Semax-guiden: effekt, dosering och forskning om det nootropa neuropeptidet
Dr. Sieglinde Klaus
Vetenskaplig redaktion · Bergdorf Bioscience
Innehållsförteckning
- 01Vad är Semax och hur utvecklades det?
- 02Hur verkar Semax på molekylär nivå?
- 03Vilken roll spelar Semax vid regleringen av neurotrofiner?
- 04Vilka neuroprotektiva effekter uppvisar Semax vid cerebral ischemi?
- 05Vilka doseringar används inom forskningen?
- 06Hur snabbt verkar Semax och hur länge håller effekterna i sig?
- 07Hur förvaras och rekonstitueras Semax korrekt?
- 08Vilken renhet bör Semax ha för forskning?
- 09Hur skiljer sig Semax från Selank och andra neuropeptider?
- 10Vilka säkerhetsdata finns från forskningen?
- Är Semax godkänt för mänsklig konsumtion?
- Hur rekonstitueras lyofiliserat Semax?
- Kan Semax kombineras med andra forskningspeptider?
- Vilken dokumentation medföljer Semax från Bergdorf Bio?
- Vilken batchkvalitet kan jag förvänta mig?
Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) är en syntetisk heptapeptid och en analog till det adrenokortikotropa hormonet ACTH(4-10). Den har blivit allt viktigare inom neurovetenskaplig forskning tack vare sina nootropa, neuroprotektiva och neurotrofa egenskaper. Peptiden, som utvecklades vid Institutet för molekylärgenetik i Moskva, aktiverar melanokortinreceptorer (MC3/MC4) och uppreglerar uttrycket av BDNF, NGF och TrkB utan att samtidigt utlösa de hormonella effekterna av den fullständiga ACTH-molekylen.
Vad är Semax och hur utvecklades det?
Semax syntetiserades under 1980-talet vid Ryska vetenskapsakademins institut för molekylärgenetik som en terapeutisk analog till ACTH(4-10). Forskningsgruppen kring Myasoedov strävade efter att bevara de kognitiva effekterna av det naturliga ACTH-fragmentet och samtidigt eliminera de oönskade hormonella effekterna. Resultatet blev en heptapeptid med aminosyrasekvensen Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro, där en C-terminal Pro-Gly-Pro-svans avsevärt ökar den enzymatiska stabiliteten jämfört med det naturliga ACTH(4-7)-fragmentet Myasoedov et al., 1997. Peptidkedjan har en molekylvikt på cirka 813 Da och föreligger som ett vitt till krämfärgat lyofiliserat pulver som är fritt lösligt i vatten. Till skillnad från ACTH självt påverkar Semax varken kortisolproduktionen eller andra binjuresteroider; den biologiska aktiviteten är begränsad till centrala mekanismer som neurotrofimodulering och påverkan på det dopaminerga och serotonerga systemet. Denna egenskap gör Semax till ett intressant verktyg för grundforskning om kognition, neuroprotektion och synaptisk plasticitet.
Hur verkar Semax på molekylär nivå?
Effekten av Semax bygger på flera molekylära mekanismer som löper parallellt. För det första binder peptiden specifikt till receptorer i basala framhjärnan med en dissociationskonstant på 2,4 ± 1,0 nM; denna bindning är tidsberoende, kalciumberoende och reversibel Dolotov et al., 2006. För det andra aktiverar Semax melanokortinreceptorer av subtyperna MC3 och MC4, vilka uttrycks i hippocampus, hjärnbarken och hypotalamus och deltar i regleringen av inlärningsprocesser, motivation och neuroprotektion. För det tredje hämmar peptiden enligt studier enkefalinaser, varigenom endogena opioidpeptider bryts ned långsammare. En särskilt väldokumenterad effekt gäller neurotransmittorsystemet: i en studie på råttor ökade vävnadsinnehållet av 5-hydroxiindolättiksyra (5-HIAA) i striatum med 25 % två timmar efter Semax-tillförsel, och den extracellulära 5-HIAA-nivån steg inom en till fyra timmar som mest till 180 % av utgångsvärdet Eremin et al., 2005. Dessutom påvisades en ökning av den dopaminerga aktiviteten i det mesolimbiska systemet; båda neurotransmittorsystemen spelar en nyckelroll i kognitiva processer och i regleringen av humör.
Vilken roll spelar Semax vid regleringen av neurotrofiner?
Semax förmåga att uppreglera uttrycket av neurotrofiner hör till peptidens bäst undersökta egenskaper. Neurotrofiner som BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) och NGF (Nerve Growth Factor) är nyckelproteiner för neuronernas överlevnadsförmåga, den synaptiska plasticiteten och minnesbildningen. Efter intranasal tillförsel av Semax i en dos på 50 µg/kg till råttor uppmättes en signifikant ökning av BDNF-proteinkoncentrationen i basala framhjärnan inom 30 minuter Dolotov et al., 2006. Parallellt visade Agapova och medarbetare att Semax tidsberoende stimulerar genuttrycket av såväl BDNF som NGF i hippocampus, frontalcortex och retina, med maximal uppreglering i hippocampus efter tre timmar Agapova et al., 2007. Särskilt betydelsefull är den samtidiga aktiveringen av TrkB-receptorn, den högaffina receptorn för BDNF, eftersom det är först ko-uttrycket av neurotrofin och receptor som utlöser en effektiv neuroprotektiv signalkaskad Dolotov et al., 2006. Dessa resultat tyder på att Semax koordinerat aktiverar hela neurotrofinernas signalnätverk, vilket förklarar dess neuroprotektiva egenskaper på molekylär nivå.
Vilka neuroprotektiva effekter uppvisar Semax vid cerebral ischemi?
Semax neuroprotektiva egenskaper har undersökts intensivt i samband med cerebral ischemi, ett forskningsfält med hög klinisk relevans. I en råttmodell med permanent ocklusion av mellersta cerebrala artären (pMCAO) förstärkte Semax transkriptionen av BDNF, TrkC och TrkA tre timmar efter ocklusionen samt av NT-3 och NGF 24 timmar efter ocklusionen Shadrina et al., 2009. Denna tidsmässigt förskjutna aktivering av flera neurotrofingener tyder på en orkestrerad skyddsmekanism som riktar in sig på olika faser av den ischemiska kaskaden. På transkriptomnivå visade en omfattande studie av Filippenkov och medarbetare att Semax efter ischemi-reperfusion hämmar uttrycket av gener som är kopplade till inflammatoriska processer och samtidigt aktiverar gener som deltar i neurotransmissionen Filippenkov et al., 2020. Konkret observerades en minskning av proinflammatoriska cytokiner och en uppreglering av gener för synaptiska vesikelproteiner. Anmärkningsvärt är att inte bara Semax självt utan även dess huvudmetabolit Pro-Gly-Pro (PGP) utövar neuroprotektiva transkriptionseffekter, vilket tyder på en förlängd biologisk verkan bortom nedbrytningen av moderpeptiden.
Vilka doseringar används inom forskningen?
De doseringar som beskrivs i litteraturen varierar avsevärt beroende på forskningsmodell och administreringsväg. I djurförsök ligger standarddosintervallet på 50 till 600 µg/kg intranasalt; majoriteten av de publicerade studierna om kognitiva och neuroprotektiva effekter använder 50 µg/kg som referensdos. I humanstudier om den nootropa potentialen undersöktes doser på 200 till 600 µg intranasalt en till tre gånger dagligen under perioder på 10 till 14 dagar Myasoedov et al., 1997. För akuta indikationer som ischemisk stroke användes i kliniska studier betydligt högre doser på 6 mg två gånger dagligen (12 mg total daglig dos) intranasalt; behandlingen inleddes inom 6 till 12 timmar efter händelsen och fortsatte i 5 till 10 dagar. Intranasal administrering är den föredragna administreringsvägen, eftersom Semax på denna väg når råtthjärnan inom två minuter; 0,093 % av den tillförda radioaktiviteten per gram hjärnvävnad påvisades, varav 80 % utgjordes av den intakta Semax-molekylen Glazova et al., 2006. Bergdorf Bio erbjuder Semax som vialer på 10 mg, vilka möjliggör en precis dosering för olika forskningsprotokoll. Beställ Semax nu
Hur snabbt verkar Semax och hur länge håller effekterna i sig?
Semax farmakokinetik kännetecknas av ett snabbt effektinsättande och en förvånansvärt lång verkningstid, trots att peptidens plasmahalveringstid bara är cirka 2 till 3 minuter. Denna skenbara diskrepans förklaras av den snabba CNS-penetrationen och den efterföljande aktiveringen av intracellulära signalkaskader, vilka verkar långt bortom närvaron av modermolekylen. Efter intranasal administrering når Semax hjärnan inom två minuter, och nedbrytningen sker huvudsakligen via peptidaser; tripeptidmetaboliten Pro-Gly-Pro påvisas som huvudsaklig nedbrytningsprodukt i biologiska prover Glazova et al., 2006. Trots den korta halveringstiden för den intakta peptiden kvarstår de funktionella effekterna på minne och uppmärksamhet i 20 till 24 timmar; detta tillskrivs den långvariga uppregleringen av BDNF och NGF, vars proteinkoncentrationer förblir förhöjda under flera timmar. Utsöndringen sker renalt. För forskningspraktiken innebär denna farmakokinetik att en till två dagliga administreringar kan räcka för att upprätthålla konstanta neurotrofa effekter under undersökningsperioden. Det lyofiliserade pulvrets höga vattenlöslighet underlättar rekonstitutionen och framställningen av precisa spädningsserier.
Hur förvaras och rekonstitueras Semax korrekt?
Korrekt förvaring och hantering av Semax är avgörande för att bevara peptidens integritet och för reproducerbarheten hos experimentella resultat. Lyofiliserat Semax bör förvaras vid 2 till 8 °C; för långtidsförvaring över flera månader rekommenderas en temperatur på –20 °C eller lägre. Vid rumstemperatur förblir det lyofiliserade pulvret stabilt i cirka tre veckor. De huvudsakliga nedbrytningsvägarna omfattar oxidation av den N-terminala metioninresten, hydrolys av peptidbindningen (särskilt vid Pro-Gly-bindningar) och deamidering. Skyddsåtgärder är bland annat förvaring under inertgasatmosfär (kväve eller argon), tillsats av antioxidanter som 0,1 % askorbinsyra i rekonstituerade lösningar samt användning av metallfria buffertar och behållare. Efter rekonstitution med bakteriostatiskt vatten är lösningen stabil vid 2 till 8 °C i cirka 30 dagar; för längre förvaring bör den frysas in vid –18 °C. Upprepade frys-tö-cykler bör undvikas, eftersom de avsevärt minskar peptidstabiliteten. Tillsats av hjälpämnen som trehalos, mannitol eller glycerol (1 till 5 %) kan förbättra stabiliteten hos rekonstituerade lösningar vid frys-tö-cykler. Bergdorf Bio levererar alla Semax-vialer med fullständig batchdokumentation och bifogat Certificate of Analysis (CoA).
Vilken renhet bör Semax ha för forskning?
Renheten hos en forskningspeptid är en kritisk kvalitetsparameter som direkt påverkar de experimentella resultatens tillförlitlighet. För reproducerbara forskningsresultat med Semax rekommenderas en renhet på minst 98 %; Bergdorf Bio levererar Semax med en HPLC-verifierad renhet på ≥99 %. Analysen utförs med omvändfas-HPLC (RP-HPLC), guldstandarden för bestämning av renheten hos syntetiska peptider. Möjliga föroreningar omfattar trunkerade sekvenser från fastfassyntes, deletions- och insertionsvarianter samt oxidationsprodukter av det N-terminala metioninet. Ett Certificate of Analysis (CoA) bör förutom HPLC-renhetsvärdet även innehålla masspektrumet (MS) för att bekräfta den korrekta molekylmassan. Vid tolkning av forskningsresultat bör man beakta att även små föroreningshalter på 1 till 2 % kan innehålla biologiskt aktiva fragment som förvränger resultatet; detta gäller särskilt studier av neurotrofinexpression, där redan nanomolära koncentrationer utlöser effekter. Bergdorf Bio tillhandahåller fullständig dokumentation med HPLC-kromatogram och masspektrum för varje batch, vilket säkerställer jämförbarhet mellan batchar. Den GMP-kompatibla tillverkningen och batchspårbarheten gör det möjligt att exakt koppla experimentella resultat till en bestämd produktionsbatch.
Hur skiljer sig Semax från Selank och andra neuropeptider?
Semax diskuteras ofta i samband med andra neuropeptider, särskilt Selank, ytterligare en peptid som utvecklades vid institutet i Moskva. Medan Semax är en ACTH(4-10)-analog och i första hand verkar via melanokortinreceptorer och neurotrofimodulering, är Selank en tuftsinanalog (Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro) som huvudsakligen utövar anxiolytiska och immunmodulerande effekter via det endogena opioidsystemet och GABAerga mekanismer. Båda peptiderna delar den stabiliserande C-terminala Pro-Gly-Pro-svansen. Den viktigaste skillnaden ligger i den primära effektprofilen: Semax uppvisar starkare nootropa och neuroprotektiva effekter med uttalad BDNF-uppreglering, medan Selank i första hand verkar anxiolytiskt och modulerar uttrycket av subenheter av GABA-receptorer. I forskningspraktiken används peptiderna målinriktat beroende på frågeställning: Semax för studier av kognition, neuroprotektion och synaptisk plasticitet; Selank för undersökningar av ångestliknande beteende och immunreglering. En kombination av båda peptiderna har undersökts i vissa forskningsprotokoll, men dataunderlaget för detta är begränsat. Aminosyrasekvensen, molekylvikten (Semax: ca 813 Da; Selank: ca 751 Da) och receptorspecificiteten skiljer sig i grunden, varför ett direkt utbyte av den ena mot den andra i forskningsprotokoll inte vore lämpligt.
Vilka säkerhetsdata finns från forskningen?
Den tillgängliga forskningslitteraturen om Semax tyder på en gynnsam säkerhetsprofil, där dataunderlaget huvudsakligen kommer från djurstudier och ett begränsat antal humanstudier. I prekliniska studier uppvisade råttor vid doser på upp till 600 µg/kg intranasalt inga signifikanta beteendeavvikelser eller histopatologiska förändringar. Peptiden påverkar varken kortisolnivån eller andra binjuresteroider, eftersom den inte har någon affinitet för ACTH-receptorer i binjuren. I humanstudier rapporterades inga allvarliga biverkningar vid de undersökta doserna på 200 till 600 µg intranasalt; ibland dokumenterades lätt nasal irritation och övergående huvudvärk Myasoedov et al., 1997. Det är viktigt att betona att långtidssäkerheten vid upprepad användning ännu inte är fullständigt kartlagd och att de befintliga humanstudierna huvudsakligen kommer från rysk litteratur, vars tillgänglighet och bedömning kan vara begränsade. Forskare bör vid tolkningen av säkerhetsdata beakta att de flesta resultat har erhållits i murina modeller och att en direkt extrapolering till andra arter inte utan vidare är berättigad. Peptiden är uteslutande avsedd för forskningsändamål.
Är Semax godkänt för mänsklig konsumtion?
Nej. Semax säljs uteslutande som forskningssubstans och är inte avsett för mänsklig konsumtion. I Ryssland finns godkända farmaceutiska formuleringar, men deras regulatoriska status kan inte överföras till EU eller andra jurisdiktioner.
Hur rekonstitueras lyofiliserat Semax?
Lyofiliserat Semax rekonstitueras genom långsam tillsats av bakteriostatiskt vatten (0,9 % bensylalkohol) mot vialens innervägg. Lösningen bör inte skakas, utan blandas genom att man försiktigt snurrar flaskan. Efter rekonstitutionen är peptiden stabil vid 2 till 8 °C i cirka 30 dagar.
Kan Semax kombineras med andra forskningspeptider?
I forskningslitteraturen finns protokoll som använder Semax i kombination med Selank eller andra neuropeptider. Eftersom interaktionerna inte är fullständigt kartlagda bör varje kombination valideras i en kontrollerad försöksdesign.
Vilken dokumentation medföljer Semax från Bergdorf Bio?
Varje försändelse åtföljs av ett Certificate of Analysis med HPLC-renhetsvärde och masspektrum.
Vilken batchkvalitet kan jag förvänta mig?
Bergdorf Bio levererar Semax med ≥99 % HPLC-verifierad renhet och fullständig batchdokumentation. Varje batch är spårbar, och det medföljande Certificate of Analysis omfattar HPLC-kromatogram, masspektrum och uppgifter om aminosyrasekvensen.
Källhänvisningar
- Asmarin IP, et al. A nootropic adrenocorticotropin analog 4-10-semax (l5 years experience in its design and study)]. Zhurnal vysshei nervnoi deiatelnosti imeni I P Pavlova. 1997.PMID
- Dolotov OV, et al. Semax, an analogue of adrenocorticotropin (4-10), binds specifically and increases levels of brain-derived neurotrophic factor protein in rat basal forebrain. Journal of neurochemistry. 2006.PMID
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16362768/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19662538/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16996037/
- Dmitrieva VG, et al. Semax and Pro-Gly-Pro activate the transcription of neurotrophins and their receptor genes after cerebral ischemia. Cellular and molecular neurobiology. 2010.