Tesamorelin: potpuni istraživački vodič

Tesamorelin je analog hormona koji oslobađa hormon rasta (GHRH) koji je proučavan opsežnije od većine istraživačkih peptida, s objavljenom literaturom koja obuhvaća strukturnu kemiju, farmakologiju receptora, farmakokinetiku i klinička istraživanja. Ovaj vodič pregledava što ta literatura izvještava o spoju kao istraživačkoj kemikaliji.

Ovaj vodič obuhvaća tesamorelinov mehanizam djelovanja, njegovu farmakologiju receptora i farmakokinetički profil, strukturnu kemiju koja ga razlikuje od srodnih GHRH analoga te praktične aspekte rukovanja relevantne za rad s ovim spojem u istraživačkom kontekstu.

Samo u obrazovne i istraživačke svrhe.

Što je tesamorelin?

Tesamorelin je sintetski analog ljudskog hormona koji oslobađa hormon rasta (GHRH). Nativni GHRH peptid je peptid od 44 aminokiseline proizveden u hipotalamusu koji potiče hipofizu na oslobađanje hormona rasta (GH). Tesamorelin je strukturno identičan aktivnom obliku GHRH(1-44), ali sa skupinom trans-3-heksenske kiseline konjugiranom na svoj N-terminalni kraj. Ova modifikacija značajno produljuje plazmatsku stabilnost molekule u usporedbi s nemodificiranim GHRH, koji ima vrlo kratak poluvijek u cirkulaciji zbog brzog cijepanja dipeptidil-peptidazom IV (DPP-IV).

Rezultat je GHRH analog koji zadržava vezanje za receptore i signalnu aktivnost nativnog peptida, ali preživljava dovoljno dugo u krvotoku da proizvede trajni farmakološki učinak. Tesamorelin se veže za GHRH receptore na somatotropnim stanicama u prednjem režnju hipofize, potičući sintezu i pulsatilno oslobađanje hormona rasta. Nizvodna posljedica povišenog GH je povećana jetrena proizvodnja inzulinu sličnog čimbenika rasta 1 (IGF-1), koji posreduje u mnogim perifernim učincima hormona rasta na metabolizam i tjelesni sastav.

Ovaj mehanizam temeljno se razlikuje od sekretagoga hormona rasta poput ipamorelina ili mimetika grelina, koji djeluju na drugu klasu receptora (GHS-R1a) putem zasebnog signalnog puta. Ta je razlika važna za razumijevanje što tesamorelin fiziološki čini, a što ne — tema obrađena detaljno u našoj usporedbi tesamorelina i ipamorelina.

Podrijetlo i razvoj kao GHRH analog

Tesamorelin je razvila tvrtka Theratechnologies Inc., kanadska biofarmaceutska tvrtka. Molekula je osmišljena kao stabilizirani GHRH(1-44) analog, a njezin klinički razvojni program proučavao je promjene u visceralnom masnom tkivu (VAT) — intraabdominalnom masnom odjeljku koji izražava relativno visoku gustoću GH receptora i stoga je od mehanističkog interesa u istraživanju GH osi.

Razvojni program uključivao je dva randomizirana, dvostruko slijepa, placebom kontrolirana ispitivanja faze III (uobičajeno se nazivaju LIPO-010 i LIPO-011), koja su objavili Falutz et al. (2007) u New England Journal of Medicine, a koja su koristila CT snimanje za kvantificiranje promjena u visceralnom masnom tkivu (DOI: 10.1056/NEJMoa072375). Ta se ispitivanja ovdje navode kao objavljeni istraživački zapis za ovaj spoj.

Naknadna analiza faze III koju su proveli Falutz et al. (2010) u Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism proširila je skup podataka većom kohortom i okarakterizirala promjene u trigliceridima i drugim lipidnim parametrima uz slikovne krajnje točke (DOI: 10.1210/jc.2010-0490).

Tesamorelin je prošao potpuni program faze III i regulatorni pregled, što je neuobičajeno za spoj koji se inače proučava kao istraživački peptid. Kao rezultat toga, objavljena literatura uključuje strukturirani skup podataka o farmakokinetici i nuspojavama okarakteriziran pod kontroliranim uvjetima — potpuniji farmakološki zapis nego što postoji za većinu GHRH analoga.

Sveobuhvatan pregled tesamorelinovog profila lijeka koji su izradili Grunfeld et al. (2011), objavljen u Nature Reviews Drug Discovery, pruža pristupačan sažetak povijesti razvoja i kliničkih podataka (DOI: 10.1038/nrd3362).

Mehanizam djelovanja: kako tesamorelin djeluje

GHRH os

Lučenje hormona rasta slijedi pulsatilni obrazac kojim upravlja međudjelovanje hipotalamičkog GHRH (stimulacijskog) i somatostatina (inhibicijskog). U normalnoj fiziologiji hipotalamički neuroni oslobađaju GHRH u pulsevima koji putuju kroz portalnu krv do GHRH receptora na somatotropima prednjeg režnja hipofize. Vezanje za receptor aktivira adenilat-ciklazu, povećava unutarstanični cAMP i pokreće i sintezu i lučenje GH. Somatostatin se suprotstavlja ovom učinku potiskujući oslobađanje GH tijekom intervala između pulseva, stvarajući karakterističan pulsatilni profil lučenja GH.

Tesamorelin se, kao GHRH analog, umeće u ovu os na sučelju hipotalamusa i hipofize. Ključno je da očuva pulsatilnu prirodu oslobađanja GH umjesto da proizvodi kontinuirano suprafiziološko povišenje GH. To je mehanistički relevantno jer povratna sprega somatostatina ostaje netaknuta — sustav ne gubi svoje regulacijske kočnice kao što bi to bilo s primjenom egzogenog rekombinantnog ljudskog hormona rasta (rhGH).

Od GH do IGF-1 do metaboličkih učinaka

Nakon oslobađanja GH iz hipofize, hormon rasta cirkulira i veže se za GH receptore u jetri, potičući jetrenu proizvodnju IGF-1. IGF-1 zatim posreduje u mnogim nizvodnim učincima GH: lipolizi u masnom tkivu (osobito visceralnim masnim depoima), proteinskim anaboličkim učincima u mišićima i učincima na metabolizam glukoze. IGF-1 os također pruža negativnu povratnu spregu hipotalamusu i hipofizi, modulirajući ukupni izlaz.

U istraživanju GH osi visceralno masno tkivo od posebnog je mehanističkog interesa. VAT je metabolički aktivniji od potkožnog masnog tkiva, izražava više razine lipolitičkih enzima i osjetljiviji je na GH-stimuliranu lipolizu. Različita gustoća GH receptora u masnim odjeljcima temelj je za odgovore specifične za pojedini odjeljak o kojima se raspravlja u literaturi o biologiji masnog tkiva.

Objavljeni istraživački zapis

Studije visceralnog masnog tkiva

Ključno istraživanje faze III objavili su Falutz et al. (2007), randomizirano, placebom kontrolirano ispitivanje kroz 26 tjedana koje je koristilo CT snimanje za mjerenje visceralnog masnog tkiva i pratilo IGF-1 kao farmakodinamički biljeg angažmana GH osi (DOI: 10.1056/NEJMoa072375).

Naknadna publikacija Falutz et al. (2010) okarakterizirala je lipidni profil, uključujući trigliceride i druge metaboličke parametre, uz slikovne krajnje točke, s promjenljivijim nalazima za glukozu (DOI: 10.1097/QAI.0b013e3181cbdaff).

Dugoročnije podatke iz otvorenog produžetka objavili su Falutz et al. (2008) u AIDS, s profilom nuspojava u skladu s mehanizmom (povišen IGF-1, reakcije na mjestu injekcije, artralgije) tijekom produljenog razdoblja promatranja (DOI: 10.1097/QAD.0b013e32830a5058).

Studije jetrenih lipida: Stanley et al. (JAMA)

Stanley et al. (2014) objavili su randomizirano kontrolirano ispitivanje u JAMA-i koje je ispitivalo i visceralnu i jetrenu mast koristeći slikovne krajnje točke (DOI: 10.1001/jama.2014.8334). Jetreni nalazi su od mehanističkog interesa jer je GH os uključena u obradu jetrenih lipida.

Jetreni nalaz je u skladu s priznatom ulogom GH signalizacije u metabolizmu jetrenih lipida. Potaknuo je mehanistički istraživački interes za os jetra-masno tkivo pod uvjetima modulirane pulsatilnosti GH, područje koje ostaje predmet istraživanja u pretkliničkim i kliničkim istraživačkim modelima.

Prediktori odgovora i dugoročne trajnosti

Mangili et al. (2015), objavljeno u PLOS ONE, analizirali su skup podataka faze III kako bi identificirali početne karakteristike povezane s veličinom slikovnog odgovora VAT-a, okvir analize podskupina relevantan za dizajn istraživačkih studija (DOI: 10.1371/journal.pone.0140358).

Tesamorelin u dijabetesu tipa 2: sigurnosni podaci

Clemmons et al. (2017), objavljeno u PLOS ONE, okarakterizirali su metabolički i sigurnosni profil tesamorelina u istraživačkoj populaciji s dijabetesom tipa 2 — kontekstu u kojem je stimulacija GH osi mehanistički relevantna za osjetljivost na inzulin i obradu glukoze (DOI: 10.1371/journal.pone.0179538).

Istraživanje kognitivne funkcije

Jedan istraživački smjer koji je privukao interes izvan metaboličke domene su potencijalni učinci tesamorelina na kognitivnu funkciju. Baker et al. (2012), objavljeno u Archives of Neurology, ispitivali su učinke analoga hormona koji oslobađa hormon rasta na kognitivnu funkciju u odraslih osoba s blagim kognitivnim oštećenjem i zdravih starijih odraslih osoba — rani signal da modulacija GHRH osi može imati neurobiološku relevantnost izvan tjelesnog sastava (DOI: 10.1001/archneurol.2012.1970). Ovo ostaje preliminarno područje istraživanja s ograničenim dokazima.

Farmakokinetika: što podaci pokazuju

Farmakokinetički profil tesamorelina okarakteriziran je i u HIV-om zaraženih pacijenata i u zdravih ispitanika. González-Sales et al. (2015) objavili su populacijsku farmakokinetičku analizu u Clinical Pharmacokinetics, karakterizirajući apsorpciju, distribuciju i eliminaciju tesamorelina nakon supkutane primjene (DOI: 10.1007/s40262-014-0202-x). Prateća populacijska farmakokinetička i farmakodinamička analiza u Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics povezala je te PK parametre s odgovorima GH i IGF-1 (DOI: 10.1007/s10928-015-9416-2).

Ključne farmakokinetičke značajke iz objavljene PK literature uključuju nisku supkutanu bioraspoloživost, kratak plazmatski poluvijek i Tmax koji nastupa unutar približno 30 minuta od supkutane primjene. Cjeloviti PK profil detaljno je obrađen u našem posebnom članku o farmakokinetici tesamorelina za istraživače.

Istraživanje izvan izvorne indikacije

Istraživačka baza tesamorelina pretežno je usidrena u istraživačkoj populaciji s HIV lipodistrofijom — ondje postoje podaci faze III. Izvan tog konteksta dokazi su ograničeniji. Mehanistička logika modulacije GHRH osi ipak je potaknula istraživački interes u drugim istraživačkim populacijama.

Studije su ispitivale tesamorelin u istraživačkim kontekstima uključujući dijabetes tipa 2, jetrenu steatozu i kognitivno starenje. Istraživački kut somatotropne osi — osobito pad GH povezan sa starenjem — obrađuje se u literaturi o GHRH analozima.

Pad GH i IGF-1 povezan sa starenjem (somatopauza) dugo privlači interes kao istraživačka meta za GHRH analoge. Baza dokaza za tesamorelin u istraživačkim populacijama izvan izvornih studija ostaje ograničena, a istraživači bi trebali razlikovati dobro okarakterizirane podatke od eksploratornijeg istraživačkog krajolika.

Praktični istraživački aspekti

Rekonstitucija i rukovanje

Tesamorelin se isporučuje kao liofilizirani prah koji zahtijeva rekonstituciju sterilnom vodom. Standardni istraživački protokoli uključuju rekonstituciju do radne koncentracije prikladne za predviđeni volumen primjene. Rekonstituiranim peptidom treba rukovati u skladu sa standardnim praksama čuvanja peptida: rashlađen na 2-8°C, zaštićen od svjetla i upotrijebljen unutar vremenskog okvira koji preporučuje proizvođač ili unutar utvrđenih podataka o stabilnosti.

Rekonstitucija bi trebala slijediti standardnu peptidnu metodologiju prikladnu za predviđenu radnu koncentraciju, uz pozornost na izbor otapala, neutralni do blago bazični pH i izbjegavanje ponovljenih ciklusa smrzavanja i odmrzavanja.

Aspekti kvalitete i čistoće

S obzirom na složenost tesamorelina kao analoga od 44 aminokiseline sa specifičnom N-terminalnom modifikacijom, provjera čistoće posebno je važna. Istraživači bi trebali pribaviti certifikate analize (COA) koji potvrđuju čistoću HPLC-om, potvrdu identiteta masenom spektrometrijom i odsutnost mikrobne kontaminacije. Strukturna složenost tesamorelina znači da su pogreške u sintezi ili razgradnja značajnije nego kod manjih peptida.

Za istraživačku uporabu treba pribaviti i pregledati certifikat analize koji potvrđuje HPLC čistoću, identitet masenom spektrometrijom i odsutnost mikrobne kontaminacije prije bilo kojeg kvantitativnog eksperimenta.

Profil nuspojava: što klinička ispitivanja dokumentiraju

FDA program faze III generirao je sistematske podatke o nuspojavama koji su dostupni u informacijama o propisivanju tesamorelina. Primarne nuspojave uočene u kliničkim ispitivanjima bile su reakcije na mjestu injekcije (eritem, pruritus, bol, induracija), artralgija, bol u ekstremitetima i periferni edem. Povišenje IGF-1 iznad gornje granice normale uočeno je u podskupini pacijenata i predstavlja farmakodinamički očekivanu posljedicu GHRH stimulacije koja zahtijeva praćenje.

Pregled koji su izradili Spooner i Olin (2012) u Annals of Pharmacotherapy pruža strukturirani sažetak sigurnosnog i farmakološkog profila tesamorelina kako je dokumentirano u objavljenoj literaturi (DOI: 10.1345/aph.1Q629).

Tesamorelin u odnosu na druge GHRH analoge

Tesamorelin nije jedini GHRH analog koji je proučavan. Sermorelin (GHRH 1-29) bio je raniji analog kraćeg fragmenta koji je 1990-ih odobren za nedostatak GH u djece, ali više nije komercijalno dostupan u tom obliku. CJC-1295, noviji analog, uključuje tehnologiju kompleksa afiniteta prema lijeku (DAC) koja dramatično produljuje njegov poluvijek vezanjem za albumin, što rezultira trajnim povišenjem GH umjesto pulsatilnim oslobađanjem. Oni predstavljaju temeljno različite farmakološke profile unatoč djelovanju na isti receptor.

Ono po čemu se tesamorelin ističe njegova je klinička validacija: ima jedini dovršeni program faze III među GHRH analozima u trenutnoj istraživačkoj uporabi, sa svom regulatornom dokumentacijom, sigurnosnim podacima i recenziranom literaturom koju to podrazumijeva. Za mehanističku usporedbu s ne-GHRH sekretagogom ipamorelinom pogledajte Tesamorelin u odnosu na ipamorelin: različiti mehanizmi, različiti istraživački profili.

Ključni zaključci

Tesamorelin je GHRH analog (ne sekretagog GH) koji djeluje na hipofizu potičući pulsatilno oslobađanje hormona rasta putem nativnog fiziološkog puta.
Jedini je GHRH analog s dovršenim istraživačkim programom faze III, što mu daje potpuniji objavljeni farmakološki zapis od srodnih analoga.
Istraživanje faze III (Falutz et al., 2007, NEJM, i naknadne publikacije) koristilo je krajnje točke CT snimanja za karakterizaciju visceralnog masnog tkiva i povezanih lipidnih parametara.
Stanley et al. (2014, JAMA) dodali su podatke o snimanju jetrenih lipida, proširujući mehanistički istraživački interes na os jetra-masno tkivo.
Istraživački interes izvan HIV indikacije postoji, ali je manje utemeljen na dokazima — istraživači bi trebali jasno razlikovati validiranu HIV indikaciju od eksploratornog istraživanja izvan indikacije.
Farmakokinetički profil (kratak poluvijek, pulsatilna GH stimulacija) mehanistički se razlikuje od dugodjelujućih GHRH analoga i od izravnih sekretagoga GH.

Povezano istraživanje

Literatura

Falutz J, Allas S, Blot K, et al. (2007). Metabolic Effects of a Growth Hormone-Releasing Factor in Patients with HIV. New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMoa072375
Falutz J, Mamputu JC, Potvin D, et al. (2010). Effects of Tesamorelin (TH9507), a Growth Hormone-Releasing Factor Analog, in Human Immunodeficiency Virus-Infected Patients with Excess Abdominal Fat. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. DOI: 10.1210/jc.2010-0490
Falutz J, Potvin D, Mamputu JC, et al. (2010). Effects of tesamorelin, a growth hormone-releasing factor, in HIV-infected patients with abdominal fat accumulation. Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes. DOI: 10.1097/QAI.0b013e3181cbdaff
Falutz J, Allas S, Mamputu JC, et al. (2008). Long-term safety and effects of tesamorelin, a growth hormone-releasing factor analogue, in HIV patients with abdominal fat accumulation. AIDS. DOI: 10.1097/QAD.0b013e32830a5058
Stanley TL, Feldpausch MN, Oh J, et al. (2014). Effect of Tesamorelin on Visceral Fat and Liver Fat in HIV-Infected Patients with Abdominal Fat Accumulation. JAMA. DOI: 10.1001/jama.2014.8334
Grunfeld C, Dritselis A, Kirkpatrick P. (2011). Tesamorelin. Nature Reviews Drug Discovery. DOI: 10.1038/nrd3362
Spooner LM, Olin JL. (2012). Tesamorelin: a growth hormone-releasing factor analogue for HIV-associated lipodystrophy. Annals of Pharmacotherapy. DOI: 10.1345/aph.1Q629
Mangili A, Falutz J, Mamputu JC, et al. (2015). Predictors of Treatment Response to Tesamorelin, a Growth Hormone-Releasing Factor Analog, in HIV-Infected Patients with Lipodystrophy. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0140358
González-Sales M, Barrière O, Tremblay PO, et al. (2015). Population pharmacokinetic analysis of tesamorelin in HIV-infected patients and healthy subjects. Clinical Pharmacokinetics. DOI: 10.1007/s40262-014-0202-x
González-Sales M, Barrière O, Tremblay PO, et al. (2015). Population pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of tesamorelin in HIV-infected patients and healthy subjects. Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. DOI: 10.1007/s10928-015-9416-2
Baker LD, Barsness SM, Borson S, et al. (2012). Effects of growth hormone-releasing hormone on cognitive function in adults with mild cognitive impairment and healthy older adults. Archives of Neurology. DOI: 10.1001/archneurol.2012.1970
Clemmons DR, Miller S, Mamputu JC. (2017). Safety and metabolic effects of tesamorelin, a growth hormone-releasing factor analogue, in patients with type 2 diabetes. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0179538

Svi proizvodi namijenjeni su samo u istraživačke svrhe. Nije za ljudsku potrošnju. Ovaj članak služi u obrazovne svrhe i ne predstavlja medicinski savjet.

Pitanja i odgovori za istraživače

Ova pitanja dolaze od istraživača koji rade s tesamorelinom i srodnim istraživačkim peptidima GH osi u laboratorijskim uvjetima. Odgovori odražavaju objavljenu pretkliničku i kliničku literaturu, namijenjeni su kontekstima samo za istraživačku uporabu i ne uključuju upute o doziranju. CertaPeptides je sastavio ovaj dodatak od tehničkih pitanja koja naš QA tim najčešće viđa.

P: Osim HPLC čistoće, koje je testove treće strane vrijedno provesti na seriji tesamorelina?

O: Za QA farmaceutske kvalitete sintetskog istraživačkog peptida, hijerarhija informacije po dolaru prilično je dosljedna.

HPLC čistoća uz potvrdu masenom spektrometrijom nije predmet pregovora. HPLC pri 220 nm karakterizira udio uzorka koji je ciljna sekvenca u odnosu na srodne nečistoće poput skraćenja, delecija i oksidiranih oblika. Masena spektrometrija potvrđuje da molekularna masa odgovara očekivanju — tesamorelin bi trebao doći na približno 5135.8 Da monoizotopno. Certifikat koji prikazuje broj čistoće bez MS traga zapravo je rezultat vremena zadržavanja.

Testiranje na endotoksine (LAL ili rekombinantni faktor C) vrijedi uključiti za svaki peptid namijenjen parenteralnoj istraživačkoj uporabi. Liofilizirani materijal iz uglednih sintetskih kuća obično je u redu, ali je test jeftin u većini ugovornih laboratorija u EU i otkriva gram-negativnu kontaminaciju unesenu tijekom punjenja, dovršavanja ili rukovanja vodom za injekcije. USP <85> definira standard.

Testiranje sterilnosti prema USP <71> manje je informativno nego što se često pretpostavlja za liofilizirani prah u zatvorenoj bočici — suhi kolač je nepogodan za većinu organizama. Postaje relevantnije za rekonstituirane otopine ili kada se sumnja na kontaminaciju linije punjenja.

Testiranje teških metala ICP-MS-om posljednji je prioritet osim ako ne postoji specifičan razlog za sumnju da su u sintetskom putu korišteni metalni katalizatori. Za peptide proizvedene SPPS-om rijetko je ondje izvor problema.

Za tesamorelin konkretno, dajte prednost HPLC+MS i endotoksinu. Serija koja te testove prođe malo je vjerojatno da će pasti na preostalim panelima.

P: Kako se tesamorelin, CJC-1295+ipamorelin i AOD-9604 mehanistički uspoređuju za istraživanje visceralnog masnog tkiva?

O: Ova tri spoja mehanistički su različita, i to je važnije od izravne usporedbe “što najbolje djeluje”, jer djeluju na različite dijelove GH osi.

Tesamorelin je GHRH(1-44) analog s N-terminalnom modifikacijom trans-3-heksenskom kiselinom koja blokira cijepanje dipeptidil-peptidazom-IV i produljuje njegov cirkulirajući poluvijek. Proizvodi pulsatilno endogeno oslobađanje GH putem GHRH receptora hipofize. Među ova tri spoja ima najopsežniji objavljeni klinički-istraživački zapis koji karakterizira visceralno masno tkivo slikovnim krajnjim točkama.

CJC-1295 u kombinaciji s ipamorelinom je dvokraki GH puls. CJC-1295 (GHRH analog) pokreće GHRH krak; ipamorelin (GHRP) pokreće krak grelinskog receptora. Kombinacija je sinergijska na oslobađanje GH u pretkliničkom i ranom kliničkom radu, ali ne nosi podatke iz ispitivanja specifične za VAT usporedive s tesamorelinom.

AOD-9604 je mehanistički zaseban. Odgovara C-terminalnom fragmentu hGH(177-191), proučavanom kako bi se razdvojila aktivnost hGH povezana s masnim tkivom od njegove aktivnosti povišenja IGF-1 (Wilding 2004, PMID 15134286). Okarakteriziran je u glodavačkim modelima, dok njegov klinički-istraživački program na ljudima nije zadovoljio krajnje točke potrebne za odobrenje, pa ljudski podaci ostaju ograničeni.

Za istraživačke tijekove rada koji se bave visceralnom u odnosu na potkožnu distribuciju masnog odgovora, tesamorelin ima najpotpunije okarakteriziran pretklinički-do-klinički istraživački zapis od ta tri spoja. CJC-1295 s ipamorelinom predstavlja širu istraživačku kombinaciju GH osi, a AOD-9604 ostaje od povijesnog istraživačkog interesa unatoč ograničenim kliničkim podacima.