Thymosin Alpha-1: Araştırma genel bakışında timik bağışıklık peptidi
Dr. Sieglinde Klaus
Bilimsel Redaksiyon · Bergdorf Bioscience
Dr. Sieglinde Klaus
Bilimsel Redaksiyon · Bergdorf Bioscience
Thymosin Alpha-1 (Tα1, INN: Thymalfasin) timustan gelen, 28 amino asit uzunluğunda, N-terminalinde asetillenmiş bir peptittir ve araştırmalarda immünomodülatör bir peptit ve biyolojik yanıt düzenleyici olarak incelenmektedir. Başlangıçta dana timusundan izole edilmiş ve diziliminde belirlenmiştir (Goldstein et al., 1977). Sentetik ilaç formu Zadaxin marka adını taşır.
Thymosin Alpha-1, 1977 yılında Goldstein ve çalışma arkadaşları tarafından dana timusundan izole edilen ve tümüyle dizilenen timik bir polipeptittir (Goldstein et al., 1977). Madde 28 amino asit kalıntısından oluşur ve immünolojide biyolojik yanıt düzenleyici olarak sınıflandırılan immünomodülatör peptitler sınıfına aittir. Karakteristik olan N-terminal asetillenmedir: uçtaki serin, molekül kütlesine yaklaşık 42 Da katkıda bulunan ve olgun formu asetillenmemiş öncül formdan ayıran bir asetil grubu taşır (Liu et al., 2013).
Sentetik, farmasötik olarak standartlaştırılmış form uluslararası serbest ad olan Thymalfasin'i taşır ve Zadaxin marka adıyla sunulur. Tarihsel değerlendirmede Tα1, incelenmesi birkaç on yıla yayılan, en uzun süredir araştırılan timus peptitlerinden biri olarak tanımlanır (Camerini & Garaci, 2015). Tα1, fizikokimyasal özellikleri daha ilk tanımlamada belgelenmiş, ısıya dayanıklı ve güçlü asidik bir moleküldür (Goldstein et al., 1977).
Sınıflandırma açısından önemli olan şudur: Thymosin Alpha-1 bir doku onarımı ya da anjiyogenez peptidi değildir, araştırmalarda öncelikle doğuştan gelen ve edinilmiş bağışıklık arasındaki ara yüzün bir düzenleyicisi olarak görülür (Dominari et al., 2020).
Thymosin Alpha-1'in amino asit dizilimi 28 kalıntı içerir ve tek harfli kodda Ac-SDAAVDTSSEITTKDLKEKKEVVEEAEN şeklindedir, yani N-terminalinde asetillenmiş serin, ardından uçtaki asparajine kadar uzanan tam zincir (Goldstein et al., 1977). Dikkat çekici olan, moleküle güçlü asidik karakterini veren aspartat ve glutamat gibi asidik amino asitlerin yüksek oranıdır.
Olgun, N-asetillenmiş formun molekül kütlesi yaklaşık 3108 ile 3109 Da arasındadır; kütle spektrometrik bir karakterizasyon 3108,79 Da değerini verir (Liu et al., 2013). Asetillenmemiş varyant yaklaşık 3065 Da ile daha düşük bir kütleye sahiptir; asetil grubu belirtilen yaklaşık 42 Da'yı ekler. Bu N-terminal asetillenme, mevcut literatüre göre tam biyolojik aktivite için yapısal olarak önemlidir ve aynı zamanda aminopeptidazlar tarafından parçalanmaya karşı kararlılığı artırır, çünkü asetillenme serbest amino forma kıyasla yarı ömrü uzatır (Liu et al., 2013).
Laboratuvar pratiği için bu, saflık ve doğru asetillenmenin belirleyici kalite özellikleri olduğu anlamına gelir. Araştırmacılar, tipik olarak yüzde 98 veya daha yüksek saflık derecelerini ve N-terminal asetillenmenin doğrulanmasını gösteren parti bazlı analiz sertifikalarını incelemelidir. Molekülün ısıya dayanıklılığı, daha ilk tanımlamada dikkate değer bir özellik olarak öne çıkarılmıştı (Goldstein et al., 1977).
Thymosin Alpha-1 araştırmalarda, öncelikle doğuştan gelen ve edinilmiş bağışıklık arasındaki ara yüzde devreye giren pleiotropik bir immünomodülatör olarak tanımlanır (Romani et al., 2007). Merkezi bir etki mekanizması Toll benzeri reseptörler üzerinden işler: çalışmalar, Tα1'in miyeloid dendritik hücrelerde TLR2 üzerinden ve plazmasitoid dendritik hücrelerde TLR9 üzerinden, IRF7'yi aktive eden ve interferon efektör yolağına (IFN-α ve IFN-γ) açılan MyD88 bağımlı sinyal yolağı aracılığıyla sinyal verdiğine işaret etmektedir (Dominari et al., 2020).
Hücresel düzeyde Tα1, literatüre göre dendritik hücrelerin olgunlaşmasını ve farklılaşmasını destekler ve bir Th1 polarizasyonunu teşvik eder. Bu, T hücrelerinin (CD4+ ve CD8+) yanı sıra NK hücrelerinin işlevinin güçlenmesiyle birlikte gider ve bağışıklığı baskılanmış durumlarda düşmüş hücre sayılarını yeniden yükseltebilir (Dominari et al., 2020). Buna eşlik eden olarak IFN-γ ve IL-2 gibi sitokinler uyarılır.
Özellikle ilgi çekici bir yön çift yönlü düzenlemedir: Tα1, dendritik hücrelerde indolamin-2,3-dioksijenazı (IDO) ve böylece triptofan katabolizmasını indükler; bu yolla, iltihabı ve toleransı dengeleyen düzenleyici bir ortam oluşur (Romani et al., 2007). Bu nedenle araştırmalarda Tα1, etkili bağışıklık yanıtlarını güçlendiren ve aynı zamanda aşırı aktivasyonu yatıştırabilen, iltihabın, bağışıklığın ve toleransın endojen bir düzenleyicisi olarak tanımlanır.
Mevcut klinik ve farmakolojik literatürde standart rejim iyi belgelenmiştir. Yerleşik şema, vücut yüzeyinin metrekaresi başına yaklaşık 900 µg'a karşılık gelen, haftada iki kez deri altına 1,6 mg uygulamayı öngörür; uygulama incelemelerde tipik olarak altı ila on iki aya yayılmıştır (Dominari et al., 2020). 40 kg altındaki pediyatrik veya düşük kilolu çalışma katılımcıları için literatürde kilogram başına 40 µg'lık ağırlığa uyarlanmış bir doz tanımlanır.
Resmi farmakokinetik incelemeler de 900 µg/m² ile vücut yüzeyi temelinde dozlamıştır (Rost et al., 1999). Daha yüksek dozajların tolere edilebilirliğine ilişkin, insanlardaki incelemelerde dört hafta boyunca haftada iki kez 16 mg'a kadar hiçbir istenmeyen reaksiyon göstermeyen veriler mevcuttur (Rost et al., 1999).
Flakon boyutlarının, sulandırma hacimlerinin ve bunlardan doğan enjeksiyon miktarlarının hesaplamalı planlaması için peptit Bergdorf aracında modellenebilir: Thymosin Alpha-1'i Peptit Hesaplayıcı ile hesaplayın. Böylece örneğin, 1,6 mg'lık bir flakondan 1 ml sulandırma hacminde nasıl 1,6 mg/ml'lik bir konsantrasyon elde edildiği ve bir insülin enjektöründeki hangi ölçek işaretinin 1,6 mg'lık bir doza karşılık geldiği izlenebilir. Belirtilen tüm değerler yalnızca araştırma ve uzman bilgilendirme literatüründen alınmıştır ve insanlarda kullanım önerisi olarak anlaşılmamalıdır.
Deri altına enjeksiyonun ardından Thymosin Alpha-1 hızlı ve neredeyse tümüyle emilir; bu da yüksek bir biyoyararlanıma işaret eder (Rost et al., 1999). Maksimum plazma konsantrasyonuna (Tmax) enjeksiyondan yaklaşık bir ila iki saat sonra ulaşılır. Doruk konsantrasyonları (Cmax), 900 µg/m²'lik dozajda yaklaşık 30 ila 80 µg/L aralığındaydı (Rost et al., 1999).
Dağılım hacmi yaklaşık 5 ila 8 L olarak belirtilir; bu da hücre dışı boşluğa karşılık gelir; küçük, güçlü asidik bir peptit olarak Tα1 düşük bir plazma proteini bağlanması gösterir. Eliminasyon, dokuya yerleşik ve dolaşımdaki aminopeptidazlar aracılığıyla proteolitik parçalanma yoluyla gerçekleşir; bu sırada böbrek yoluyla geri kazanım dozun yüzde 31 ila 60'ını oluşturur (Rost et al., 1999). Terminal plazma yarı ömrü, Thymalfasin'e ilişkin uzman bilgilendirmesine göre yaklaşık 2 saattir; üç deri altı formülasyona ilişkin resmi farmakokinetik çalışma 3 saatten kısa bir eliminasyon yarı ömrü bildirir (Rost et al., 1999).
Dikkate değer olan, serum düzeylerinin 24 saat içinde başlangıç değerine geri dönmesi ve tekrarlanan uygulamada bir birikimin oluşmamasıdır (Rost et al., 1999). Tam da bu kısa yarı ömür nedeniyle, nativ peptidin başka türlü kısa kalış süresini artırmak için yarı ömrü uzatılmış füzyon varyantları geliştirilmiştir (Camerini & Garaci, 2015).
Yaklaşık 2 saatlik terminal plazma yarı ömrü literatüre dayanır ve hem Thymalfasin'e ilişkin uzman bilgilendirmesi tarafından hem de bağımsız olarak, bir ila iki saatlik bir Tmax'ta 3 saatten kısa bir eliminasyon yarı ömrü saptayan resmi farmakokinetik çalışma tarafından desteklenir (Rost et al., 1999). Bu görece kısa sistemik kalış süresi, literatürdeki iki merkezi gözlemi açıklar: tekrarlanan uygulamada bir birikimin bulunmaması ve serum düzeylerinin 24 saat içinde başlangıç değerine geri dönmesi.
Bunun çalışma tasarımı açısından somut sonuçları vardır. Araştırmalarda alışılmış olan, haftada iki kez deri altı uygulama şeması, kısa plazma yarı ömrüyle dikkat çekici bir karşıtlık içindedir. Bu, Tα1'in biyolojik etkisinin öncelikle kalıcı plazma düzeylerine değil, madde için öne sürülen, tetiklenen dendritik hücre olgunlaşması ve Th1 polarizasyonu gibi sonradan gelen immünolojik etkilere bağlı olduğunu düşündürür (Romani et al., 2007).
Tam da bu bulgu, nativ Tα1'in yarı ömrü kısa olduğu için özellikle tasarlanmış Tα1-Fc füzyon proteinleri gibi yarı ömrü uzatılmış yapıların geliştirilmesini motive etmiştir (Camerini & Garaci, 2015). Eliminasyon profilini hesaplamalı olarak izlemek isteyen biri, yaklaşık 2 saatlik yarı ömrü klirens değerlendirmeleri için giriş büyüklüğü olarak kullanabilir.
Ticari, liyofilize Thymalfasin, sulandırmaya yönelik toz olarak sunulur. Ürün bilgisine göre piyasaya sürülen preparat 2 ila 8 °C'de soğutularak saklanır; sulandırma, deri altına enjeksiyondan hemen önce birlikte verilen steril su ya da seyreltici ile yapılır. Bu saklama bilgileri uzman bilgilendirmesinden gelir ve araştırmacılar her zaman parti bazlı analiz sertifikalarına dikkat etmelidir.
İlgi çekici olan, molekülün içsel ısı dayanıklılığı ile bitmiş ilacın soğutma gereksinimi arasındaki görünür çelişkidir. Peptidin kendisi, daha ilk karakterizasyonda belgelendiği gibi doğası gereği ısıya dayanıklı ve güçlü asidiktir (Goldstein et al., 1977). Liyofilize bir farmasötik olarak buna rağmen 2 ila 8 °C'de saklanır; bu durum, yalnızca amino asit zincirinin kimyasal sağlamlığından değil, toplam formülasyonun kararlılığından kaynaklanır.
Laboratuvar pratiği için bundan açık ilkeler türetilebilir: liyofilize toz, 2 ila 8 °C'de buzdolabına aittir; sulandırmadan sonra çözelti zaman geçirmeden kullanılmalıdır. N-terminal asetillenme, aminopeptidazlara karşı kararlılığa katkıda bulunur ve zincirin enzimatik parçalanmaya direncini artırır (Liu et al., 2013). Somut saklama sıcaklıkları ve kullanım süreleri, partiden partiye değişebileceğinden ilgili analiz sertifikasından alınmalıdır.
Özetleyici literatürde Thymosin Alpha-1 genel olarak çok iyi tolere edilen bir madde olarak kabul edilir. 2.000'den fazla tedavi edilen hastada istenmeyen deneyimler nadir ve hafif olarak tanımlanmıştır (Dominari et al., 2020). Bildirilen etkiler, enjeksiyon yerinde kızarıklık veya rahatsızlık gibi yerel reaksiyonların yanı sıra geçici kas atrofisi, çoklu eklem ağrıları anlamında poliartralji ve ciltte döküntü ile birlikte el şişmesini kapsar.
Olumlu tolere edilebilirlik için akla yatkın bir açıklama yaklaşımı farmakokinetik profilde yatar: tekrarlanan uygulamada birikimin bulunmaması ve yaklaşık 2 saatlik kısa yarı ömür, peptit organizmada birikmediğinden, literatüre göre tolere edilebilirliğe katkıda bulunur (Rost et al., 1999). Serum düzeyleri 24 saat içinde başlangıç değerine geri döner, böylece sürekli bir sistemik maruziyet oluşmaz.
Tolere edilebilirlik verileri, literatürde incelenen dozajlara ve uygulama şemalarına dayanır. İnsanlardaki doz yükseltme incelemelerinde bile dört hafta boyunca haftada iki kez 16 mg'a kadar hiçbir istenmeyen reaksiyon olmadan tolere edilmiştir (Rost et al., 1999). Bu bilgiler yalnızca araştırma bağlamında bilimsel sınıflandırmaya hizmet eder ve kontrollü çalışmalar dışında insanlarda bir kullanım hakkında herhangi bir ifade oluşturmaz.
Ortak ad bileşenine rağmen Thymosin Alpha-1 ve Thymosin Beta-4, farklı dizilimlere, boyutlara ve işlevlere sahip farklı peptit ailelerine aittir. Tα1, TLR2 ve TLR9 ile dendritik hücrelerin ve T hücrelerinin sinyal ekseni üzerinden etki eden, 28 amino asit uzunluğunda, N-asetillenmiş bir immünomodülasyon peptididir (Dominari et al., 2020). Buna karşılık TB-500'ün bir parçasını oluşturduğu Thymosin Beta-4, hücre iskeleti aktin dinamiğini, hücre göçünü, anjiyogenezi ve doku onarımını yöneten, 43 amino asit uzunluğunda, G-aktin tutan bir peptittir. Hedef yapı (Toll benzeri reseptörler ve IDO'ya karşı aktin) ve incelenen yönelim (bağışıklık restorasyonuna karşı yara iyileşmesi) temelden farklıdır.
BPC-157 de kendini açıkça ayırır: bir mide suyu proteininden türetilmiş, kararlı gastrik pentadekapeptit olarak adlandırılan, sentetik, 15 amino asit uzunluğunda bir moleküldür. Araştırmalarda tartışılan özellikleri sitoproteksiyonu, anjiyogenezi ve ayrıca sıklıkla VEGFR2 ve eNOS yolaklarıyla bağlantılı olarak tendon, bağ ve bağırsak rejenerasyonunu ilgilendirir. Böylece BPC-157, bir rejenerasyon ve sitoproteksiyon peptidi olup timik bir immünomodülasyon peptidi değildir; kökeni, uzunluğu (15'e karşı 28 amino asit) ve mekanizması Tα1'den belirgin biçimde ayrılır. Tα1 ise buna karşılık iltihabın, bağışıklığın ve toleransın endojen bir düzenleyicisi olarak sınıflandırılır (Romani et al., 2007).
KPV, üç amino asitten (lizin-prolin-valin) oluşan bir tripeptittir ve α-MSH hormonunun C-terminal bölümüne karşılık gelir. Araştırmalarda KPV'ye, ağırlıklı olarak proinflamatuvar NF-κB ve sitokin sinyallerinin baskılanması yoluyla aracılık edilen iltihap önleyici bir etki atfedilir. KPV böylece iltihap süreçlerinin bir aşağı düzenleyicisi olarak etki eder.
Thymosin Alpha-1 ters yönde bir birincil yönelim izler: 28 amino asit uzunluğunda bir peptit olarak, özellikle Toll benzeri reseptörlerin ve dendritik hücrelerin aktivasyonu üzerinden Th1 hazırlaması yoluyla edinilmiş bağışıklığı güçlendirir ve yeniden dengeler (Romani et al., 2007). KPV iltihabı yatıştırırken, Tα1 bağışıklık tepkiselliğini yeniden kurar ve koordine eder. Boyut ve hedef yapı da önemli ölçüde farklıdır: KPV tarafında üç amino asit ve NF-κB aracılı bir mekanizma; Tα1 tarafında ise 28 amino asit ve bir TLR2/TLR9 ekseni.
Bu karşılaştırma, her iki peptidi de immün-aktif maddeler kategorisine sade bir biçimde atfetmenin yanıltıcı olacağını gösterir. KPV mevcut bir aşırı aktivasyonu yatıştırır, oysa Tα1 mevcut literatüre göre zayıflamış veya yanlış düzenlenmiş bir bağışıklık yanıtını yeniden dengeler ve efektör bağışıklığı ile tolerans arasındaki çift yönlü dengeyi IDO indüksiyonu üzerinden ele alır (Dominari et al., 2020).
Hayır. Thymosin Alpha-1 ve Thymosin Beta-4 (TB-500'ün çıkış peptidi) yalnızca ad bileşenini paylaşır, ancak farklı peptit ailelerine aittir. Tα1, Toll benzeri reseptörler üzerinden etki eden 28 amino asit uzunluğunda bir immünomodülasyon peptidiyken, Thymosin Beta-4 doku onarımıyla ilişkili, 43 amino asit uzunluğunda, aktin bağlayan bir peptittir (Dominari et al., 2020).
Terminal plazma yarı ömrü uzman bilgilendirmesine göre yaklaşık 2 saattir ve resmi farmakokinetik çalışma 3 saatten kısa bildirir. Serum düzeyleri 24 saat içinde başlangıç değerine geri döner ve tekrarlanan uygulamada bir birikim oluşmaz (Rost et al., 1999).
N-terminalindeki asetil grubu kütleye yaklaşık 42 Da ekler ve literatüre göre tam biyolojik aktivite için yapısal olarak önemlidir. Aynı zamanda aminopeptidazlar tarafından parçalanmaya karşı kararlılığı iyileştirir ve böylece serbest amino forma kıyasla yarı ömrü uzatır (Liu et al., 2013).
Liyofilize bitmiş ilaç, ürün bilgisine göre 2 ila 8 °C'de soğutularak saklanır ve kullanımdan hemen önce sulandırılır. Peptidin kendisi içsel olarak ısıya dayanıklıdır (Goldstein et al., 1977); soğutma, toplam formülasyonun kararlılığını ilgilendirir; partiye özgü gereklilikler analiz sertifikasından alınmalıdır.
Literatürde yerleşik olan şema, vücut yüzeyinin metrekaresi başına yaklaşık 900 µg'a karşılık gelen, haftada iki kez deri altına 1,6 mg'dır (Dominari et al., 2020). 40 kg altındaki düşük kilolu çalışma katılımcıları için kilogram başına 40 µg'lık ağırlığa uyarlanmış bir doz tanımlanır. Bu bilgiler yalnızca araştırma amaçlarına hizmet eder.
Yalnızca araştırma amaçlıdır. İnsan tüketimi için tasarlanmamıştır. Bilimsel editör: Dr. Sieglinde Klaus