Что нужно знать о пептидном омоложении организма
В конце мая в Женеве состоялся Международный симпозиум экспертов по анализу эффективности современных методов и средств в антивозрастной медицине и геронтологии. На повестке дня были три самых перспективных метода в вопросе омоложения организма. Одним из них стала пептидная терапия. Пептидные соединения широко используются в косметических средствах за счет своего выраженного эффекта. Однако немногие знают, что препараты на основе пептидов способны существенно улучшить состояние не только кожи, но и всего организма.
Что такое пептиды и как они работают
Чтобы клетка долго существовала, она должна постоянно обновляться. Поэтому в ней происходит синтез белка, который необходим для жизнедеятельности организма. Со временем количество естественно вырабатываемых пептидов, стимулирующих синтез белка, сокращается. Это приводит к увяданию организма и к непосредственному старению. «Белки выполняют в организме человека строительную функцию (участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур), транспортную (например, гемоглобин переносит кислород), защитную (вырабатываются антитела в ответ на чужеродные белки или микроорганизмы) и многие другие», — рассказывает Юрий Потешкин, врач-эндокринолог медицинского центра «Атлас».
Пептиды — короткие соединения аминокислот. Они выступают биорегуляторами белка. Но процесс деления клетки не может длиться вечно. За всю жизнь в человеческом организме это происходит примерно 52 раза. Пептиды присоединяются к определенным генам в ДНК и позволяют клетке омолодиться за счет стимуляции выработки нового белка без деления.
«Пептиды заставляют клетку обновляться самостоятельно, — говорит Юрий Медзиновский, генеральный директор резиденции красоты и долголетия GLMED. — Благодаря своему небольшому размеру они легко встраиваются в ядро клетки и присоединяются к определенному участку ДНК, активируя специфичный для каждого пептида ген. В результате запускается процесс синтеза белка, за счет чего у клетки появляется строительный материал».
Пептиды в косметологии
«Благодаря более глубокому изучению пептидов выяснилось, что данные аминокислотные соединения положительно влияют на кожу. Женщины стали применять пептидную косметику, чтобы ускорить процессы регенерации клеток кожи. За счет того, что молекулы пептидов имеют достаточно небольшой размер, они могут легче проникать в глубокие слои кожи. Для того чтобы действие пептидов было максимально заметным, необходимо их применять непосредственно к проблемным зонам в виде крема, сыворотки или инъекций», — говорит Юрий Потешкин.
Сейчас пептиды в косметических средствах могут помочь в решении следующих проблем: уменьшить количество мимических морщин благодаря пептиду, который предотвращает напряжение лицевых мышц, улучшить состояние и внешний вид кожи за счет восстановления коллагена и эластина, отбелить кожу и уменьшить пигментацию, снять воспаление, увлажнить и повысить упругость кожи. Тем не менее одним воздействием на кожу дело не ограничивается. У пептидов гораздо более широкий спектр применения. Эксперты советуют прибегать к комплексному омоложению организма. Главным трендом в косметологии в настоящее время является красота, которая идет изнутри.
Профилактика и лечение
Официально подтвержденный мировой рекорд продолжительности жизни человека — 122 года. Пептидная терапия, в свою очередь, используется для профилактики заболеваний, что позволяет человеку обойти индивидуальные риски и прожить максимально долгую жизнь. Продлить видовой порог жизни для человека в 120 лет она, конечно, не может, но идеально подходит для омоложения, если человек заинтересован в активном долголетии. «Для правильного подбора препаратов нужна серьезная диагностика и составление генетического паспорта человека. Он показывает риски заболеваний, которые могут быть именно у вас. Когда нарушений функций органов еще не наблюдается, но уже присутствуют нарушения биохимических процессов — пора начинать профилактику с помощью пептидной терапии. Несмотря на это, мы не продлеваем человеческий порог жизни. Наша задача — сделать так, чтобы вы могли прожить свою жизнь как можно более активно», — продолжает Юрий Медзиновский.
Считается, что наш организм начинает стареть с 25 лет. Именно с этого возраста имеет смысл начинать терапию с пептидными компонентами. Это лекарственные препараты и БАДы, которые омолаживают клетки. Каждый определенный пептид подходит к клеткам только определенного органа и воздействует именно на них, а остальными клетками не воспринимается. Сейчас уже известны более тысячи различных пептидов, которые входят в состав официально зарегистрированных лекарственных препаратов. В нашей стране их всего шесть.
«Действительно, сейчас зарегистрировано небольшое количество пептидных лекарственных препаратов. Но как в России, так и в большинстве других стран пептиды регистрируются как БАДы в первую очередь с целью сокращения затрат. Принципиальной разницы между таблетками и инъекциями нет, — говорит Чой Ен Джун, доктор восточной медицины и главный врач медицинского центра «Амрита». — Среднестатистический человек в состоянии самостоятельно подобрать себе правильные БАДы. Их без труда можно найти в российских аптеках и магазинах. Основные пептиды регулируют иммунитет, нервную и эндокринную системы. Если эти фундаментальные компоненты сочетать, например, с пептидами для зрения или щитовидной железы, то эффект от последних будет лучше. Конечно, в идеале схему лечения должен подбирать врач, а предварительно нужно сдать все анализы, в том числе и тест на ДНК».
Рекомендованный курс пептидотерапии для омоложения организма и профилактики заболеваний проводится два раза в год. Дозировку, время терапии и вид препарата должен выбрать лечащий врач. Из возможных методов сейчас есть не только капельницы, внутримышечные и внутривенные инъекции и БАДы, но также электрофорез, орогранулы с пептидом головного мозга (кортексином) и маски с пептидом эпиталоном. Последние были разработаны в Петербургском НИИ геронтологии профессором Владимиром Хавинсоном, который был номинирован на Нобелевскую премию за разработки в области пептидотерапии. Помимо видимого эффекта подтяжки лица маски с эпиталоном также нормализуют сон за счет стимуляции естественной выработки мелатонина.
Преимущества пептидных препаратов
С помощью пептидов можно в три раза уменьшить дозировку антибиотиков, которые имеют сильный токсический эффект. Несмотря на это, делать ставку только на пептиды в лечении серьезных болезней не стоит. «Для тяжелых заболеваний пептиды — как капля в море. Они хороши только как дополнение к базовому лечению. Их основная функция заключается именно в омоложении организма», — говорит доктор Чой. Главное преимущество пептидов по сравнению с другими препаратами — нулевые показатели токсичности и канцерогенности. Пептиды не вызывают онкологических осложнений, как, например, стволовые клетки. Именно по этой причине в 2015 году использование стволовых клеток было запрещено в Швейцарии, Германии, Бельгии и ряде других стран. Кроме того, пептиды не вызывают зависимости и привыкания, как часто бывает с гормональными препаратами.
Плацентарное омоложение
Наибольшее распространение в России получили японские плацентарные препараты для капельниц и инъекций, в состав которых входит пептид плацентарин. Такие процедуры сейчас можно сделать во многих салонах красоты, совместив их с уходами для лица и аппаратными методиками. «Экстракт плаценты человека оказывает положительное влияние примерно на 70% органов и тканей. Он ускоряет регенерацию клеток, в несколько раз повышая тканевое дыхание и замедляя старение и износ органов. Препарат дает организму строительные компоненты, которых ему не хватает, восстанавливает сосуды, нервы, коллагеновые волокна, поврежденные клетки и защищает здоровые от повреждений. В результате лицо и тело начинают выглядеть заметно моложе», — говорит Галина Палькова, дерматолог-эндокринолог Клиники Юлии Щербатовой.
«Плацентарные препараты можно применять в любом возрасте. Они не вызывают привыкания, не имеют побочных эффектов, сочетаются с любым медицинским лечением и могут назначаться в течение длительного времени, — рассказывает Татьяна Аль Сабунчи, к. м.н., врач-дерматокосметолог и главный врач центра косметологии Tori. — Согласно японской технологии плацента берется только у здоровой женщины при благополучных родах после окончания полного срока беременности и только после рождения здорового ребенка и обязательно проходит многоступенчатую систему очистки. В Японии эта программа дотируется и контролируется государством».
Помимо плацентарина в состав препаратов для капельниц и инъекций могут входить минералы, нуклеиновые и полиненасыщенные жирные кислоты, а также протеины, факторы роста клеток и аминокислоты. Профилактические курсы плацентарных препаратов проводят раз в полгода по 8–10 процедур.
|
|
|
Что такое пептиды Хавинсона и для чего их принимать
Слово «пептиды» в последнее время у всех на устах. Косметологи не уставая расхваливают преимущества косметики с пептидами, а врачи все чаще назначают пептидные биорегуляторы для восстановления здоровья пациентов. Некоторые ученые и вовсе полагают, что короткие пептиды, более известные, как пептиды Хавинсона, имеют потенциал изменить будущее фармакологии.
Что такое пептиды Хавинсона?
Короткие пептиды или пептиды Хавинсона были разработаны еще в далеких 70-х годах прошлого века. Исследование и разработка проводились в засекреченной военной лаборатории на базе Военно-Медицинской Академии им. С.М. Кирова группой ученых во главе с профессором Владимиром Хацкелевичем Хавинсоном.
Семидесятые годы 20 века в истории знаменуются гонкой вооружений между СССР и США. Советский союз активно занимался разработкой препаратов для повышения боевой выносливости солдат в условиях повышенной радиации. Поэтому все исследования в этой области были под пристальным вниманием государства, что гарантировало высокую достоверность и эффективность разработок. Ученым удалось создать короткие пептиды, состоящие из цепочки в 2-4 аминокислоты. Выяснилось, что такой комплекс аминокислот способен положительно влиять на экспрессию генов и восстанавливать органы на клеточном уровне.
Это открытие дало толчок к дальнейшим исследованиям и разработкам. На сегодня имеется обширная научно-доказательная база эффективности коротких пептидов в:
- Восстановлении клеток и тканей организма человека;
- Улучшении памяти и когнитивных функций, восстановлении клеток мозга;
- Повышении иммунитета;
- Профилактике болезней;
- Укреплении сосудов;
- Омоложении.
С возрастом теломеры — область ДНК человека, отвечающая за молодость – укорачиваются. Это приводит к старению организма. Anti-age эффект пептидов достигается за счет их способности удлинять теломеры (на 42%). Благодаря этому продлевается жизнь клетки и соответственно жизнь и молодость человека.
Прием пептидных биорегуляторов осуществляется в виде пищевых добавок в капсулах, таблетках или в виде инъекций. Существуют также комплексы пептидов, в которых подобрано идеальное сочетание пептидов для решения тех или иных проблем здоровья.
Вредны ли пептидные биорегуляторы?
Пептидные биорегуляторы не могут быть вредны для организма поскольку они состоят не из вредных химических соединений, а из компонентов белка – аминокислот. Аминокислоты – это то, из чего состоят все живые существа на нашей планете. Жизнь на Земле началась с аминокислоты. Поэтому аминокислоты в составе пептидов Хавинсона не могут быть вредны для организма потому, что организм состоит из них.
Есть ли побочные эффекты приема пептидов?
Пептиды Хавинсона не вызывают иммунный ответ потому, что успевают усвоиться до того, как иммунная система реагирует на них. Поэтому они не вызывают аллергической реакции и пищевой или лекарственной зависимости. Также они не оказывают нагрузку на печень и почки, не приводят к нарушениям в работе мозга и сердечно-сосудистой системы. То есть они максимально эффективны при полном отсутствии побочных эффектов. Именно это революционное качество пептидов вводит их в ранг препаратов будущего.
Перспективы пептидных биорегуляторов? Как долго разрабатываются новые препараты?
Медицина в настоящее время находится в поисках альтернативных препаратов, которые в будущем могли бы заменить большинство сегодняшних лекарств, включая антибиотики. Всемирная организация здравоохранения обеспокоена растущей среди населения Земли устойчивостью к антибиотикам. Устойчивость к антибиотикам – это процесс привыкания бактерий к антибактериальным препаратам. Это приводит к снижению эффективности лечения вплоть до полной потери эффекта.
В этом контексте пептиды представляют огромный интерес у исследователей поскольку положительно влияют на иммунитет. Некоторые ученые полагают, что пептиды в будущем могут заменить почти всю современную аптечку человека.
Также на пептиды обращено пристальное внимание косметологической индустрии. Благодаря омолаживающему эффекту пептидов, их добавляют в различные anti-age крема и маски для восстановления структуры кожи. В этой области сейчас проходят очень важные исследования. Некоторые косметологи уже рассматривают короткие пептиды как «молодильные яблоки» будущего.
На разработку нового пептидного препарата уходит несколько лет, включая этап исследований.
CLUB120
Широкий ассортимент пептидов Хавинсона Вы можете найти в интернет-магазине Клуб120.
Лаборатория дизайна и синтеза биологически активных пептидов – ФГБНУ «ИЭМ»
Заведующий лабораторией
Шамова Ольга Валерьевна,
доктор биологических наук, доцент, член-корреспондент РАН
Краткая история лаборатории
Лаборатория была создана в 2015 г.
Комплекс результатов работ, проведенных за последние 25 лет в лаборатории общей патологии Отдела в области изучения антимикробных пептидов врожденного иммунитета человека и животных, привел к открытию ряда новых пептидов в лейкоцитах животных (протегринов, галинацинов, профенинов, бактенецинов, ареницинов, аципенсинов).
Исследование биологической активности этих пептидов показало наличие у них выраженной антимикробной активности, а некоторые пептиды проявляли ранозаживляющие свойства, стресс-протективное действие, ряд пептидов — противоопухолевые эффекты. Присутствие перечисленных свойств свидетельствовало о целесообразности дальнейшего детального исследования антимикробных пептидов и их структурных модификаций, направленного на разработку на их основе антибиотических, иммуномодулирующих, ранозаживляющих или противоопухолевых лекарственных препаратов. Подобные исследования можно было провести при наличии возможности химического синтеза изучаемых соединений. Эта возможность представилась после получения Отделом современного пептидного синтезатора (Symphony X, Protein Technologies, США) по Программе «Протеом человека».
Это и инициировало создание новой лаборатории, целью которой явилось разработка и исследование антимикробных пептидов, а также синтез других биологически активных молекул пептидной природы. Их исследования проходят в рамках плановых тем, научных грантов Отдела, а также в рамках совместных исследований с другими подразделениями института.
Основные направления исследований
Цель работы лаборатории — решение актуальных задач медицины, связанных с изучением молекулярно-клеточных механизмов реализации биологической активности синтетических аналогов природных пептидов (антимикробных пептидов врожденного иммунитета, нейромедиаторов и т.п.), полученных методом твердофазного химического синтеза.
Токсичность большинства АМП по отношению к собственным клеткам организма — препятствие для их использования в медицине. Изучение путей направленной модификации структур АМП позволяет создавать их синтетические аналоги с высокой селективностью действия в отношении микробных или опухолевых клеток и сниженной токсичностью для нормальных клеток человека.
Исследования молекулярно-клеточных механизмов реализации биологической активности природных АМП и их синтетических аналогов необходимы для установления мишеней и механизмов их действия, разработки способов их применения в качестве лекарственных препаратов при патологических процессах, связанных с инфекциями, опухолевым ростом, а также для стимуляции функций иммунной системы.
Основные научные результаты за последние 5 лет
Разработаны структурные модификации антимикробных пептидов из семейства кателицидинов.
Осуществлен химический синтез и очистка ряда аналогов природных пептидов бактенецинов. Проводится исследование антимикробной активности полученных аналогов, а также их токсичности в отношении нормальных и опухолевых клеток человека in vitro.
Полученные данные позволяют выяснить, какие особенности структуры пептидов важны для проявления того или иного вида биологической активности, а также наметить дальнейшие шаги в разработке на базе исследуемых пептидов соединений с оптимальными для практического применения свойствами, что создаст основу для получения инновационных, патентоспособных антимикробных, иммуномодулирующих или противоопухолевых лекарственных препаратов для использования в медицине.
В результате научного сотрудничества с коллективом исследователей Института Химии силикатов РАН им. Гребенщикова получены и исследованы комплексы антимикробных пептидов с наночастицами серебра, получен совместный патент на новый бактерицидный нанопрепарат.
Дополнительная информация
Научное сотрудничество:
«Учебный центр» Института Биоорганической Химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, директор Центра – проф. Т.В.Овчинникова
Научная группа к.х.н. О.Ю. Голубевой ФГБУН Химии силикатов им. И.В.Гребенщикова РАН
Научная группа к.б.н. Т.М. Гринчук Института Цитологии РАН
Лаборатория проф. Алессандро Тосси Университета г. Триеста, Италия
Лаборатория проф. Ральфа Хоффмана, Университета г. Лейпцига, Германия
Сотрудники лаборатории
Гаврилов Юрий Владимирович
к.м.н., ведущий научный сотрудник
Сфера научных интересов: Изучение механизмов действия пептидов-нейротрансмиттеров, в частности орексина. Центральные механизмы регуляции иммунной системы после стресса, черепно-мозговой травмы и др.
Фундаментальные и клинические исследования нарушение сна и бодрствования при различный заболеваниях ЦНС
Клиническая неврология. История отечественной физиологии и неврологии.
Жаркова Мария Сергеевна
к.б.н., старший научный сотрудник
Сфера научных интересов: Врождённый иммунитет, биотехнологии
Изучение сочетанного антимикробного или противоопухолевого действия пептидов врожденного иммунитета и применяемых в медицине антибиотиков различной природы
Артамонов Александр Юрьевич
к.б.н., научный сотрудник
Сфера научных интересов: Изучение биологических свойств антимикробных пептидов и их синтетических аналогов
Владимирова Елизавета Васильевна
младший научный сотрудник
Сфера научных интересов: Оценка антимикробной активности химически синтезированных и рекомбинантных пептидов. Исследование комплексов пептидов с наноматериалами.
Комлев Алексей Сергеевич
младший научный сотрудник
Сфера научных интересов: Химический синтез и очистка пептидов
Копейкин Павел Максимович
младший научный сотрудник
Сфера научных интересов: химический синтез пептидов
Сухарева Мария Сергеевна
младший научный сотрудник
Сфера научных интересов: Оценка биологической активности пептидов (антимикробной активности, цитотоксического действия на клетки человека в культуре)
Сальникова Екатерина Вадимовна
лаборант-исследователь
Сфера научных интересов: Подготовка лабораторной посуды, приготовление буферных растворов, техническое сопровождение при подготовке научных статей и отчетов
WordPress Lessons
что это, влияние на здоровье
Пептиды в составе кремов, сывороток, эмульсий вдохновляют косметологов всего мира и формируют новые тренды в индустрии.
Пептиды уже используются во многих beauty продуктах, помогая тысячам женщин оставаться молодыми. Однако перспективы для них есть не только в косметологии.
С возрастом, а также при воздействии негативных факторов, таких как среда, токсины, генетические «поломки», нарушается питание клетки – ее способность «принимать» полезные вещества и кислород, поэтому нарушаются обменные процессы. Пептиды восстанавливают поврежденные клеточные стенки и могут нейтрализовывать свободные радикалы, образующиеся из-за неправильно функционирующих клеток.
Пептиды активно применяются в профилактической медицине. Речь пойдет о Цитаминах, БАДах на основе пептидов, идентичных пептидам нашего организма. Такие препараты представляют из себя сбалансированные комплексы активных веществ, которые направлены на борьбу и профилактику с той или иной болезнью. Они регулируют внутриклеточные процессы и обеспечивают нормальную работу органов и тканей. И помимо пептидов, Цитамины содержат необходимые микроэлементы и минеральные вещества, а также витамины в легкоусвояемой форме. Линейка включают в себя 16 наименований
ЦИТАМИНЫ® нормализуют обмен веществ на клеточном уровне, помогают клеткам правильно работать, тем самым восстанавливают и продлевают функциональную активность «износившихся» или работающих с нарушениями органов и тканей.
Цитамины подходят для любого возраста, но особую пользу от БАД получают пожилые люди. Стоит отметить, что вещества легко усваиваются организмом, так как состоят из натуральных компонентов не содержат консервантов. Цитамины помогут после перенесенной травмы, операции, химиотерапии, стрессах, а также при повышенной физической нагрузке.
Цитамины добываются из тканей и органов животных. Благодаря легкой усвояемости, они могут быстро восстановить и урегулировать различные повреждения в клетках организма. В составе такого препарата имеется необходимое число жиров и белков, в нем практически исключены углеводы, что делает продукт диетическим.
Виды Цитаминов:
1. Церебрамин отвечает за нормализацию мозгового кровообращения или применяется после серьезной черепно-мозговой травмы.
2. Вазаламин рекомендуется для укрепления сосудов и нарушении микроциркуляции в органах и тканях организма.
3. Корамин следует применять после перенесенного инфаркта или при ишемической болезни сердца.
4. Гептамин применяется при остром гепатите или при циррозе печени.
5. Вентрамин используют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, язвенной болезни или гастрите.
6. Панкрамин рекомендован для восстановления функций поджелудочной железы или при сахарном диабете.
7. Ренисамин используют для лечения заболеваний почек, будь то нефроз или нефрит.
8. Офталамин помогает при ослаблении зрения, путем восстановления ткани глаза.
9. Эпифамин применяется при проблемах с иммунной и эндокринной системами.
10. Супренамин связан с нормализацией надпочечников и гормонального обмена.
11. Овариамин следует использовать при обнаруженных проблемах с яичниками или аднексите.
12. Тирамин является препаратом, нормализующим функцию щитовидной железы.
13. Тимусамин в основном используется для укрепления иммунной системы.
14. Просталамин поможет при простатите и аденоме.
15. Тесталмин используется при проблемах с потенцией и бесплодии.
16. Хондрамин необходим для укрепления хрящевой ткани.
Все эти препараты можно найти в виде таблеток. Эти БАДы могут использоваться для профилактики заболеваний.
Будьте здоровы!
БАД. Не является лекарственным средством
Имеются противопоказания. Перед применением необходимо ознакомиться с инструкцией или проконсультироваться со специалистом
Пептиды: применение в косметологии | Портал 1nep.ru
Пептиды
В биохимии пептидами принято называть низкомолекулярные фрагменты белковых молекул, состоящие из небольшого числа аминокислотных остатков (от двух до нескольких десятков), соединённых в цепь пептидными связями —C(O)NH—
По данным статьи, опубликованной в журнале о косметической дерматологии (Journal of Cosmetic Dermatology), пептиды модулируют или сигнализируют о большинстве естественных процессов в организме. Другими словами, они являются информационными агентами, «гонцами», которые переносят информацию от одной клетки к другой, осуществляют взаимодействие эндокринной, нервной и иммунной системы. При этом их активность проявляется в очень низких концентрациях (около 10 моль на л), невозможна их денатурация (отсутствует третичная структура), а синтетические пептиды ещё и устойчивы к разрушающему действию ферментов. Это значит, что при малом количестве вводимого препарата пептиды будут выполнять свою функцию длительное время и с высокой эффективностью. Пептиды имеют еще одну важную особенность: их физические свойства, токсичность, способность проникать через кожу, эффективность — все это полностью определяется набором и последова-тельностью входящих в них аминокислот.
Роль пептидов в организме человека
Все клетки организма постоянно синтезируют и поддерживают определенный, функционально необходимый уровень пептидов. Когда происходит сбой в работе клеток, нарушается и биосинтез пептидов (в организме в целом или в отдельных его органах) — либо усиливается, либо ослабевает. Такие колебания возникают, например, при состоянии предболезни и/или болезни – когда организм включает повышенную защиту от нарушения функционального баланса. Таким образом, для нормализации процессов необходимо введение пептидов, благодаря чему организм включает механизм самовосстановления. Ярким примером этого является использование инсулина (пептидный гормон) в лечении сахарного диабета.
Биологическое действие пептидов разнообразно. Для синтеза пептидов наш организм использует только 20 наиболее распростра¬ненных в живой природе аминокислот. Одни и те же аминокислоты присутствуют в различных по структуре и функциям пептидах. Индивидуальность пептида определяется порядком чередования аминокислот в нем. Аминокислоты можно рассматривать как буквы алфавита, при помощи которых, как в слове, записывается информация. Слово несёт информацию, например, о предмете, а последовательность аминокислот в пептиде несёт информацию о построении пространственной структуры и функции данного пептида. Любые, даже незначительные изменения (изменение последовательности и количества аминокислот) в аминокислотном составе пептидов часто приводят к потере одних и возникновению других биологических свойств. Таким образом, опираясь на информацию о биологических функциях пептидов, видя состав и определенную последовательность аминокислот, мы можем с большой уверенностью сказать, каким будет направление его действия. Другими словами для каждого типа ткани подходит свой пептид: для печени – печеночный, для кожи – кожный, пептиды иммунологического действия защищают организм от попавших в него токсинов и так далее.
Среди существующих на данный момент пептидов особую роль в организме человека играют регуляторные пептиды (низкомолекулярныме олигопептиды). Это одна из важнейших систем регуляции и поддержания «гомеостаза». Этот термин, введенный в 30-х годах прошлого столетия американским физиологом У. Кенноном, означает жизненно важное равновесие всех органов. Самыми ценными среди регуляторных пептидов, по мнению ученых, считаются короткие пептиды, имеющие в молекуле не больше 4 аминокислот. Их ценность обусловливается тем, что на них не образуются антитела и тем самым они абсолютно безопасны для здоровья при использовании в качестве лекарственных средств.
Механизм воздействия биорегуляторных пептидов на клетку
Регуляторные пептиды являются одним из видов информонов (специализированные вещества, переносящие информацию между клетками организма). Они представляют собой продукты обмена веществ и составляют обширную группу межклеточных сигнализаторов. Они полифункциональны, но при этом каждый из них высокоспецифичен к определенным рецепторам, а также они способны регулировать образование других регуляторных пептидов.
Регуляторные пептиды оказывают прямое влияние на соотношение делящихся, созревающих, функционирующих и отмирающих клеток, у зрелых клеток пептиды поддерживают необходимый набор ферментов и рецепторов, повышают выживаемость и снижают темп апоптоза клеток. Фактически они создают оптимальный физиологический темп деления клеток. Таким образом, важным отличием этих пептидов является их регулирующее действие: при подавлении функции клетки они её стимулируют, а при повышенной функции – снижают до нормального уровня. На основании этого препараты, изготовленные на основе пептидов, осуществляют физиологическую коррекцию функций организма и рекомендуются для омоложения клеток.
Пептиды в anti-age косметологии
Так как пептиды помимо своих основных функций принимают активное участие в контроле воспаления, меланогенеза и в синтезе протеинов в коже, то их применение в косметологии, на наш взгляд, является неоспоримым фактом. Рассмотрим это на конкретных примерах.
Дипептид карнозин — пептид антиоксидант (открыт в 1900 году).
- Является частью естественной антиоксидантной системы организма. Он способен нейтрализовать свободные радикалы и связывать ионы металлов, тем самым защищая липиды клетки от окислительного воздействия. В косметических препаратах он выполняет функцию водорастворимого антиоксиданта.
- Ускоряет ранозаживление и контролирует процесс воспаления. Благодаря его действию раны заживают «качественно», без рубцов. Эти свойства карнозина активно используются в косметических препаратах, действие которых направлено на решение проблем поврежденной и воспаленной кожи (например, при лечении угревой болезни), предназначенных для реабилитации после травмирующих процедур (фракционный абляционный фототермолиз, пилинги и др.).
- Является эффективным буфером протонов, что мож¬но использовать в средствах для кислотного пилинга. Добавив карнозин, можно не снижать концентрацию кислоты (а значит, сохранить эффективность продукта) и одновременно повысить рН, сделав пилинг менее раздражающим.
Матрикины — пептиды с лифтинг — эффектом
- Образуются при разрушении структурных белков дермального матрикса (коллагена, эластина и фибронектина) на стадии естественного очищения раны перед тем, как она стала заживать.
- Являются аутокринными и паракринными пептидами мгновенного обмена сообщений между клетками и тканями, тем самым запуская и регулируя последовательность всех стадий заживления раневого процесса. Другими словами они сигнализируют фибробластам о разрушении коллагена, эластина, фибронектина, в результате этого фибробласты начинают синтезировать новые белки взамен разрушенных. Очень важно то, что эти процессы происходят не только во время повреждения кожи, но и при её естественном обновлении.
Медьсодержащий трипептид (GHK-Cu) — пептид, регулирующий ремоделирование (реконструкцию) кожи.
- Стимулирует синтез коллагена в коже.
- Ускоряет процесс заживления ран и лечения рубцов:
- повышает уровень антиоксидантов в ране, связывает некоторые токсичные продукты перекисного окисления липидов, ограничивает нежелательные проявления воспалительных реакций, тем самым защищает клетки от окислительного стресса, препятствует их повреждению;
- стимулирует фибробласты к выработке компонентов внеклеточного матрикса кожи, а другие клетки к формированию сосудов на поврежденном участке;
- обладает противовоспалительной активностью.
У пептидов природного происхождения существуют их синтетические аналоги, которые сейчас активно внедряются в практике врача косметолога. В чём же их преимущество?
- Синтетические пептиды могут быть более короткими (меньшее число аминокислот в цепочке) по сравнению с природными аналогами. Но при этом сохранять характерные для них свойства и эффективность. А чем меньше молекула пептида, тем легче ей проникнуть сквозь роговой слой кожи и тем узконаправленней будет её действие с отсутствием нежелательных системных эффектов.
- Многие синтетические пептиды в отличие от своих природных аналогов в своем составе имеют остаток жирной кислоты, благодаря чему они становятся липофильными и легко проходят через липидный барьер кожи, проникая в её глубокие слои.
- Синтетические пептиды более устойчивы к разрушительному действию пептидаз. А это значит, что они будут дольше действовать.
- Синтетические пептиды имеют чётко прописанную рецептуру, то есть не нужно перебирать комбинации аминокислот вслепую. Достаточно целенаправленно использовать пептид с уже заданной биологической активностью.
Процессы старения кожи и принципы их коррекции с использованием пептидов
Старение кожи — это естественный генетически запрограммированный процесс, в основе которого лежат биологические изменения на уровне клетки. При этом, мы с вами знаем, что на процесс старения кожи, помимо генетики, оказывают большое влияние и ряд других факторов: образ жизни и питание, стресс, факторы окружающей среды, ультрафиолетовое облучение, сопутствующие заболевания и др. И независимо от того, какие факторы выполнят роль «спускового крючка», процессов старения, в коже они будут протекать примерно по одному и тому же сценарию. А именно: изменение количества функционирующих клеток, снижение их активности и, как следствие, снижение синтеза пептидов, нарушение обменных процессов, снижение чувствительности рецепторного аппарата клетки, изменение состава и структуры межклеточного матрикса и др. Например, в 55 лет количество пептидов уменьшается в 10 раз по сравнению с 20-ю годами.
На сегодняшний день в anti-age косметологии существует два подхода воздействий на этот сценарий: первый — введение новых здоровых молодых клеток (фибробласты, стволовые клетки) – сложно и дорого и второй – использование факторов, нормализующих функции существующих клеток, регуляторные пептиды (цитокины), которые, на наш взгляд, максимально физиологично стимулируют механизмы, угнетаемые с возрастом.
Пептиды и внеклеточный матрикс
Пептиды стимулируют клетки молодости — фибробласты к выработке компонентов внеклеточного матрикса кожи (коллагеновые и эластиновые волокна, гиалуроновая кислота, фибронектин, гликозаминогликаны и др.). Именно матрикс играет ключевую роль в поддержании упругости и эластичности кожи.
Основными пептидами, решающими проблемы «стареющего», поврежденного матрикса являются:
- Медьсодержащий трипептид (GHK-Cu). Причем, этот пептид не только стимулирует синтез новых белков межклеточного матрикса, он еще и активизи¬рует разрушение крупных коллагеновых агрегатов, нарушающих нормальную структуру матрикса. В сумме все эти процессы приводят к восстановлению нор¬мальной структуры кожи, улучшению ее упругости и внешнего вида. Этот пептид ещё называют стабилизатором собственного защитного потенциала кожи на всех уровнях. Его синтетическим аналогом является Prezatide Copper Acetate .
- Матрикины – стимуляторы синтеза компонентов дермы. Его синтетическим аналогом является матриксил (Palmitoyl Pentapeptide-3). Он активизирует синтез коллагена 1,4,7 типа.
- Дераксил (Palmitoyl Oligopeptide) — стимулирует синтез эластина.
Пептиды и фотостарение
УФА-излучение является главной причиной фотостарения. Именно оно способно привести к окислению меланина, липидов кожи до токсичных продуктов с выработкой свободных радикалов. Здесь на помощь коже приходят пептиды с антиоксидантным действием. Одним из них является вышеуказанный дипептид карнозин.
Пептиды и нарушения пигментации кожи
Основной причиной нарушения пигментации кожи является сбой синтеза и распада меланина, т.е. нарушение процесса меланогенеза. Согласно исследованиям последних лет, ведущую роль в его регуляции играет меланоцитстимулирующий гормон (по своей природе является пептидом), который вырабатывается непосредственно кератиноцитами эпидермиса. Этот пептидный гормон усиливает пигментацию кожи под действием ультрафиолета, тем самым защищая кожу от повреждающего действия свободных радикалов. Но когда происходит сбой в процессе меланогенеза, то этот же пептидный гормон может способствовать появлению гиперпигментации. Другими словами, пептиды совместно с клетками кожи представляют собой «кожный аналог» гипоталамо-гипофизарной системы, который реализует механизм регуляции меланогенеза на местном уровне. Также известно, что пептидные конъюгаты способны усиливать эффективность непептидных веществ, блокирующих меланогенез. Например, добавление трипептида к койевой кислоте повышает её ингибирующее действие на фермент тирозиназу в 100 раз.
На сегодняшний день для коррекции нарушений пигментации кожи разработаны и активно используются в косметологии синтетические пептиды. Их называют регуляторами меланогенеза.
- Пептиды — агонисты меланолстимулирующего гормона. Они активируют рецепторы к МСГ. Усиливают выработку пигмента под действием ультрафиолета, но при этом уменьшают выработку медиаторов воспаления: мелитайм (Palmitoyl Tripeptide 30), мелитан (Acetyl Hexapeptide-1).
- Пептиды — антогонисты меланостимулирующего гормона — препятствуют синтезу меланина: меланостатин (Nonapeptide-1).
Пептиды и нарушения защитной функции кожи
Пептиды играют ключевую роль в регуляции защитной иммунной реакции кожи в ответ на воздействия на неё веществ бактериального, вирусного и грибкового происхождения. Они способны влиять на все стадии воспаления, которое запускается, как универсальный механизм защиты при повреждении кожи любого генеза. Так например, бета- дефенсины — это полипептиды, которые вырабатываются кератиноцитами в ответ на стимулирующее действие «агентов» бактериальной природы. При этом основной работой пептидов является ускорение процессов заживления ран путем усиления миграции и пролиферации кератиноцитов в место повреждения. Недостаточная выработка бета-дефенсинов делает кожу уязвимой для инфекций, например, у лиц, страдающих атопическим дерматитом, угревой болезнью.
Синтетическими аналогами пептидов — регуляторов соотношения про- и противовоспалительных цитокинов (иммуномодуляторов) являются:
- Ригин (Palmitoyl Tetrapeptide-7) – снижает выработку провоспалительного медиатора интерлейкина-6 базальными кератиноцитами.
- Тимулен (Acetyl Tetrapeptide-2)– биомиметик (аналог пептида вилочковой железы тимопоэтина), компенсирует естественную возрастную утрату Т-лимфоцитов – улучшает кожный иммунитет, улучшает регенерацию эпидермальных структур.
Пептид-стабилизатор собственного защитного потенциала кожи на всех уровнях:
Пептамид-6 (Hexapeptide-11) – пептид, выделенный из ферментативного лизата дрожжей сахаромицетов (аналог В-глюкана) – активатор макрофагов (повышение способности заглатывать чужеродные тела, выработка цитокинов, ведущая к активации лимфоцитов, выделение факторов роста – эпидермального и ангиогенеза).
Пептиды и мимические морщины
На сегодняшний день современная косметология для коррекции мимических морщин активно использует препараты, содержащие в себе ботулинический токсин типа А. Механизм действия и эффективность которого хорошо изучены и подробно описаны в мировой литературе. Также в литературе описаны случаи, когда речь идёт об индивидуальной первичной (отмечается в 0,001% случаев у женщин и в 4% случаев у мужчин) или вторичной нечувствительности к ботулиническому токсину типа А. При этом существует ещё и список противопоказаний к препаратам, содержащие в себе ботулинический токсин типа А. Во всех этих ситуациях целесообразно использовать пептиды – блокаторы мышечных сокращений.
Первым косметическим «аналогом» ботулотоксина стал гексапептид Argireline® (Lipotec), представляющий собой последовательность из шести аминокислот. Он тоже препятствует выбросу медиатора из нервного окончания и уменьшает глубину морщин, правда, мо-лекулярный механизм его действия иной, нежели чем у ботулотоксина. Его аминокислотная последователь¬ность намного короче, чем у ботулотоксина А, значит, он легче проникает через кожу и пригоден для накож¬ного нанесения. Позже появились и другие синтети¬ческие пептиды, блокирующие передачу импульса с нервного окончания на мышцу. Например, SNAP — 8 (Acetil Octapeptide – 3) — действуют на уровне пресинаптической мембраны, конкурентно связываясь с трансмембранными белками, ограничивая поступление ацетидхолина в синаптическую щель.
Пептиды «с эффектом ботокса» используются в косметике уже несколько лет, так что накоплено достаточно много наблюдений по их применению. Лучше всего они разглаживают мимические морщинки вокруг глаз, что же касается глубоких морщин на лбу и носогубных складок, то в этих зонах результаты хуже.
Следует помнить, что пептиды «с эффектом ботокса» не могут помочь в борьбе с мор¬щинками, возникающими по причине дряблости и сухости кожи. Здесь нужны веще¬ства, восстанавливающие и обновляющие структуру стареющей кожной ткани.
Пептиды и рубцовые поражения кожи
Рубцовые поражения кожи, независимо от их локализации, причиняют их обладателю огромный дискомфорт. Поэтому очень важно разработать грамотную тактику ведения раны с момента её возникновения. Независимо от того, что послужило причиной нарушения целостности кожного покрова (угревые высыпания, травмы и др.) процесс заживления раны проходит стандартные стадии с обязательным участием эндогенных пептидов. Зная это, мы можем активно использовать следующие пептиды:
- Медьсодержащий трипептид (GHK-Cu) — пептид, регулирующий ремоделирование (реконструкцию) кожи. Его синтетическим аналогом является Prezatide Copper Acetate Э.
- Матрикины – стимуляторы синтеза компонентов дермы. Их синтетическим аналогом является матриксил (Palmitoyl Pentapeptide-3).
- Дипептид карнозин — пептид-антиоксидант. Запускает и регулирует последовательность всех стадий заживления раневого процесса.
На наш взгляд, данные пептиды можно начинать использовать с 10 — 12 дня с момента повреждения кожи.
Процедуры сочетанной коррекции возрастных изменений кожи с использованием пептидов
С апреля 2014 года врачи нашего медицинского центра при разработке и проведении anti-age комплексов активно используют косметологическую линейку Le Mieux производства Bielle Cosmetics Inc США. Главной отличительной чертой данной косметики является особенность её формулы. Вместо традиционных глицерина и воды основой этих препаратов является гиалуроновая кислота. Кроме того, в состав входят вышеназванные синтетические пептиды, а также натуральные компоненты. При этом все действующие вещества содержатся в высоко-эффективной концентрации. Такой состав позволяет широко использовать данную линейку для получения положительных результатов в достаточно короткий срок.
Протокол использования пептидов с ДОТ/ДРОТ – терапией
В основе действия ДОТ/ДРОТ (SmartXide DOT2, Dekа, Италия) — терапии лежит вапоризация микроучастков кожи лазерным лучом (СО2 лазер). Биостимулирующее действие лазера и естественная реакция кожи на повреждение запускает каскад восстановительных процессов на тканевом и клеточном уровне, конечно же, в этом процессе принимают активное участие и эндогенные пептиды. Косметика Le Mieux позволяет регулировать процессы асептического воспаления, возникающие в ответ на воздействие фракционного абляционного лазера.
Этапы процедуры:
- Аппликационная анестезия.
- ДОТ или ДРОТ- терапия.
- Завершающий этап — сразу после процедуры зону лазерного воздействия обрабатывают Cывороткой*ЭФР-ДНК (эпидермальный фактор роста) Le Mieux Состав: 53 аминокислоты, которые отвечают за взаимодействие с эпидермальными рецепторами и запуск реакций, в результате которых происходит ускорение процессов регенерации. И как следствие, уменьшение клинических проявлений, свойственных процедуре фракционного абляционного лазерного воздействия (жжение, боль, гиперемия, отёк).
- Домашний уход.
В течение 10-12 дней после процедуры дважды в день наносят Сыворотку*Коллаген Пептид Le Mieux, в состав которой входит матриксил — пептид стимулятор синтеза компонентов дермы, тимулен (Acetyl Tetrapeptide-2) — пептид стимулятор кожного иммунитета, улучшает регенерацию эпидермальных структур. В результате чего усиливается выработка компонентов внеклеточного матрикса, что способствует сокращению длительности реабилитационного периода.
Через 2 недели после процедуры — Увлажняющий крем*Эссенс от Le Mieux.
Наши клинические наблюдения показали, что сочетание косметики Le Mieux с ДОТ/ДРОТ с целью коррекции возрастных изменений кожи позволяет уменьшить клинические проявления (жжение, боль, гиперемия, отёк), свойственные процедуре фракционного абляционного лазерного воздействия и сократить продолжительность реабилитационного периода.
Выводы
Пептиды являются неотъемлемой составляющей всех жизненных процессов, протекающих в организме человека.
- С возрастом происходит физиологическое снижение выработки пептидов, поэтому необходимость доставки их синтетических аналогов в anti-age косметологии очевидна. На наш взгляд, начинать активно использовать пептидную косметику лучше в возрасте 35-40 лет.
- Одной из причин нарушения пигментации кожи (гиперпигментации) может быть сбой в выработке пептидов. В решении этой проблемы решающую роль могут сыграть препараты, содержащие пептиды, регулирующие процесс меланогенеза.
- При рубцовых и воспалительных поражениях кожи применение пептидов направленного действия способствует нормализации процессов ранозаживления и воспаления.
- На сегодняшний день на рынке представлено много продукции содержащей пептиды, факторы роста. И поэтому очень важно сделать грамотный выбор. При выборе косметики необходимо обращать внимание на первые пять ингредиентов, так как они самые активные и их количество в косметике самое большое. Именно они определяют эффективность и направленность действия препарата.
Противомикробные пептиды человека предложили использовать вместе с антибиотиками для лечения бактериальных инфекций
По данным ВОЗ, устойчивость к антибиотикам – это одна из наиболее серьезных угроз для здоровья человечества, продовольственной безопасности и развития. Все больше бактериальных инфекционных заболеваний – например, пневмонию, туберкулез, гонорею и сальмонеллез – становится труднее лечить из-за снижения эффективности антибиотиков.
«Борьба с бактериями, которые не чувствительны к современным препаратам, очень важна. Это связано, во-первых, с растущей летальностью – каждый год более 700 тысяч человек умирает от инфекций, устойчивых к антибиотикам, уже к середине XXI века эта цифра достигнет 10 миллионов смертей каждый год. Во-вторых, устойчивые к антибиотикам бактерии несут колоссальный экономический ущерб системе здравоохранения – пациенты с такими инфекциями гораздо дольше лежат в стационаре, у них выше риск летального исхода, выше риск развития побочных эффектов в связи с длительностью лечения. Очевидно, что нам нужен принципиально новый подход к борьбе с антибиотикоустойчивыми возбудителями», – отмечает Альберт Болатчиев, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат медицинских наук, сотрудник Ставропольского государственного медицинского университета (Ставрополь).
Один из видов противомикробных препаратов будущего – антимикробные пептиды. Это фрагменты белков, которые вырабатывают живые организмы для борьбы с разными инфекциями. Сотрудник Ставропольского государственного медицинского университета исследовал, как с микробами борются антимикробные пептиды человека дефензины, а именно HNP-1, hBD-1 и hBD-3. Эти пептиды были выбраны как наиболее перспективные, поскольку они действуют на самые разные микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы).
Хотя прежде другие ученые проводили исследования этих пептидов, оставались неясными конкретные цифры. Например, какое минимальное количество лекарства необходимо для уничтожения конкретного возбудителя – золотистого стафилококка или кишечной палочки, или какая фракционная концентрация необходима для борьбы с большим числом бактерий с разной степенью устойчивости к антибиотикам.
Противомикробное действие дефензинов автор статьи исследовал против 27 штаммов золотистого стафилококка и 24 штаммов кишечной палочки – в общей сложности было проанализировано более 50 различных штаммов данных возбудителей. Для того чтобы проверить «силу» антибактериального действия дефензинов (а также их комбинации с антибиотиками), использовали стандартный метод серийных разведений, так называемый метод «шахматной доски». Простота и удобство метода в том, что можно визуально увидеть какая концентрация вещества необходима для подавления роста бактериальных колоний. Кроме того, применение методики позволяет оценивать комбинированное противомикробное действие двух веществ на бактериальных возбудителей.
«Простота и удобство метода заключается в том, что все видно на глаз. Само исследование занимает 48 часов. Конечно, есть и свои сложности – нужно очень много разных бактериальных штаммов, то есть бактерий одного вида, но с разными свойствами и с разной чувствительностью к антибиотикам. Чем больше разных штаммов, тем выше точность эксперимента», – поясняет исследователь.
Так, ученому удалось показать, что если комбинировать антибактериальные препараты, например, рифампицин и амикацин вместе с дефензинами HNP-1 или hBD-3, то можно снизить количество первых в несколько раз. Это значит, что в перспективе мы сможем «вернуть» новую жизнь антибиотикам, которые утратили свою эффективность. Кроме того, выяснилось, что то, к каким именно антибиотикам устойчива конкретная бактерия (фенотип антибиотикорезистентности), никак не влияет на чувствительность изученных бактерий к антимикробным пептидам. Таким образом, для антимикробных пептидов (дефензинов) не имеет значения, насколько бактерии «сильны» против обычных антибиотиков – дефензины с одинаковой силой уничтожают любых возбудителей.
«Самое интересное, что мы выяснили, – это то, что даже если бактерия очень устойчива к разным антибиотикам, она все равно погибает при воздействии антимикробных пептидов», – подчеркивает Альберт Болатчиев.
По словам ученого, полученные данные можно использовать для поиска и разработки новых стратегий преодоления резистентности к используемым в клинической практике противомикробным препаратам.
«Один из путей применения и внедрения антимикробных пептидов в медицину – поиск способов запустить синтез собственных пептидов человека в комбинации с введением «обычных» антибиотиков. Эта стратегия, с одной стороны, может обеспечить преодоление резистентности к антибактериальным препаратам, а с другой стороны, подарит недорогой способ терапии. Введение дефензинов в организм извне – это дорого, поскольку синтез пептидов сегодня – достаточно затратная технология. Мы же хотим в будущем сделать так, чтобы наш организм сам вырабатывал эти дефензины», – рассуждает Альберт Болатчиев.
Сегодня еще много нерешенных вопросов, не позволяющих испытывать дефензины для лечения инфекций человека.
«Во-первых, это очень дорогие молекулы. Во-вторых, они быстро разрушаются, и их надо очень много. В-третьих, есть ограничения, связанные с их токсичностью в высоких дозах. Ученые рассматривают несколько решений этих задач. Так, можно вводить низкие дозы дефензинов в комбинации с обычными антибиотиками, что мы и показали. Кроме того, можно найти способы стимуляции синтеза собственных дефензинов – мы можем заставить наш организм вырабатывать больше пептидов. Также можно было бы разрабатывать новые – короткие и дешевые в производстве – модифицированные дефензины. Как раз в дальнейших исследованиях я планирую проверить данные предположения», – заключает исследователь.
Новая стратегия делает пептидные активные агенты доступными перорально — ScienceDaily
Пептиды, короткие аминокислотные цепи, которые контролируют многие функции в организме человека, представляют собой рынок на миллиард долларов, в том числе и в фармацевтической промышленности. Но, как правило, эти лекарства нужно вводить инъекционно. Группа исследователей, возглавляемая Техническим университетом Мюнхена (TUM), теперь определила, как можно разработать пептиды, чтобы их можно было легко вводить в виде жидкости или таблеток.
Пептиды — это короткие цепи аминокислот.В организме человека они контролируют различные функции как сигнальные молекулы. Хорошо известные примеры включают инсулин, который содержит строительный блок из 51 аминокислоты и контролирует метаболизм сахара, или циклоспорин, пептид из одиннадцати аминокислот, который, как было доказано, подавляет отторжение органа после трансплантации.
«Пептиды прекрасно подходят в качестве лекарств, — говорит Хорст Кесслер, профессор Карла фон Линде из Института перспективных исследований Мюнхенского технического университета. «Организм уже использует их в качестве сигнальных молекул, и когда они сделали свою работу, они могут быть переработаны организмом — без накопления, без сложной детоксикации.«
Во всем мире в настоящее время проходят клинические испытания около 500 препаратов на основе пептидов. Горстка пептидных препаратов уже приносит миллиардные доходы. Но тот факт, что их нельзя принимать в виде таблеток, является решающим недостатком почти всех веществ этой категории.
Бег с барьерами
Поскольку белки являются важной частью диеты, желудок и кишечник содержат бесчисленное количество ферментов, которые разрушают пептидные связи. Никакие лекарства на основе немодифицированных пептидов не смогут выжить при прохождении через желудочно-кишечный тракт.
Тем не менее, даже когда соответствующим образом модифицированные пептидные соединения проходят через желудок в целости и сохранности, их ждет еще одно препятствие: клетки стенок кишечника препятствуют их всасыванию в кровь. Вот почему такие активные вещества обычно вводятся только путем инъекции.
Путь сквозь стену
Команда первоначально подошла к этим задачам, используя модель пептида в форме кольца. Он состоял из шести молекул простейшей аминокислоты аланина.Ученые использовали его, чтобы исследовать, какое влияние оказывает замена атомов водорода в пептидных связях метильными группами на оральную доступность.
Это привело к более чем 50 вариациям. Клеточные тесты, проведенные партнерами по сотрудничеству в Израиле, показали, что только определенные варианты пептидов абсорбируются очень быстро. «Похоже, что циклические гексапептиды с определенной структурой могут использовать существующую транспортную систему», — говорит профессор Кесслер.
Биологическое действие
Команда выбрала рецепторы интегрина, которые контролируют различные функции на поверхности клетки, в качестве мишени для своих пептидов.Последовательность трех аминокислот аргинина, глицина и аспарагиновой кислоты является ключом к стыковке с этими рецепторами. Коллеги Кесслера включили ключевую последовательность в разные положения своего модельного пептида, создав таким образом новые варианты.
Однако как отрицательно заряженная боковая цепь аспарагиновой кислоты, так и положительно заряженный аргинин оказались критериями исключения для использования транспортной системы. Тем не менее команде удалось замаскировать заряженные группы обеих аминокислот защитными группами.
Хотя при этом пептид изначально теряет способность связываться с молекулой-мишенью, если выбраны правильные защитные группы, они снова отщепляются ферментами, которые повсеместно присутствуют в крови. Таким образом, по прибытии в пункт назначения восстанавливается фармацевтический эффект.
Подтверждение наличия в устной форме
Клеточные тесты показали, что новый гексапептид действительно обладает биологическим действием. В малых дозах стимулирует рост сосудов.Когда мышей кормили замаскированным гексапептидом, эффект был таким же, как и у мышей, которым вводили немаскированный гексапептид.
«В прошлом эксперты называли пероральную доступность пептидных лекарств« святым Граалем пептидной химии ». Наша работа обеспечивает стратегию решения проблем стабильности, абсорбции в организме и биологической эффективности », — говорит Кесслер. «В будущем это значительно упростит создание пептидных лекарств, которые можно легко вводить в жидкой или таблетированной форме.«
Дополнительная информация:
Соединения были разработаны, синтезированы и протестированы на биологическую активность в Техническом университете Мюнхена в Гархинге, структурные характеристики описаны в Национальной химической лаборатории CSIR в Пуне (Индия) и в Неаполитанском университете имени Федерико II в Италии. Проницаемость была проверена на клеточных системах в Еврейском университете в Иерусалиме (Израиль), а биологический эффект на мышах — в Лондонском университете королевы Марии (Великобритания).
Исследование финансировалось Немецким исследовательским фондом (DFG) в рамках проекта Райнхарта Козеллека и Центром передового опыта комплексных исследований белка в Мюнхене (CIPSM), а также Институтом перспективных исследований TUM за счет средств DFG и Европейский Союз.Проект получил дополнительное финансирование от Worldwide Cancer Research и Cancer Research UK.
Значение интегринов
Связь между клетками тела в различных органах является важной предпосылкой для существования многоклеточных организмов. Здесь важную роль играют рецепторы на поверхности клетки, так называемые интегрины. Они передают информацию об окружающей среде клетки внутрь клетки.
Опухоли, например, посылают сигналы роста клеткам кровеносных сосудов, чтобы поддерживать их рост и, таким образом, обеспечивать кровоснабжение опухоли.Кроме того, неисправные интегрины являются причиной многих заболеваний, что делает их очень интересными для исследователей-фармацевтов.
Роль последовательности распознавания
Из 24 человеческих интегринов восемь подтипов распознают небольшую последовательность, содержащую только три аминокислоты: аргинин, глицин и аспарагиновую кислоту (сокращенно: Arg-Gly-Asp, аббревиатура: RGD).
Эта структура входит в рецептор интегрина как ключ. Сигнальные молекулы и белки, имеющие эту последовательность, запускают реакцию клетки.Вместе с другими аминокислотами, которые выполняют роль распознавания, пространственная структура последовательности определяет, к какому из интегринов подходит ключ.
Фармацевтические исследователи сейчас ищут молекулы, которые имеют эти последовательности распознавания в соответствующей пространственной структуре, позволяющие им запускать те же клеточные реакции. Возможность целенаправленно воздействовать на различные подтипы интегринов — важный шаг на пути к персонализированной медицине, в которой можно бороться со всеми видами рака в зависимости от конкретного пациента.
Что такое пептидная терапия? | Медицинский центр сбалансированного здоровья
В последние годы использование пептидов в здравоохранении расширилось и теперь широко доступно в качестве варианта лечения многих заболеваний. В медицинском центре Balanced Health мы постоянно изучаем новые достижения в медицине, чтобы гарантировать нашим пациентам высочайшее качество обслуживания. Таким образом, мы гордимся тем, что предлагаем нашим пациентам пептидную терапию как метод улучшения их общего состояния здоровья, самочувствия и качества жизни.
Что такое пептиды?
Пептиды являются строительными блоками белков и состоят из аминокислот, которые регулируют различные биологические функции и процессы. Эти природные пептиды действуют как сигнальные молекулы в организме и инструктируют другие клетки и молекулы о том, какие функции они должны выполнять.
В организме человека имеется более 7000 известных пептидов, и хотя некоторые из них могут быть похожими, каждый из них отвечает за различные реакции и действия в организме.Некоторые общие функции пептидов включают облегчение боли, помощь в восстановлении мягких тканей, ускорение процессов заживления, содействие снижению веса и увеличению мышечной массы, устранение симптомов сексуальной дисфункции и улучшение выработки гормонов и когнитивной функции.
Уникальное свойство пептидов можно использовать для лечения определенных состояний; этот лечебный процесс известен как пептидная терапия.
Что такое пептидная терапия?
Хотя наши тела естественным образом производят пептиды, производство пептидов может сильно варьироваться в зависимости от человека, и с возрастом количество и качество пептидов в организме может снижаться.
Пептидная терапия относится к восстановлению количества пептидов для стимуляции систем клеточного роста в организме в качестве варианта лечения определенных состояний. Пептиды обычно вводят непосредственно в кровоток посредством подкожных инъекций, но также могут применяться в виде кремов для местного применения, назальных спреев или пероральных форм.
Эта форма лечения может быть полностью адаптирована к индивидуальным потребностям и целям пациента. Используя этот целевой метод, мы можем вызвать определенную реакцию в организме и лечить множество заболеваний.
Каковы преимущества пептидной терапии?
Как указано выше, пептидная терапия — это чрезвычайно уникальный вариант лечения, который можно использовать для лечения множества проблем. Некоторые из преимуществ пептидной терапии могут включать, но не ограничиваются следующим:
- Ускорение процессов заживления
- Повышение уровня гормонов
- Наращивание мышечной массы
- Уменьшает боль в суставах и мышцах
- Улучшение когнитивных функций и памяти
- Помогает обратить вспять симптомы сексуальной дисфункции
- Улучшить качество сна
- Повышение уровня энергии, выносливости и силы
- Пониженное артериальное давление
- Содействовать здоровой иммунной функции
- Устранение признаков старения
- Стимулирует рост волос
Почему я должен рассматривать пептидную терапию?
Поскольку пептиды естественным образом встречаются по всему телу, неудивительно, что при нарушении они могут создавать волны эффектов в нескольких системах, которые могут влиять на другие функции организма, такие как пищеварение, метаболизм, потеря веса, сексуальное желание, воспаление, невропатия и т. Д. и множество возрастных заболеваний.
Пептидная терапия может помочь в лечении этих состояний, имитируя собственные пептиды вашего тела, которые вызывают конкретную желаемую реакцию. Поскольку пептиды естественного происхождения и обладают специфической функцией, они хорошо переносятся вашим организмом с минимальными побочными эффектами лечения или их отсутствием. Обычно пептиды, используемые в терапии, получают из источников животного или растительного белка, таких как яйца, молоко, мясо, соя, овес, льняное семя, семена конопли и пшеница.
Если какие-либо преимущества, упомянутые в отношении пептидной терапии, кажутся вам привлекательными, подумайте о записи на прием, чтобы поговорить с врачом о преимуществах пептидной терапии.Консультация с нашей командой — лучший способ убедиться, что вы найдете правильный вариант лечения, соответствующий вашему образу жизни и целям. Для получения дополнительной информации о пептидной терапии и о том, как мы можем вам помочь, обратитесь в Медицинский центр Balanced Health по телефону (240) 389-5734.
Impact Story: Разработка инструментов для оценки сложных лекарственных препаратов: пептиды
Пептиды как класс лекарств приобретают все большее значение в медицине.FDA разрабатывает научные инструменты для облегчения оценки этих лекарственных препаратов и предлагаемых аналогов-генериков.
Пример природного пептида: брадикинин Что такое пептиды? Пептиды — это последовательности молекул, называемые аминокислотами. Есть много разновидностей аминокислот, в том числе 20 естественных строительных блоков белков. Пептиды с точными последовательностями могут встречаться в организме в естественных условиях, но они также могут быть получены синтетическим путем или с использованием технологии рекомбинантной ДНК в бактериях и других живых системах.Обладая очень разнообразными формами, зависящими от последовательности, а также химическими и биологическими свойствами, эти молекулы используются для лечения множества заболеваний, и все чаще применяются новые пептидные лекарственные препараты. Встречающийся в природе пептид брадикинин, важный регулятор кровяного давления, представляет собой последовательность из девяти аминокислот, каждая из которых обозначена выше одной буквой. (Показанное изображение брадикинина любезно предоставлено Ф. Васконселлосом на основе информации о последовательностях в базе данных PubCHEM.)
FDA считает пептидом любой полимер, состоящий из 40 или менее аминокислот.
Пептиды могут встречаться в организме в естественных условиях или могут быть получены в лаборатории путем химического синтеза или технологии рекомбинантной ДНК с использованием других живых систем (например, бактерий). Например, брадикинин (изображение 1) представляет собой пептид, который является естественным гормоном в организме и регулирует кровяное давление, в то время как ацетат глатирамера представляет собой пептидный лекарственный продукт, созданный в лаборатории и предназначенный для лечения рассеянного склероза.Пептидные лекарственные препараты играют важную роль в обеспечении населения необходимыми лекарствами, но производство пептидных лекарственных препаратов представляет собой уникальные проблемы. Более того, производство генерических пептидных лекарственных препаратов, эквивалентных их аналогам под торговыми марками, было особенно сложной задачей. В настоящее время в США, Европе и Японии продается около 100 пептидных лекарственных препаратов. Ежегодные мировые продажи пептидных лекарственных препаратов оцениваются в 15-20 миллиардов долларов.
Научный вызов для утверждения генерических пептидных лекарственных препаратов
FDA отмечает стремительный рост количества новых заявок на лекарственные препараты, подаваемые на пептидные лекарственные препараты. Доступность дженериков этих продуктов будет иметь решающее значение для расширения общественного доступа к этим важным лекарствам. Однако обеспечение качества и эквивалентности генерических и фирменных пептидных лекарственных препаратов вызывает ряд проблем, и эти проблемы различаются в зависимости от типа пептидного лекарственного средства.
Для пептидных лекарственных препаратов с конкретно определенной последовательностью аминокислот проблема была связана с примесями, которые могут случайно попасть в процесс производства, что может повлиять на профиль безопасности предлагаемого генерического лекарственного средства. Примеси, связанные с пептидами, могут быть особенно трудными для обнаружения, анализа и контроля, поскольку они обычно имеют последовательность, аналогичную последовательности самого лекарства.
Для пептидных лекарственных препаратов, которые различаются по длине и последовательности аминокислот, например, глатирамера ацетат, проблема заключалась в анализе предлагаемого генерического продукта, чтобы оценить, имеет ли он тот же активный ингредиент, что и продукт торговой марки.Этот тип анализа требует передовых аналитических методов и новых статистических методов для определения фармацевтической эквивалентности на основе большого набора данных характеристик.
Исследования FDA для поддержки разработки и оценки пептидных лекарственных препаратов
Пример анализа пептида LC-HRMS Разработка метода оценки пептидных продуктов. В жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией высокого разрешения (LC-HRMS) сложные смеси, такие как пептидные продукты и их примеси, сначала пропускают через колонку, содержащую адсорбирующий материал, через который протекает жидкость.Поскольку компоненты сложной смеси по-разному взаимодействуют с материалом в LC-HRMS, они разделяются во время прохождения через колонку, как показано на графике, обозначенном как «Время элюирования из колонки». После прохождения через колонку отдельные фракции собранной жидкости анализируются масс-спектрометрическим (МС) детектором. В MS электрические заряды добавляются к молекулам в долях столбца, а затем молекулы разделяются электрическим полем в соответствии с их отношением массы к заряду.Отдельный пик на трех длинных осях, показанных на этом изображении, представляет обнаруженные молекулярные компоненты или их фрагменты. Исследователи CDER показали, что LC-HRMS может точно идентифицировать многие типы молекул в сложных пептидных смесях и их количества. Чувствительность и точность метода, а также огромный объем информации, которую он может предоставить о составляющих сложных продуктов, делают его ценным инструментом для сравнения генерических и фирменных версий пептидных продуктов (и многих других сложных продуктов).Исследователи
CDER изучают множество сложных методов, чтобы определить, насколько хорошо каждый метод может характеризовать пептиды. Становятся доступными различные типы методов, которые можно использовать независимо или в сочетании друг с другом для сбора исчерпывающей информации о примесях, аминокислотных последовательностях и распределении свойств пептидов.
Одним из эффективных методов анализа пептидов является масс-спектрометрия (МС).
В MS к различным молекулам лекарственного препарата добавляются заряды, и затем молекулы подвергаются воздействию сил электрического поля.Последующее движение этих молекул зависит от отношения их заряда к их массе, что позволяет идентифицировать отдельные молекулярные разновидности среди сотен компонентов в образце. Разделение компонентов смеси с помощью жидкостной хроматографии (ЖХ) перед МС может обеспечить еще лучшее обнаружение индивидуальных молекулярных компонентов. Благодаря своей высокой чувствительности, точности и способности разделять пептиды с похожими последовательностями, эта комбинация аналитических методов может быть неоценимой при обнаружении и анализе отдельных компонентов в пептидном лекарственном препарате, который может быть связанной с пептидом примесью в одном пептидном лекарстве. или конкретная последовательность в смеси пептидов.
Узнайте больше об исследовании исследователей, проверяющем метод на трех пептидных лекарственных препаратах.
В случае глатирамера ацетата исследователи CDER применили комбинацию различных аналитических методов, которые включали ядерный магнитный резонанс (ЯМР), фракционирование потока асимметричного поля (AFFF) в сочетании с многоугловым рассеянием света (MALS) и жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией. спектрометрия (ЖХ-МС). Комбинация этих методов помогла выявить тонкие различия, такие как распределение молекулярной массы, аминокислотный состав и вариации пептидной последовательности в фирменном лекарственном продукте.Это исследование послужило основой для руководства FDA по глатирамера ацетату и одобрения первого дженерика глатирамера ацетата в 2015 году.
Прочтите научную статью, описывающую использование этих методов для сравнения родственных пептидных продуктов.
Как это исследование продвигает разработку генерических версий пептидных продуктов?
Наличие высокочувствительных и точных методов облегчает характеристику сложных генерических и фирменных лекарственных препаратов.Результаты этого исследования помогают разработчикам лекарств, которые хотят разрабатывать и продавать генерические версии пептидных продуктов и, в конечном итоге, служить американскому обществу, расширяя доступ к этим важным лекарствам.
Узнайте больше о программе по генерированию непатентованных лекарств
Избранные публикации
Zeng, Kui, et al. Жидкостная хроматография — масс-спектрометрия высокого разрешения для контроля качества пептидных препаратов. Журнал AAPS 17.3 (2015): 643–651.
Rogstad, Sarah, et al. Современная аналитика сложных лекарственных веществ синтетического происхождения: тесты ЯМР, AFFF – MALS и МС для глатирамера ацетата.Аналитическая и биоаналитическая химия 407.29 (2015): 8647–8659.
Соответствующее руководство
Проект руководства по инъекции глатирамера ацетата
Узнайте больше об исследовании исследователей, проверяющем метод на трех пептидных лекарственных препаратах.
пептидных препаратов, предназначенных для приема в виде таблеток
Пептиды — это короткие цепочки аминокислот, которые встречаются в нашем организме, в растениях или бактериях для управления различными функциями.Некоторые пептиды используются в качестве лекарств, например, инсулин, контролирующий метаболизм сахара, и циклоспорин, подавляющий отторжение органов после трансплантации. Более 40 пептидов уже одобрены в качестве лекарств, приносящих миллиарды доходов. В настоящее время проходят клинические испытания несколько сотен препаратов на основе пептидов.
Но почти ни один из этих лекарственных пептидов нельзя принимать перорально. Поскольку пептиды являются важной частью пищи, желудок и кишечник содержат бесчисленное количество ферментов, которые могут их расщеплять, а это означает, что большинство препаратов на основе пептидов не выживают при прохождении через желудочно-кишечный тракт.
Надежда на создание более стабильных пептидов исходила от «циклических» пептидов, концы которых соединены химическими мостиками, что делает их более стабильными, чем линейные, потому что их скелеты менее гибкие и, следовательно, их труднее атаковать ферментами. В 2018 году исследовательская группа Кристиана Хейниса из EPFL разработала пептидный формат, названный пептидами с двойным мостиком, в котором пептиды циклизуются двумя химическими мостиками, которые обеспечивают еще более высокую стабильность. Несмотря на успех, большинство таких пептидов не были достаточно стабильными, чтобы выдержать огромное ферментативное давление в желудочно-кишечном тракте.
Теперь группа Хейниса разработала новый метод, который определяет среди миллиардов пептидов с двойными мостиками те, которые связывают интересующую мишень заболевания и выживают с ферментами желудочно-кишечного тракта. Метод опубликован в Nature Biomedical Engineering и включает три этапа.
Во-первых, миллиарды генетически кодируемых случайных пептидных последовательностей циклизуются двумя химическими мостиками, которые накладывают конформационные ограничения на скелеты пептидов, так что их труднее атаковать ферментами.Во-вторых, эта библиотека пептидов подвергается воздействию ферментов из кишечника коровы для удаления всех тех пептидов, которые не являются стабильными. На третьем и последнем этапе ученый окунает целевые белки в пул выживших пептидов, чтобы выловить те, которые связываются с желаемой целью болезни. «Это немного похоже на поиск иголки в стоге сена, и этот метод упрощает эту задачу», — говорит Хайнис.
С помощью этого метода исследователям впервые удалось создать специфичные для мишени пептиды, которые могут сопротивляться распаду в желудочно-кишечном тракте.Например, они дали мышам свинцовый пептид, который ингибирует тромбин — важную мишень антитромбоза — в форме таблетки. Пептид оставался нетронутым в желудке и кишечнике, и хотя он достигал кровотока в относительно небольших количествах, большая часть его оставалась полностью нетронутой по всему желудочно-кишечному тракту. Это ключевой шаг на пути к разработке пероральных пептидных препаратов.
Группа Хейниса сейчас применяет новый метод для разработки пероральных пептидов, которые действуют непосредственно на желудочно-кишечные цели, а это означает, что им не нужно попадать в кровоток.«Мы фокусируемся на хронических воспалительных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, таких как болезнь Крона и язвенный колит, а также на бактериальных инфекциях», — говорит Хайнис. «Нам уже удалось создать устойчивые к ферментам пептиды против рецептора интерлейкина-23, важной мишени этих заболеваний, от которых страдают миллионы пациентов во всем мире без каких-либо доступных пероральных препаратов».
Ссылка: Xu-Dong Kong, et al. (2020) Разработка de novo протеолитически устойчивых терапевтических пептидов для перорального применения. Nature Biomedical Engineering DOI: 10.1038 / s41551-020-0556-3
Эта статья была переиздана на основании следующих материалов. Примечание: материал мог быть отредактирован по объему и содержанию. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с цитируемым источником.
Что такое пептидная терапия?
Пептиды представляют особый интерес как терапевтические препараты, потому что организм естественным образом вырабатывает множество различных пептидов, это означает, что они относительно хорошо переносятся в качестве терапевтических средств и имеют меньше побочных эффектов.
Изображение предоставлено: Raimundo79 / Shutterstock.com
Пептиды представляют собой короткие цепочки аминокислот, связанных пептидной связью, они выполняют множество функций внутри клетки, включая передачу сигналов и противоинфекционные средства. Пригодность пептида для терапевтического использования зависит от последовательности, будь то на основе тех пептидов, которые вырабатываются организмом в естественных условиях, сходных с теми, которые вырабатываются естественным путем, или последовательности, новой для организма. У каждого источника пептида есть свои преимущества и недостатки.
Что такое пептид?
Пептиды, полипептиды и белки представляют собой цепи аминокислот, связанных пептидными связями. Различие между этими пептидами, полипептидами и белками четко не определено, но основано на длине. Пептиды — это короткие цепи аминокислот, тогда как полипептиды и белки — длинные цепи.
Пептиды, которые в настоящее время тестируются в качестве терапевтических средств, имеют длину менее 40 аминокислот, в то время как полипептиды могут иметь длину более 100 аминокислот, а белки состоят из одной или нескольких таких полипептидных цепей.
Свойства пептида зависят от того, из какой из 21 аминокислоты они состоят, при этом свойства боковых цепей аминокислот влияют на их конформацию, таким образом, на функцию и роль в организме.
Лечебный потенциал
Большинство природных пептидов связываются с рецепторами клеточной поверхности, вызывая внутриклеточные реакции. С более чем 7000 пептидов, которые естественным образом встречаются в организме, это представляет собой широкий спектр пептидов и функций, с которыми нужно работать.
Природные пептиды выполняют множество различных функций, включая гормоны, факторы роста, нейротрансмиттеры, лиганды ионных каналов и противоинфекционные средства. Следовательно, использование пептидов в качестве терапевтических средств обеспечивает метод нацеливания на широкий круг клеток и манипулирования их ответом.
Если эти терапевтические средства основаны на известных пептидах, они относительно безопасны и хорошо переносятся, поскольку существуют процессы в организме, которые поддерживают уровни пептидов. В терапевтических целях используются три различных типа пептидов: нативный, аналоговый и гетерологичный.
Нативные пептиды
Это пептиды на основе природных пептидов, вырабатываемых организмом. Преимущество нативных пептидов — это переносимость и естественные механизмы контроля, которые уменьшают негативные побочные эффекты. Однако это приводит к серьезной проблеме с нативными пептидами — коротким периодом полураспада.
В крови содержится много пептидаз, которые расщепляют молекулу, выводя пептид из крови, таким образом поддерживая гомеостаз. Другой вопрос — прием лекарств.При пероральном приеме пептиды подвергаются процессу пищеварения, в котором содержится много пептидаз, которые расщепляют пептиды, прежде чем они попадут в кровоток.
Следовательно, многие нативные пептиды вводятся путем инъекции, но это не самый желательный метод введения, поскольку он снижает комплаентность пациента. Другой метод — адаптация нативных пептидов, повышение их устойчивости к пищеварительным ферментам, создание, таким образом, аналогов пептидов.
Аналог пептидов
Пептиды-аналоги основаны на нативных пептидах, но последовательность адаптирована для улучшения терапевтического потенциала пептида.Это может быть достигнуто путем модификации аминокислотной последовательности или путем конъюгации с другими молекулами. Улучшения включают увеличение периода полужизни, повышение устойчивости пептида к пищеварительным ферментам и повышение специфичности в отношении намеченной цели.
Следовательно, большинство пептидов в клинических испытаниях являются аналоговыми пептидами, однако эти пептиды не обязательно получают пользу от тех же механизмов контроля, которые уравновешивают побочные эффекты нативных пептидов, поэтому аналоговые пептиды должны быть тщательно протестированы.
Гетерологичные пептиды
Третья группа терапевтических пептидов — это гетерологичные пептиды. Эти пептиды не имеют никакого отношения к нативным последовательностям, они представляют собой короткие аминокислотные последовательности, обнаруженные путем скрининга библиотек естественно продуцируемых соединений других видов, рационального и компьютерного дизайна или фагового дисплея.
Без естественного сравнения эти пептиды могут иметь более длительный период полураспада и новые функции, но с большей вероятностью они будут иметь неизвестные побочные эффекты.
Применение пептидов в терапии
Есть много разных перспектив использования пептидной терапии. Самый простой — это замена пептида. Некоторые заболевания возникают из-за того, что организм вырабатывает несуществующий пептид или не производит его вообще, например, производство инсулина при диабете, поэтому для лечения достаточно простого обеспечения правильно функционирующего пептида.
Другое терапевтическое применение пептидов сочетает селективность пептидов с их способностью проходить через клеточные мембраны.Конъюгирование пептидов с цитотоксическими агентами или агентами для визуализации позволяет точно нацелить вещество на определенные клетки.
Пептиды даже действуют как противовирусные средства, а некоторые из них, нацеленные на ВИЧ, грипп и гепатит, лицензированы для терапевтического использования. Эти пептиды обычно нацелены на вирус, напрямую ингибируя цикл репликации.
Изображение предоставлено: RAJ CREATIONZS / Shutterstock.com
Перспективы на будущее
Достижения в синтезе белков увеличили сложность производства пептидов для терапевтических целей.В 1980-х годах все пептидные терапевтические препараты имели длину менее 10 аминокислот, тогда как сейчас они имеют длину до 40 аминокислот. Кроме того, достижения в области биоинформатики увеличивают способность конструировать и предсказывать, как пептиды могут функционировать, ускоряя открытие новых пептидных терапевтических средств.
Заключение
Пептидные терапевтические средства могут использоваться для лечения многих состояний, от замены пептида до противовирусных препаратов. Каждый нативный, аналоговый и гетерологичный дериватизированный пептид имеет преимущества, но также и недостатки.
Нативные пептиды хорошо переносятся, но легко расщепляются организмом. В то время как аналоговые пептиды могут быть сконструированы так, чтобы их сложнее расщеплять или связывать другие молекулы, но из-за этого их не так легко обрабатывать естественным механизмом.
Наконец, гетерологичные несут самый высокий риск побочных эффектов, но являются крупнейшим источником потенциальных терапевтических пептидов. Вместе эти пептиды могут выполнять широкий спектр функций, ведущих в настоящее время разнообразные роли в терапии и с развитием биоинформатики и методов синтеза белков, поэтому пул потенциальных пептидов для терапевтического использования будет увеличиваться.
Список литературы
- Лау, Дж. Л., & Данн, М. К. (2018). Лечебные пептиды: исторические перспективы, современные тенденции развития и направления на будущее. Биоорганическая и медицинская химия, 26 (10), 2700–2707. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2017.06.052
- Д’Аннесса, И., Ди Лева, Ф. С., Ла Теана, А., Новеллино, Э., Лимонгелли, В., и Ди Марино, Д. (2020). Биоинформатика и биомоделирование как инструментарий для разработки пептидов и пептидомиметиков: где мы? Границы молекулярных биологических наук, 7 (май), 1–11.https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.00066
- Derakhshankhah, H., & Jafari, S. (2018). Биомедицина и фармакотерапия Проникающие в клетки пептиды: краткий обзор с акцентом на биомедицинские применения. Биомедицина и фармакотерапия, 108 (сентябрь), 1090–1096. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.09.097
- Фосгерау, К., и Хоффманн, Т. (2015). Пептидная терапия: текущее состояние и будущие направления. Открытие наркотиков сегодня, 20 (1), 122–128. https: // doi.org / 10.1016 / j.drudis.2014.10.003
- Лау, Дж. Л., & Данн, М. К. (2018). Лечебные пептиды: исторические перспективы, современные тенденции развития и направления на будущее. Биоорганическая и медицинская химия, 26 (10), 2700–2707. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2017.06.052
Дополнительная литература
Explainer: Пептиды против белков — в чем разница? — Институт молекулярной биологии
Если вы ищете разницу между пептидами и белками, краткий ответ — «размер».
И пептиды, и белки состоят из цепочек основных строительных блоков организма — аминокислот — и удерживаются вместе пептидными связями. В основном разница в том, что пептиды состоят из более мелких цепочек аминокислот, чем белки.
Но определение и то, как ученые используют каждый термин, немного расплывчато. Как правило, пептид содержит две или более аминокислот. И, чтобы немного усложнить задачу, вы часто будете слышать, как ученые называют полипептидов — цепочку из 10 или более аминокислот.
Доктор Марк Бласкович из Института молекулярной биологии (IMB) Университета Квинсленда в Австралии говорит, что примерно 50–100 аминокислот — это граница между пептидом и белком. Но большинство пептидов, обнаруженных в организме человека, намного короче — цепи примерно из 20 аминокислот.
Существует также важный вариант пептида, называемый циклотидом . Как и пептид и белок, циклотид также состоит из цепочки аминокислот, но в отличие от других концы циклотида соединены вместе, образуя круг.
Как мы обсудим ниже, эта структура важна при производстве терапевтических препаратов на основе пептидов.
Что касается белков, биохимики обычно оставляют термин для больших пептидных молекул, которые могут быть либо одной длинной цепью из 100 или более аминокислот — «сложным полипептидом», если хотите, — либо они могут состоять из нескольких соединенных цепочек аминокислот. вместе.
Гемоглобин, содержащийся в красных кровяных тельцах и необходимый для переноса кислорода, является таким белком.Он состоит из четырех различных аминокислотных цепочек — двух по 141 аминокислоту в каждой и двух по 146 аминокислот в каждой.
Почему пептиды — это «следующая важная вещь» в медицинских исследованиях
Биохимики воодушевлены возможностями, предоставляемыми пептидами и белками в качестве фармацевтических препаратов, потому что они часто точно имитируют поведение природного лиганда — вещества, которое взаимодействует с рецептором фермента или клетки, вызывая биологический процесс.
Это дает пептидным лекарствам возможность более точного нацеливания с меньшим количеством побочных эффектов, чем у низкомолекулярных лекарств.
В организме существует множество различных гормонов, которые вступают в реакцию с клетками и запускают различные биологические процессы. Часто это пептиды, либо циклические версии, либо прямые, линейные.
И затем вопрос о том, насколько быстро этот пептид распадается, что вызывает некоторые проблемы со стабильностью, но с точки зрения безопасности это может быть положительным моментом.
«Мы думаем, что пептиды — это будущее лекарств, потому что они более селективны, более эффективны и потенциально безопасны, потому что, когда пептид в конечном итоге расщепляется, он просто распадается на аминокислоты, а аминокислоты — это, в основном, пища», — говорит профессор Дэвид. Крейк, который возглавляет Центр Клайва и Веры Рамачотти IMB по производству фармацевтических препаратов на растениях.
Есть также соображения производства, которые делают пептиды привлекательными — их длина позволяет им химически синтезировать, в отличие от белков, которые обычно экспрессируются в клетках дрожжей или млекопитающих.
Итак, пептиды. Каковы применения белков?
Наиболее многообещающее применение белков — это антитела, которые сами по себе являются формой белка.
В частности, в противораковых применениях существует много антител либо в клинике, либо в стадии разработки.Двумя хорошо известными примерами являются Герцептин (трастузумаб) при раке груди и Хумира (адалимумаб) при ревматоидном артрите и других аутоиммунных заболеваниях.
Преимущество использования белков такое же, как и при применении пептидов в лекарствах: они имитируют что-то естественное в организме или заменяют то, что отсутствует или повреждено.
В случае антител белковые препараты используют ту же стратегию, что и организм, для нацеливания на объекты. Таким образом, лекарство может обеспечить требуемую специфичность, а также избежать нецелевых эффектов, которые могут иметь небольшие молекулы лекарства, вызывая тяжелые побочные эффекты.
Когда мы увидим новые препараты на основе пептидов?
Стабильность может быть проблемой, поскольку пептиды могут очень быстро разлагаться, а это означает, что может быть трудно дозировать пациенту пептид.
Согласно вашему организму, пептиды и белки — это в основном просто пища, что затрудняет прием пептидных препаратов в пероральной форме, поскольку организм их быстро переваривает.
«Вот почему разработчики лекарств часто пытаются перейти от пептида и вместо этого имитировать его с помощью небольшой молекулы, потому что эта небольшая молекула потенциально имеет лучшие свойства для лекарства, где небольшая молекула остается в организме дольше и может вводиться перорально», — сказал доктор Бласкович.
Но задача состоит в том, чтобы заставить небольшую молекулу имитировать пептид.
«Фармацевтическая промышленность тратит на это миллиарды», — добавил д-р Бласкович. «Вот почему, если вы можете создавать лекарства, которые являются пептидами, вместо того, чтобы превращать их в небольшие непептидные молекулы, это потенциально гораздо более быстрый способ разработать сильнодействующее, селективное и подходящее лекарство».
Фармацевтическая промышленность по-прежнему настроена скептически, в основном из-за проблем со стабильностью, но также и из-за сложности получения перорально вводимых пептидов, которые преодолевают барьер кишечника и попадают в кровоток.
Но внутривенное и подкожное использование пептидов в качестве лекарств становится все более распространенным явлением. На рынке имеется около 60 одобренных FDA пептидных препаратов, около 140 пептидных препаратов проходят клинические испытания и более 500 находятся в стадии доклинической (до тестирования на людях) разработки.
Есть и сельскохозяйственные применения
Хотя стабильность пептидов является проблемой, которую необходимо преодолеть при использовании человеком, это палка о двух концах, и она может быть преимуществом в некоторых сельскохозяйственных целях. Скорость разложения пептидов, используемых в качестве инсектицидов или фунгицидов, означает, что они не сохранятся в окружающей среде.
Таким образом, повышение стабильности пептидов может работать в обоих направлениях.
Если можно настроить стабильность пептида, то можно сделать так, чтобы он сохранялся достаточно долго, чтобы воздействовать на урожай, но затем также и его разложение.
Это означает, что, например, ДДТ не вызовет долгосрочных проблем, которые могут существовать сотни лет.
Почему эксперты так взволнованы пептидными препаратами?
Циклотиды — центральное направление работы Крейка — обладают большим потенциалом для решения проблем стабильности пептидных препаратов.
Поскольку они структурно образуют круг, циклотиды не имеют таких слабых мест, как свободные концы, которые ускоряют разложение пищеварительными ферментами. Они дополнительно стабилизированы несколькими взаимосвязанными поперечными связями, образуя компактную, очень стабильную структуру. Это помогает им достичь своей цели в целости и сохранности, даже при пероральном приеме.
Группа
Бласкович работает над двумя многообещающими антибиотиками на основе пептидов для борьбы с растущей устойчивостью к антибиотикам.
Первый из них — усилить гликопептид (пептиды с молекулами сахара на них) антибиотик ванкомицин, пытаясь превратить его в суперванкомицин, более избирательно поражающий бактериальные клетки.Этот подход начинается с ванкомицина в качестве ядра, с добавлением дополнительных групп для избирательного взаимодействия с бактериальной клеткой, а не с клеткой млекопитающего.
Цель состоит в том, чтобы повысить его эффективность в уничтожении бактерий и уменьшить нежелательные побочные эффекты, которые он оказывает на клетки человека.
Вторая исследовательская программа направлена на разработку антибиотиков, которые атакуют грамотрицательные бактерии, с которыми, как правило, бороться труднее. Эти пептиды представляют собой циклические липопептиды (пептиды с присоединенной жирной кислотой или липидом) с 8-10 аминокислотами.
Возможно, вы уже принимали пептидный препарат
Одним из самых известных препаратов на основе пептидов является эксенатид, который продается под названием Byetta. Он используется для контроля уровня сахара в крови у пациентов с диабетом 2 типа.
Он работает за счет увеличения выработки инсулина в ответ на прием пищи и представляет собой синтетическую форму пептида, содержащегося в яде чудовища Гила — вида ядовитых ящериц, обитающих в США и Мексике.
Это линейный пептид, содержащий 39 аминокислот, который был разработан около 10 лет назад и сейчас широко используется.
Иммунологическое признание пептидов в медицине и биологии
Содержание
Методы функциональной характеристики пептидов
Библиотеки синтетических пептидов для исследований и открытия лекарств, К. Пинилла, Дж. Р. Аппель и Р. А. Хоутен
Пепскан для определения эпитопов Т- и В-клеток, Р. Х. Мелоен, В.С. Puijk, J.P.M. Лангевельд, J.P.M. Langedijk, A. van Amerongen и W.M.M. Schaaper
Исследования картирования эпитопа с помощью пептидов, связанных с бумажным диском, W.ван ‘т Хоф, М. ван ден Берг и Р.С. Aalberse
Создание и использование пептидных библиотек, представленных нитчатым бактериофагом, G. Cesareni, L. Castagnoli, L. Dente, G. Iannolo, C. Vetriani, F. Felici, A. Luzzago, P. Monaci, A. Nicosia, and R. Cortese
Анализ связывания пептидов с MHC и специфичности MHC, S. Buus, L. Ø. Pedersen, A. Stryhn,
Беспорядочные связи и специфичность Т-клеточных эпитопов, F. Sinigaglia, P. Panina-Bordignon, P. Valsasnini, и J. Hammer
Процессинг белков в пути MHC класса II, J.M. van Noort
Использование эпитопов Т-клеток для повышения иммунных ответов, Н. Д. Зегерс и W.J.A. Boersma
Структурная функция и синтез специальных дериватизированных пептидов
Progress and Frontiers in Prediction of B- и T-клеточные эпитопы, С. Модроу и Х. Вольф
Анализ структуры пептидов и белков, HJ Dyson
Синтез, анализ и конформация гликопептидов и фосфопептиды, L. Otvos, Jr., GI Szendrei, L. Gorbics и L. Urge
липопептиды как адъюванты и интегрированная адъювантность, G.Юнг и В.Г. Бесслер
Иммунологическое распознавание пептидов
Оптимизация специфических антипептидных ответов: иммунизация и адъювант, W.J.A. Boersma, Eric Claassen,
, эпитоп-специфическое обнаружение антител, E. Claassen и W.J.A. Boersma
Пептиды с множественными антигенами для иммунизации, Н.Д. Зегерс, Э. Клаассен и В.Дж.А. Boersma
«Влияние конформации, аминокислотной последовательности и связывания с носителем на иммунологическое распознавание пептидных и белковых антигенов», R. Jemmerson,
. Эффективность пептидов в иммунных ответах и анализе иммунного ответа: специфичность одной аминокислоты, N.Д. Зегерс, Э. Клаассен и W.J.A. Boersma
Доклинические и экспериментальные клинические применения пептидов Пептидные вакцины
, Р. Арнон и М. Села,
Пептидные вакцины на основе цитотоксических эпитопов, W.M. Каст, Р.М. Брандт и К.Дж.М. Применение пептидов Melief
в исследованиях аутоиммунных заболеваний, K. Gerritse
.