CJC-1295 (No DAC) i forskningsöversikt: Modified GRF (1-29), mekanism, halveringstid och avgränsning

CJC-1295 (No DAC), identiskt med Modified GRF (1-29), är en syntetisk GHRH-analog bestående av 29 aminosyror med fyra stabiliserande substitutioner. Till skillnad från DAC-varianten binder den inte till serumalbumin och är därför kortverkande, med en rapporterad plasmahalveringstid på cirka 30 minuter. Denna artikel sammanfattar de prekliniska och kliniska data uteslutande för forskningssyften.

Vad är CJC-1295 (No DAC) och hur är det uppbyggt?

CJC-1295 utan DAC är kemiskt identiskt med den förening som i litteraturen anges som "Modified GRF (1-29)". Det är en syntetisk analog av det tillväxthormonfrisättande hormonet (Growth Hormone Releasing Hormone, GHRH). Strukturellt motsvarar det det N-terminala fragmentet 1-29 av humant GHRH, alltså samma aktiva kärna som Sermorelin, men bär fyra stabiliserande aminosyrasubstitutioner jämfört med den nativa GRF(1-29): position 2 D-Ala i stället för L-Ala, position 8 Gln i stället för Asn, position 15 Ala i stället för Gly och position 27 Leu i stället för Met. Den tetrasubstituerade GRF(1-29)-kärnan finns dokumenterad i arbetet av Jetté et al., 2005, och substitutionsöversikten dessutom i sekundära källor.

Sekvensen lyder (N till C): 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. Den rapporterade summaformeln är C152H252N44O42 med en molmassa på cirka 3367,9 g/mol; dessa uppgifter härrör från leverantörs- och kemiska datakällor, är inte expertgranskade och betraktas som ungefärliga. CAS-numret 446036-97-1 tillskrivs delvis hela CJC-1295/DAC-familjen. Avgörande för förståelsen av denna förening: "No DAC"-formen har vid C-terminalen ingen Drug-Affinity-Complex (maleimidopropionyl-lysin) och binder därför inte kovalent till serumalbumin. Just därför är den kortverkande, vilket framgår av arbetena av Jetté et al., 2005 och Teichman et al., 2006.

Hur verkar CJC-1295 (No DAC) på molekylär nivå?

CJC-1295 (No DAC) verkar som agonist vid GHRH-receptorn (GHRH-R), en klass B sju-transmembran G-proteinkopplad receptor på somatotroferna i adenohypofysen. Bindningen kopplar övervägande till Gs, aktiverar adenylylcyklas och ökar därmed det intracellulära cAMP. Detta aktiverar proteinkinas A (PKA), leder till CREB-fosforylering och till ett spänningsberoende kalciuminflöde som utlöser exocytosen av det lagrade tillväxthormonet (GH). Kroniskt främjar denna signalväg dessutom den Pit-1-medierade transkriptionen av GH-genen, såsom beskrivs i översikten av Mayo et al., 1995.

Den funktionella fördelen med de fyra substitutionerna ligger i stabiliteten. De ger resistens mot klyvning genom dipeptidylpeptidas-IV (DPP-IV) vid N-terminalen samt mot ytterligare proteolys. Därigenom ökar potensen och den metabola stabiliteten jämfört med den nativa GRF(1-29). Den isolerade D-Ala2-substitutionen sänkte hos människa den metabola clearance från 39,7 till 21 mL/kg/min och förlängde försvinnandehalveringstiden från 4,3 till 6,7 minuter, vilket Soule et al., 1994 visade; DPP-IV-stabiliteten hos den substituerade kärnan finns dokumenterad hos Jetté et al., 2005. Nedströms ökar den hypofysära GH-frisättningen det hepatiska IGF-1. Denna axel GHRH-R, GH, IGF-1 utgör den farmakologiska ryggraden för hela substansklassen.

Vilken halveringstid har CJC-1295 (No DAC)?

CJC-1295 (No DAC), alltså Modified GRF (1-29), är entydigt kortverkande. Den rapporterade plasmahalveringstiden ligger på cirka 30 minuter, med ett i litteraturen ofta nämnt intervall på omkring 30 minuter till cirka 2 timmar. Som jämförelse: den nativa Sermorelin respektive GRF(1-29) elimineras ännu snabbare, med en intravenös försvinnandehalveringstid på cirka 6 till 7 minuter och en plasmahalveringstid i området cirka 10 till 20 minuter. Kinetiken för det nativa fragmentet stödjer sig på Soule et al., 1994, medan den konkreta 30-minutersuppgiften för Modified GRF (1-29) härrör från föreningens designprincip och från sekundära källor.

Eftersom ingen albuminankare finns ökar tillväxthormonet efter subkutan tillförsel i forskningslitteraturen typiskt inom cirka 15 till 30 minuter och återgår inom cirka 2 till 3 timmar mot utgångsvärdet. Detta ger en pulsatil, mer fysiologisk GH-profil med minimal ihållande tonisk stimulering. Detta är den definierande skillnaden mot DAC-varianten. Viktigt för den vetenskapliga inramningen: de rigorösa humana farmakokinetiska studierna (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) genomfördes med det albuminbindande DAC-konstruktet, inte med No-DAC-formen. En dedikerad, expertgranskad human PK-studie specifikt för No-DAC-varianten är enligt nuvarande kännedom sparsam, varför 30-minutersuppgiften bör tolkas med vederbörlig försiktighet. Beräkna CJC-1295 (No DAC) i peptidkalkylatorn kan åskådliggöra de kinetiska nyckeldata för modelleringssyften.

Hur skiljer sig CJC-1295 (No DAC) från DAC-varianten?

DAC-varianten delar samma tetrasubstituerade GRF(1-29)-kärna, men bär ett N-epsilon-3-maleimidopropionamid-lysin. Denna grupp reagerar ex vivo respektive in vivo med den fria Cys-34-tiolgruppen hos humant serumalbumin och bildar ett stabilt tioäter-biokonjugat. Detta konjugat är för stort för renal filtration och samtidigt skyddat mot DPP-IV, såsom Jetté et al., 2005 beskrev. Därigenom förlängs halveringstiden hos människa till cirka 5,8 till 8,1 dagar, vilket visades av Teichman et al., 2006.

Hos friska vuxna ökade enskilda subkutana doser av CJC-1295/DAC det genomsnittliga GH 2- till 10-faldigt under minst 6 dagar och IGF-1 1,5- till 3-faldigt under 9 till 11 dagar; vid upprepad tillförsel förblev IGF-1 upp till cirka 28 dagar över utgångsvärdet (Teichman et al., 2006). Anmärkningsvärt är att GH-sekretionen själv under denna kontinuerliga albuminbundna stimulering förblev pulsatil. Pulsfrekvens och amplitud bevarades, medan tråg-, medel- och IGF-1-värdena steg, såsom Ionescu et al., 2006 dokumenterade. Just detta fynd förklarar varför den kortverkande No-DAC-formen föredras i forskningen när målet är att efterlikna den naturliga episodiska GH-frisättningen och inte en tonisk varaktig ökning. No-DAC-formen elimineras fullständigt mellan tillförseltillfällena och genererar därför ingen kronisk IGF-1-platå. Den humana PK- och effektdatabilden berör dock DAC-konstruktet, inte direkt No-DAC-formen.

Vilka doseringar rapporteras i forskningslitteraturen?

För No-DAC-formen finns ingen av FDA godkänd human dosering. Kontrollerade humandata härrör uteslutande från studier med DAC-varianten. Där undersöktes enskilda subkutana doser på cirka 30, 60 och 90 mcg/kg, varvid området 30 till 60 mcg/kg bedömdes som relativt väl tolererat, vilket Teichman et al., 2006 rapporterar. Pulsatilitetsstudien använde 60 och 90 mcg/kg utan signifikant skillnad mellan de två doseringarna; där låg det basala GH cirka 7,5-faldigt förhöjt, det genomsnittliga GH med 46 procent och IGF-1 med 45 procent över utgångsvärdet (Ionescu et al., 2006).

För Modified GRF (1-29) självt beskriver icke-kliniska respektive sekundära protokoll typiskt fasta mängder i mikrogramområdet per subkutan tillförsel, ofta omkring 100 mcg per administrering, ofta taktade 1 till 3 gånger dagligen för att utnyttja den korta halveringstiden. Dessa protokoll kombineras ofta med en GHRP respektive en ghrelinreceptoragonist. Det måste tydligt betonas att dessa uppgifter inte härrör från kontrollerade studier. De nämns här uteslutande för att karakterisera den befintliga litteraturen och utgör ingen handlingsrekommendation. En 2 mg lyofilisat-vial motsvarar 2000 mcg, varav det beräkningsmässigt följer en mängd mikrogramskalade alikvoter. Den exakta koncentrationen beror på rekonstitutionsvolymen. För rena modellerings- och beräkningssyften kan detta återges i peptidkalkylatorn.

Hur rekonstitueras och förvaras CJC-1295 (No DAC)?

CJC-1295 (No DAC) levereras som lyofilisat. Det lyofiliserade pulvret bör förvaras fryst, typiskt vid -20 grader Celsius, för långtidsförvaring även kallare vid -80 grader Celsius. Den rapporterade stabiliteten för lyofilisatet ligger på cirka 12 till 24 månader eller längre vid -20 grader Celsius. En kort transport vid omgivningstemperatur eller kylskåpstemperatur tolereras i regel för det torra pulvret, eftersom fastformen är betydligt robustare än den lösta.

Efter rekonstitutionen, vanligen med bakteriostatiskt vatten med cirka 0,9 procent bensylalkohol, bör lösningen kylas vid 2 till 8 grader Celsius och användas inom cirka 28 dagar. Detta tidsfönster följer av bensylalkoholen som konserveringsmedel; vissa källor anger 4 till 6 veckor vid 2 till 8 grader Celsius. Upprepade frys-tin-cykler av den rekonstituerade lösningen ska undvikas, likaså kraftig skakning som genom skumbildning och mekanisk stress kan äventyra peptidintegriteten. Skydda materialet mot ljus och värme. Vid rekonstitutionen tillförs lösningsmedlet helst långsamt längs vialens vägg, i stället för direkt på pulvret. Dessa uppgifter härrör från sekundära källor om peptidhantering; en peptidspecifik, expertgranskad stabilitetsstudie hittades inte, varför dessa anvisningar ska förstås som allmänna hanteringsriktlinjer för GHRH-peptider och inte som en validerad specifikation för denna sats.

Vilka biverkningar är kända från substansklassen?

I de humana CJC-1295/DAC-studierna rapporterades inga allvarliga biverkningar, och tolerabiliteten beskrevs som god, särskilt i området 30 till 60 mcg/kg, vilket Teichman et al., 2006 dokumenterar. Denna databild berör dock den albuminbindande DAC-varianten och inte specifikt den kortverkande No-DAC-formen.

Klasstypiska och ofta beskrivna effekter av GHRH-analoger och GH-axelstimulering omfattar övergående reaktioner vid injektionsstället såsom rödnad, svullnad och smärta, vidare ansiktsrödnad respektive värmekänsla, huvudvärk, yrsel och en övergående vätskeinlagring. Teoretiska betänkligheter som är knutna till en ihållande ökning av GH och IGF-1, såsom ledvärk (artralgi), perifera ödem, parestesier eller karpaltunnelliknande symtom samt en minskad insulinkänslighet, härleds från GH-axelns farmakologi. De har inte specifikt påvisats för den kortverkande No-DAC-formen. Eftersom No-DAC-varianten elimineras mellan tillförseltillfällena och inte genererar någon tonisk varaktig IGF-1-ökning, är den teoretiska grunden för exponeringsberoende effekter här mindre uttalad än vid DAC-formen. Ändå gäller: långtidssäkerheten för No-DAC-formen är inte etablerad i kontrollerade humanstudier. Denna sammanställning tjänar den vetenskapliga inramningen och inte bedömningen av en användning på människa.

Hur skiljer sig CJC-1295 (No DAC) från Sermorelin?

Sermorelin motsvarar den nativa GRF(1-29) och delar med CJC-1295 (No DAC) samma aktiva kärna på 29 aminosyror. Den avgörande skillnaden ligger i de fyra substitutionerna, som Sermorelin saknar. Därigenom bryts Sermorelin ner snabbare av DPP-IV och har en kortare halveringstid, med en plasmahalveringstid i området cirka 10 till 20 minuter och en intravenös försvinnandehalveringstid på cirka 6 till 7 minuter, samt en lägre metabol stabilitet. Modified GRF (1-29) kan därför i grunden beskrivas som ett DPP-IV-stabiliserat, längre verkande Sermorelin.

Det kvantitativa belägget för stabilitetsvinsten härrör från Soule et al., 1994: redan den isolerade D-Ala2-substitutionen halverade den metabola clearance ungefärligt och förlängde den intravenösa försvinnandehalveringstiden från 4,3 till 6,7 minuter hos människa. Mekanistiskt är båda föreningarna identiska, eftersom de aktiverar samma GHRH-receptor, såsom Mayo et al., 1995 beskriver för den gemensamma signalvägen. Skillnaden är alltså primärt farmakokinetisk och inte farmakodynamisk. För forskningen betyder detta att båda substanserna utlöser samma effektortyp vid receptorn, men att Modified GRF (1-29) erbjuder en längre plasmanärvaro och högre potens per applicerad mikrogrammängd. Bakgrundsinformation om Sermorelin- respektive GRF(1-29)-farmakologin tillhandahålls av översikten av Prakash och Goa, 1999, som här används som jämförelsereferens för det nativa, omodifierade GHRH(1-29).

Hur skiljer sig CJC-1295 (No DAC) från Ipamorelin?

Skillnaden mot Ipamorelin är mekanistiskt grundläggande och inte bara farmakokinetisk. Ipamorelin är en pentapeptid och verkar som agonist vid ghrelinreceptorn (Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a, GHS-R1a), inte vid GHRH-receptorn. Signalöverföringen sker via Gq, fosfolipas C, IP3 och ett kalciuminflöde och utlöser därigenom likaså en GH-frisättning. Avgörande är att Ipamorelin var det första GH-sekretagogum som verkar selektivt för GH, utan att öka ACTH, kortisol eller prolaktin, med en selektivitet upp till 200-faldig den effektiva dosen, vilket Raun et al., 1998 visade.

Medan CJC-1295 (No DAC) som GHRH-analog direkt "instruerar" somatotroferna via GHRH-R att frisätta lagrat GH, verkar Ipamorelin via den komplementära ghrelinvägen. Båda axlarna, alltså GHRH och ghrelin, är fysiologiskt olika och angriper vid olika receptorer. Just därför undersöks GHRH-analoger och ghrelinreceptoragonister ofta tillsammans i forskningen, för att karakterisera additiva eller synergistiska effekter på GH-frisättningen. Logiken bakom: en GHRH-analog ökar somatotrofernas beredskap, medan en ghrelinagonist parallellt dämpar den somatostatinerga hämningen och förstärker pulsamplituden. Denna komplementaritet är anledningen till att kombinerade forskningsprotokoll föredrar den kortverkande No-DAC-formen, eftersom dess pulsatila profil låter sig väl överlagras med verkningsfönstret för en GHRP. Båda förblir dock uteslutande forskningssubstanser utan etablerad human användning.

Varför anses CJC-1295 (No DAC) vara "mer fysiologiskt" än DAC-varianten?

Begreppet "mer fysiologiskt" syftar i forskningslitteraturen på det tidsmässiga mönstret för GH-frisättningen. Den naturliga GH-sekretionen sker episodiskt i pulser, åtskilda av faser av låg aktivitet. Den kortverkande No-DAC-formen med sin halveringstid på cirka 30 minuter genererar en GH-ökning inom cirka 15 till 30 minuter och en återgång mot utgångsvärdet inom cirka 2 till 3 timmar. Därigenom stimuleras receptorn inte kontinuerligt mellan tillförseltillfällena, vilket kommer närmare det naturliga puls-tråg-mönstret.

DAC-varianten å andra sidan upprätthåller genom albuminbindningen under flera dagar en förhöjd grundstimulering. Intressant nog visade Ionescu et al., 2006 att GH-sekretionen även under denna kontinuerliga stimulering förblev pulsatil, eftersom den överordnade hypotalamiska styrningen via somatostatin fortsatt formar pulsstrukturen. Ändå höjer DAC-formen tråg- och medelvärdena samt IGF-1 varaktigt och genererar en kronisk IGF-1-platå som i studierna låg upp till cirka 28 dagar över utgångsvärdet (Teichman et al., 2006). No-DAC-formen undviker denna platå eftersom den elimineras fullständigt. Om en forskningsmodell alltså ska återge GH-axelns episodiska natur är den kortverkande varianten metodiskt mer attraktiv. Denna inramning förblir en farmakologisk karakterisering och implicerar inget som helst terapeutiskt värde.

Vanliga frågor (FAQ)

Är CJC-1295 (No DAC) detsamma som Modified GRF (1-29)?

Ja. CJC-1295 utan DAC och Modified GRF (1-29) betecknar samma förening. Båda beskriver den tetrasubstituerade GRF(1-29)-kärnan utan den albuminbindande Drug-Affinity-Complex. De fyra substitutionerna (D-Ala vid position 2, Gln vid position 8, Ala vid position 15, Leu vid position 27) finns dokumenterade i Jetté et al., 2005 för kärnan. Begreppet "No DAC" betonar enbart frånvaron av maleimidlänken, som hos DAC-varianten ser till den långa halveringstiden.

Varför är halveringstiden så mycket kortare än hos CJC-1295 med DAC?

Eftersom albuminankaret saknas. DAC-varianten binder kovalent till Cys-34-tiolgruppen hos serumalbuminet och bildar ett stort, mot renal filtration skyddat konjugat med en halveringstid på cirka 5,8 till 8,1 dagar (Teichman et al., 2006). Utan detta ankare elimineras No-DAC-formen snabbt, med en rapporterad halveringstid på cirka 30 minuter. De fyra substitutionerna fördröjer visserligen nedbrytningen jämfört med Sermorelin, men ersätter inte albuminbindningen.

Finns det kontrollerade humanstudier specifikt för No-DAC-formen?

Enligt nuvarande kännedom är rigorösa, expertgranskade humana PK-studier specifikt för No-DAC-formen sparsamma. De centrala humandata (Teichman et al., 2006; Ionescu et al., 2006) insamlades med det albuminbindande DAC-konstruktet. No-DAC-formens 30-minutershalveringstid stödjer sig övervägande på designprincipen och sekundära källor, inte på en dedikerad klinisk PK-studie.

Hur länge är den rekonstituerade lösningen hållbar?

Sekundära hanteringskällor anger efter rekonstitution med bakteriostatiskt vatten (cirka 0,9 procent bensylalkohol) en användning inom cirka 28 dagar vid förvaring vid 2 till 8 grader Celsius; vissa källor anger 4 till 6 veckor. Frys-tin-cykler och kraftig skakning ska undvikas. Dessa uppgifter är allmänna GHRH-peptidriktlinjer och ingen validerad satsspecifik specifikation.

Varför undersöks GHRH-analoger och Ipamorelin ofta tillsammans?

Eftersom de angriper vid olika receptorer. CJC-1295 (No DAC) är en GHRH-receptoragonist, Ipamorelin en selektiv ghrelinreceptoragonist (GHS-R1a) via Gq/PLC/IP3-kalciumvägen (Raun et al., 1998). Eftersom de två vägarna är komplementära undersöks de tillsammans i forskningen, för att karakterisera additiva eller synergistiska effekter på GH-frisättningen.

Endast för forskningssyften. Inte avsett för mänsklig konsumtion. Vetenskaplig redaktion: Dr. Sieglinde Klaus