). A forma farmacêutica sintética é comercializada sob a marca Zadaxin.
A Thymosin Alpha-1 é um polipéptido tímico que foi isolado do timo de vitelo por Goldstein e colegas em 1977 e totalmente sequenciado (Goldstein et al., 1977). A substância é constituída por 28 resíduos de aminoácidos e pertence à classe dos péptidos imunomoduladores, que na imunologia são classificados como modificadores da resposta biológica. É característica a acetilação N-terminal: a serina terminal possui um grupo acetilo, que contribui com cerca de 42 Da para a massa molecular e distingue a forma madura do precursor não acetilado (Liu et al., 2013).
A forma sintética, farmaceuticamente padronizada, possui a denominação comum internacional Thymalfasin e é comercializada sob a marca Zadaxin. Na análise histórica, a Tα1 é descrita como um dos péptidos tímicos há mais tempo investigados, cujo estudo se estende por várias décadas (Camerini & Garaci, 2015). A Tα1 é uma molécula termoestável e fortemente ácida, cujas propriedades físico-químicas foram documentadas já na primeira descrição (Goldstein et al., 1977).
Importante para o enquadramento: a Thymosin Alpha-1 não é um péptido de reparação tecidular ou de angiogénese, mas é considerada na investigação sobretudo como modulador da interface entre a imunidade inata e a imunidade adaptativa (Dominari et al., 2020).
A sequência de aminoácidos da Thymosin Alpha-1 compreende 28 resíduos e corresponde, no código de uma letra, a Ac-SDAAVDTSSEITTKDLKEKKEVVEEAEN, ou seja, serina acetilada na extremidade N-terminal, seguida da cadeia completa até à asparagina terminal (Goldstein et al., 1977). É notória a elevada proporção de aminoácidos ácidos como o aspartato e o glutamato, que confere à molécula o seu carácter fortemente ácido.
A massa molecular da forma madura, N-acetilada, situa-se entre cerca de 3108 e 3109 Da; uma caracterização por espetrometria de massa indica 3108,79 Da (Liu et al., 2013). A variante não acetilada possui uma massa inferior, de cerca de 3065 Da; o grupo acetilo acrescenta os referidos cerca de 42 Da. Segundo a literatura disponível, esta acetilação N-terminal é estruturalmente relevante para a plena atividade biológica e melhora simultaneamente a estabilidade face à degradação por aminopeptidases, uma vez que a acetilação prolonga o tempo de semivida em relação à forma amino livre (Liu et al., 2013).
Para a prática laboratorial, isto significa que a pureza e a acetilação correta são critérios de qualidade decisivos. Os investigadores devem verificar os certificados de análise específicos do lote, que normalmente indicam graus de pureza de 98 por cento ou superiores, bem como a confirmação da acetilação N-terminal. A termoestabilidade da molécula foi destacada já na primeira descrição como uma característica notável (Goldstein et al., 1977).
A Thymosin Alpha-1 é descrita na investigação como um imunomodulador pleiotrópico que atua prioritariamente na interface entre a imunidade inata e a imunidade adaptativa (Romani et al., 2007). Um mecanismo de ação central decorre através dos recetores Toll-like: os estudos sugerem que a Tα1 sinaliza através do TLR2 nas células dendríticas mieloides e através do TLR9 nas células dendríticas plasmocitoides, nomeadamente pela via de sinalização dependente de MyD88, que ativa o IRF7 e desemboca na via efetora do interferão (IFN-α e IFN-γ) (Dominari et al., 2020).
A nível celular, segundo a literatura, a Tα1 promove a maturação e a diferenciação das células dendríticas e favorece uma polarização Th1. Isto acompanha-se de uma função reforçada das células T (CD4+ e CD8+) e das células NK, podendo elevar novamente contagens celulares reduzidas em estados imunocomprometidos (Dominari et al., 2020). Em paralelo, são estimuladas citocinas como o IFN-γ e a IL-2.
Um aspeto particularmente interessante é a regulação dual: a Tα1 induz nas células dendríticas a indolamina-2,3-dioxigenase (IDO) e, com ela, o catabolismo do triptofano, criando assim um meio regulador que equilibra inflamação e tolerância (Romani et al., 2007). Na investigação, a Tα1 é por isso descrita como um regulador endógeno da inflamação, da imunidade e da tolerância, que reforça respostas imunitárias eficazes e ao mesmo tempo pode atenuar uma sobreativação.
Na literatura clínica e farmacológica disponível, o regime padrão está bem documentado. O esquema estabelecido prevê 1,6 mg por via subcutânea duas vezes por semana, o que corresponde aproximadamente a 900 µg por metro quadrado de superfície corporal; nos estudos, a aplicação estendeu-se tipicamente ao longo de seis a doze meses (Dominari et al., 2020). Para participantes pediátricos ou de baixo peso, com menos de 40 kg, a literatura descreve uma dose ajustada ao peso de 40 µg por quilograma.
Os estudos farmacocinéticos formais também doseraram com base na superfície corporal, a 900 µg/m² (Rost et al., 1999). Quanto à tolerância a dosagens mais elevadas, existem dados que, em estudos em seres humanos, não revelaram reações indesejáveis até 16 mg duas vezes por semana ao longo de quatro semanas (Rost et al., 1999).
Para o planeamento de cálculo de tamanhos de frasco, volume de reconstituição e quantidades de injeção resultantes, o péptido pode ser representado na ferramenta Bergdorf: Calcular a Thymosin Alpha-1 na calculadora de péptidos. Assim é possível, por exemplo, perceber como, a partir de um frasco de 1,6 mg, com um volume de reconstituição de 1 ml, resulta uma concentração de 1,6 mg/ml e que marcação na escala de uma seringa de insulina corresponde a uma dose de 1,6 mg. Todos os valores referidos provêm exclusivamente da literatura de investigação e de informação técnica e não devem ser entendidos como recomendação de aplicação em seres humanos.
Após a injeção subcutânea, a Thymosin Alpha-1 é absorvida de forma rápida e quase completa, o que aponta para uma elevada biodisponibilidade (Rost et al., 1999). A concentração plasmática máxima (Tmax) é atingida cerca de uma a duas horas após a injeção. As concentrações de pico (Cmax) situaram-se, na dosagem de 900 µg/m², na faixa de cerca de 30 a 80 µg/L (Rost et al., 1999).
O volume de distribuição é indicado em cerca de 5 a 8 L, o que corresponde ao espaço extracelular; como péptido pequeno e fortemente ácido, a Tα1 apresenta uma baixa ligação às proteínas plasmáticas. A eliminação ocorre por degradação proteolítica através de aminopeptidases tecidulares e circulantes, sendo a recuperação renal de 31 a 60 por cento da dose (Rost et al., 1999). O tempo de semivida plasmático terminal situa-se, segundo a informação técnica do Thymalfasin, em cerca de 2 horas; o estudo farmacocinético formal de três formulações subcutâneas relata um tempo de semivida de eliminação inferior a 3 horas (Rost et al., 1999).
É notável que os níveis séricos regressam ao valor basal no espaço de 24 horas e que, com administração repetida, não ocorre acumulação (Rost et al., 1999). Precisamente devido a este curto tempo de semivida, foram desenvolvidas variantes de fusão com tempo de semivida prolongado, para aumentar o tempo de permanência, de outro modo curto, do péptido nativo (Camerini & Garaci, 2015).
O tempo de semivida plasmático terminal de cerca de 2 horas está documentado na literatura e é sustentado tanto pela informação técnica do Thymalfasin como, de forma independente, pelo estudo farmacocinético formal, que determinou um tempo de semivida de eliminação inferior a 3 horas com um Tmax de uma a duas horas (Rost et al., 1999). Este tempo de permanência sistémica comparativamente curto explica duas observações centrais da literatura: a ausência de acumulação com administração repetida e o regresso dos níveis séricos ao valor basal no espaço de 24 horas.
Para o desenho dos estudos, isto tem consequências concretas. O esquema, habitual na investigação, de uma administração subcutânea duas vezes por semana contrasta de forma notória com o curto tempo de semivida plasmático. Isto sugere que o efeito biológico da Tα1 não está acoplado prioritariamente a níveis plasmáticos persistentes, mas a efeitos imunológicos a jusante, como a maturação das células dendríticas desencadeada e a polarização Th1 que são atribuídas à substância (Romani et al., 2007).
Foi precisamente este achado que motivou o desenvolvimento de construções com tempo de semivida prolongado, como as proteínas de fusão Tα1-Fc, que foram concebidas de forma direcionada porque o tempo de semivida da Tα1 nativa é curto (Camerini & Garaci, 2015). Quem pretenda reproduzir o perfil de eliminação por cálculo pode utilizar o tempo de semivida de cerca de 2 horas como valor de entrada para considerações de clearance.
O Thymalfasin comercial, liofilizado, é fornecido como pó para reconstituição. Segundo a informação do produto, o preparado comercializado é armazenado refrigerado a 2 a 8 °C; a reconstituição é feita com a água estéril ou o diluente fornecido, imediatamente antes da injeção subcutânea. Estas indicações de armazenamento provêm da informação técnica, e os investigadores devem ter sempre em conta os certificados de análise específicos do lote.
É interessante a aparente contradição entre a termoestabilidade intrínseca da molécula e a exigência de refrigeração do medicamento acabado. O próprio péptido é, por natureza, termoestável e fortemente ácido, como já documentado na primeira caracterização (Goldstein et al., 1977). Enquanto medicamento liofilizado, é ainda assim conservado a 2 a 8 °C, o que se deve à estabilidade da formulação no seu conjunto e não apenas à robustez química da cadeia de aminoácidos.
Para a prática laboratorial, daí se podem extrair princípios claros: o pó liofilizado deve ser guardado no frigorífico a 2 a 8 °C; após a reconstituição, a solução deve ser utilizada em tempo útil. A acetilação N-terminal contribui para a estabilidade face às aminopeptidases e aumenta a resistência da cadeia à degradação enzimática (Liu et al., 2013). As temperaturas de armazenamento concretas e os prazos de utilização devem ser consultados no respetivo certificado de análise, uma vez que estes podem variar consoante o lote.
Na literatura de síntese, a Thymosin Alpha-1 é considerada, em geral, muito bem tolerada. Em mais de 2.000 doentes tratados, as experiências indesejáveis foram descritas como raras e ligeiras (Dominari et al., 2020). Os efeitos relatados incluem reações locais no local da injeção, como vermelhidão ou desconforto, bem como uma atrofia muscular transitória, poliartralgia no sentido de múltiplas dores articulares e um inchamento da mão com erupção cutânea.
Uma explicação plausível para a boa tolerância reside no perfil farmacocinético: a ausência de acumulação com administração repetida e o curto tempo de semivida de cerca de 2 horas contribuem, segundo a literatura, para a tolerância, já que o péptido não se acumula no organismo (Rost et al., 1999). Os níveis séricos regressam ao valor basal no espaço de 24 horas, pelo que não se gera uma exposição sistémica contínua.
Os dados de tolerância referem-se às dosagens e aos esquemas de aplicação estudados na literatura. Mesmo em estudos de escalonamento de dose em seres humanos, foram tolerados até 16 mg duas vezes por semana ao longo de quatro semanas sem reações indesejáveis (Rost et al., 1999). Estas indicações servem exclusivamente o enquadramento científico no contexto de investigação e não constituem qualquer afirmação sobre uma aplicação em seres humanos fora de estudos controlados.
Apesar da parte comum do nome, a Thymosin Alpha-1 e a Thymosin Beta-4 pertencem a famílias de péptidos diferentes, com sequências, tamanhos e funções distintos. A Tα1 é um péptido imunomodulador de 28 aminoácidos, N-acetilado, que atua através do TLR2 e do TLR9, bem como do eixo de sinalização das células dendríticas e das células T (Dominari et al., 2020). A Thymosin Beta-4, da qual o TB-500 é um fragmento, é, em contrapartida, um péptido de 43 aminoácidos sequestrador de G-actina, que regula a dinâmica citoesquelética da actina, a migração celular, a angiogénese e a reparação tecidular. A estrutura-alvo (recetores Toll-like e IDO face à actina) e a orientação estudada (restauração imunitária face à cicatrização de feridas) diferem fundamentalmente.
Também o BPC-157 se distingue claramente: trata-se de uma molécula sintética de 15 aminoácidos, designada como pentadecapéptido gástrico estável, derivada de uma proteína do suco gástrico. As suas propriedades discutidas na investigação dizem respeito à citoproteção, à angiogénese e à regeneração de tendões, ligamentos e intestino, frequentemente em ligação com as vias VEGFR2 e eNOS. Assim, o BPC-157 é um péptido de regeneração e citoproteção e não um péptido imunomodulador tímico; a origem, o comprimento (15 face a 28 aminoácidos) e o mecanismo divergem claramente da Tα1. A Tα1, por seu lado, é classificada como um regulador endógeno da inflamação, da imunidade e da tolerância (Romani et al., 2007).
O KPV é um tripéptido de três aminoácidos (lisina-prolina-valina) e corresponde à porção C-terminal da hormona α-MSH. Na investigação, ao KPV é atribuída uma ação anti-inflamatória, mediada predominantemente pela supressão de sinais pro-inflamatórios de NF-κB e de citocinas. O KPV atua assim como regulador descendente de processos inflamatórios.
A Thymosin Alpha-1 prossegue uma orientação primária oposta: enquanto péptido de 28 aminoácidos, reforça e reequilibra a imunidade adaptativa, em particular através do priming Th1 mediado pela ativação dos recetores Toll-like e das células dendríticas (Romani et al., 2007). Enquanto o KPV atenua a inflamação, a Tα1 restabelece a reatividade imunitária e coordena-a. Também o tamanho e a estrutura-alvo diferem consideravelmente: três aminoácidos e um mecanismo mediado por NF-κB do lado do KPV, face a 28 aminoácidos e a um eixo TLR2/TLR9 do lado da Tα1.
Esta comparação evidencia que a simples atribuição de ambos os péptidos à categoria das substâncias imunoativas seria enganadora. O KPV atenua uma sobreativação existente, ao passo que a Tα1, segundo a literatura disponível, reequilibra uma resposta imunitária enfraquecida ou desregulada e aborda o equilíbrio dual entre imunidade efetora e tolerância através da indução da IDO (Dominari et al., 2020).
Não. A Thymosin Alpha-1 e a Thymosin Beta-4 (o péptido de origem do TB-500) partilham apenas a parte do nome, mas pertencem a famílias de péptidos diferentes. A Tα1 é um péptido imunomodulador de 28 aminoácidos que atua através dos recetores Toll-like, enquanto a Thymosin Beta-4 é um péptido de 43 aminoácidos, ligante da actina, relacionado com a reparação tecidular (Dominari et al., 2020).
O tempo de semivida plasmático terminal é, segundo a informação técnica, de cerca de 2 horas, e o estudo farmacocinético formal relata menos de 3 horas. Os níveis séricos regressam ao valor basal no espaço de 24 horas e, com administração repetida, não ocorre acumulação (Rost et al., 1999).
O grupo acetilo na extremidade N-terminal acrescenta cerca de 42 Da à massa e é, segundo a literatura, estruturalmente relevante para a plena atividade biológica. Ao mesmo tempo, melhora a estabilidade face à degradação por aminopeptidases e prolonga assim o tempo de semivida em relação à forma amino livre (Liu et al., 2013).
O medicamento acabado liofilizado é, segundo a informação do produto, armazenado refrigerado a 2 a 8 °C e reconstituído imediatamente antes da utilização. O próprio péptido é intrinsecamente termoestável (Goldstein et al., 1977), a refrigeração diz respeito à estabilidade da formulação no seu conjunto; as indicações específicas do lote devem ser consultadas no certificado de análise.
O esquema estabelecido na literatura é de 1,6 mg por via subcutânea duas vezes por semana, o que corresponde a cerca de 900 µg por metro quadrado de superfície corporal (Dominari et al., 2020). Para participantes de baixo peso, com menos de 40 kg, é descrita uma dose ajustada ao peso de 40 µg por quilograma. Estas indicações servem exclusivamente fins de investigação.
Apenas para fins de investigação. Não destinado ao consumo humano. Redação científica: Dr. Sieglinde Klaus