Výskum ipamorelinu: sekretagóg rastového hormónu

Rýchla odpoveď: Ipamorelin je syntetický pentapeptid (Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2) a prvý skutočne selektívny peptid uvoľňujúci rastový hormón (GHRP). Aktivuje ghrelínový receptor GHS-R1a na somatotrofoch hypofýzy a spúšťa pulzové uvoľňovanie GH, ale na rozdiel od skorších peptidov GHRP, ako sú GHRP-6, GHRP-2 a hexarelin, v publikovaných predklinických prácach výrazne nezvyšuje kortizol, ACTH ani prolaktín. Táto príručka pokrýva mechanizmus ipamorelinu, selektivitu receptora, polčas rozpadu, dôvody kombinovania s analógmi GHRH, ako je CJC-1295, a protokoly predklinických štúdií. Len na výskumné účely. Nie je určené na ľudskú spotrebu.

Čo je ipamorelin?

Ipamorelin (kódové označenie NNC 26-0161) je syntetický pentapeptid, ktorý prvýkrát opísali výskumníci spoločnosti Novo Nordisk koncom 90. rokov 20. storočia. Chemicky ide o Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2, peptid s neprirodzenými zvyškami navrhnutý tak, aby selektívne pôsobil na ghrelínový receptor a nezasahoval do priľahlých signálnych dráh. Jeho zamýšľaným účelom v čase objavu bolo slúžiť ako výskumný nástroj na štúdium sekrécie rastového hormónu a funkcie hypofýzy v zvieracích modeloch.

V literatúre o rastovom hormóne sa peptidy, ktoré stimulujú uvoľňovanie GH, delia do dvoch mechanistických tried. Analógy GHRH (sermorelin, tesamorelin, CJC-1295) napodobňujú endogénny hormón uvoľňujúci rastový hormón a pôsobia na receptor GHRH. Peptidy GHRP (peptidy uvoľňujúce rastový hormón), ako sú GHRP-2, GHRP-6, hexarelin a ipamorelin, naopak pôsobia na ghrelínový receptor GHS-R1a. Ipamorelin patrí jednoznačne do triedy GHRP. Nie je to analóg GHRH, SARM ani skutočné ghrelínové mimetikum, hoci zdieľa receptor s ghrelínom. Širšiu mapu rodiny GH peptidov nájdete v našej príručke k výskumu sermorelinu a v pilierovom článku o tesamoreline.

Mechanizmus účinku: aktivácia GHS-R1a a farmakológia pulzu GH

Ipamorelin sa viaže na receptor pre sekretagóg rastového hormónu typu 1a (GHS-R1a), sedemtransmembránový receptor viazaný na G-proteín, ktorý sa nachádza na somatotrofoch prednej hypofýzy a v hypotalamickom arkuátnom jadre. GHS-R1a je ten istý receptor, na ktorý pôsobí endogénny ghrelín. Keď ipamorelin obsadí receptor, spustí aktiváciu fosfolipázy C sprostredkovanú Gq, uvoľnenie IP3 a vzostup intracelulárneho vápnika v somatotrofoch. Vápnikový signál poháňa exocytózu vopred uskladnených granúl GH do hypofyzárneho portálneho obehu (Raun et al., 1998; Smith et al., 1999).

Tento mechanizmus odlišujú od kontinuálneho podávania exogénneho GH dve vlastnosti. Po prvé, ipamorelin pôsobí na hypofýzu, nie na periférne tkanivá, takže využíva vlastnú zásobu GH zvieraťa namiesto toho, aby ju obchádzal. Po druhé, uvoľňovanie je pulzové. Endogénna sekrécia GH u zdravých cicavcov prebieha v 5 až 7 samostatných výbojoch za 24 hodín, pričom najväčší výboj nastáva počas spánku s pomalými vlnami. Ipamorelin túto architektúru dopĺňa, namiesto toho, aby ju vyrovnával, čo je jeden z dôvodov, prečo je užitočnou sondou na štúdium pulzovej fyziológie GH u výskumných zvierat.

Prečo záleží na pulzovom charaktere

Pulzatilita nie je marketingové slovo. Predklinické práce ukázali, že rôzne nadväzujúce signálne dráhy GH v pečeni reagujú odlišne na pulzovú v porovnaní s kontinuálnou expozíciou GH. Aktivácia STAT5b, transkripcia IGF-1 a pohlavne špecifická expresia pečeňových génov sledujú tvar krivky GH, nielen plochu pod ňou. Výskumníci študujúci biológiu GH preto často uprednostňujú pulzový sekretagóg, ako je ipamorelin, pred priamou infúziou rhGH, keď je cieľom modelovať fyziologický GH namiesto suprafyziologickej expozície (Jaffe et al., 1998).

Dráha nezávislá od GHRH

Ipamorelin nepôsobí prostredníctvom receptora GHRH. To je z mechanistického hľadiska dôležité, pretože GHRH a GHS-R1a sa zbiehajú na tom istom súbore somatotrofov, ale prostredníctvom samostatných signálnych kaskád. V predklinických prácach súbežné podávanie analógu GHRH s peptidom GHRP vyvoláva odpoveď GH, ktorá je väčšia než aritmetický súčet oboch látok podávaných samostatne, čo je jav, ktorý u viacerých druhov zdokumentovali Bowers a kolegovia. To je farmakologické zdôvodnenie kombinácie ipamorelinu s CJC-1295, o ktorej sa hovorí ďalej.

Selektivita receptora: prečo záleží na GHS-R1a

Rodina ghrelínových receptorov je zložitejšia než jediný cieľ. Pre farmakológiu GHRP sú relevantné aspoň tri molekulárne entity:

GHS-R1a je funkčný ghrelínový receptor viazaný na G-proteín zodpovedný za uvoľňovanie GH, signalizáciu chuti do jedla a niekoľko centrálnych účinkov. Toto je zamýšľaný cieľ ipamorelinu.
GHS-R1b je skrátený zostrihový variant s piatimi transmembránovými doménami, ktorý sa nespája s G-proteínmi kanonickým spôsobom. Jeho fyziologická úloha zostáva predmetom diskusií.
CD36 je zberný receptor (scavenger receptor), ktorý v srdcovom tkanive viaže hexarelin a niektoré ďalšie peptidy GHRP. Interakcia s CD36 sa v hlodavčích modeloch spája s kardiovaskulárnymi účinkami hexarelinu nesúvisiacimi s GH.

Hlavnou prednosťou ipamorelinu vo výskumnej literatúre je jeho vysoká selektivita voči GHS-R1a. Publikované väzbové štúdie ukazujú, že ipamorelin sa výrazne neviaže na CD36 a neaktivuje neuroendokrinné dráhy, ktoré poháňajú uvoľňovanie kortizolu, ACTH alebo prolaktínu (Raun et al., 1998). Práve tento čistý selektívny profil je dôvodom, prečo sa ipamorelin často volí namiesto hexarelinu alebo GHRP-6, keď sa výskumná otázka týka konkrétne GH, a nie celého spektra biológie ghrelínového receptora. Priame porovnanie s menej selektívnym príbuzným v tejto triede nájdete v našej príručke k výskumu hexarelinu.

Farmakologický profil ipamorelinu v porovnaní s inými peptidmi GHRP

Nasledujúca tabuľka porovnáva ipamorelin s tromi ďalšími bežne uvádzanými peptidmi GHRP vo výskumnej literatúre. Všetky hodnoty pochádzajú z predklinických publikácií.

Zlúčenina	Selektivita voči GHS-R1a	Tvar pulzu GH	Kortizol / ACTH	Prolaktín	Plazmatický polčas
Ipamorelin	Vysoká, čistá	Pulzový, závislý od hypofýzy	Bez významného zvýšenia	Bez významného zvýšenia	Približne 2 hodiny
GHRP-2	Vysoká voči GHS-R1a, ale širšia aktivita	Pulzový, väčší vrchol	Mierne až stredné zvýšenie	Mierne zvýšenie	Približne 15 až 20 minút
GHRP-6	Stredná, viaže CD36	Pulzový, veľký vrchol	Merateľné zvýšenie	Merateľné zvýšenie	Približne 15 až 30 minút
Hexarelin	Silná voči GHS-R1a aj CD36	Pulzový, najväčší vrchol	Významné zvýšenie	Významné zvýšenie	Približne 55 minút

Hodnoty polčasu sa vzťahujú na zotrvanie v plazme, nie na trvanie pulzu GH. V praxi jedna injekcia ipamorelinu vyvolá merateľný vzostup GH, ktorý dosahuje vrchol 15 až 30 minút po podaní a približne do 120 minút sa vracia na východiskovú hodnotu. Pulz GH je kratší než plazmatický polčas, pretože hypofýza uvoľňuje svoje vopred vytvorené zásoby GH skoro a potrebuje čas na opätovnú syntézu granúl.

Ipamorelin plus CJC-1295: synergia GHRH a GHRP

Najviac diskutovanou výskumnou otázkou týkajúcou sa ipamorelinu je, či ho kombinovať s analógom GHRH, a ak áno, s ktorým. Farmakologické zdôvodnenie spočíva v tom, že samostatné populácie receptorov sa zbiehajú na tom istom sekrečnom výstupe. Analóg GHRH, ako je CJC-1295 (s DAC alebo bez neho), zvyšuje cyklický AMP v somatotrofoch a pripravuje ich na sekréciu. Peptid GHRP, ako je ipamorelin, potom spúšťa exocytózu pripravených granúl sprostredkovanú vápnikom. Kombinovaný signál vyvoláva väčšie uvoľnenie GH než ktorákoľvek z týchto látok samostatne.

Vo výskume sa používajú dve varianty CJC-1295. Modifikovaný GRF(1-29), niekedy nazývaný CJC-1295 bez DAC, má krátky polčas okolo 30 minút a zvyčajne sa injekčne podáva spolu s ipamorelinom. CJC-1295 DAC obsahuje komplex s afinitou k liečivu (drug affinity complex), ktorý predlžuje plazmatický polčas na približne 6 až 8 dní tým, že sa reverzibilne viaže na albumín, čím vytvára trvalý tonický signál GHRH v pozadí. Výskumníci študujúci jednotlivé pulzy GH často uprednostňujú modifikovaný GRF(1-29) kvôli čistejšiemu časovému rozlíšeniu, zatiaľ čo tí, ktorí študujú chronické zvýšenie GH, používajú CJC-1295 DAC. Úplný farmakologický rozbor nájdete v našej príručke k výskumu CJC-1295 DAC.

Publikované správy o aditívnom až synergickom uvoľňovaní GH pri kombinovanej expozícii GHRH plus GHRP predchádzajú konkrétne ipamorelinu a pochádzajú z Bowersovej práce so skoršími peptidmi GHRP v 90. rokoch 20. storočia. Neskoršie štúdie tento vzorec zopakovali s ipamorelinom a CJC-1295 v hlodavčích a primátových modeloch. Praktickým dôsledkom pre laboratórium je, že táto kombinácia umožňuje výskumníkovi skúmať obe vetvy regulácie GH v jedinom experimente.

Súhrn predklinických štúdií

Nasledujúca tabuľka sumarizuje tri často citované štúdie o ipamoreline. Všetky sú predklinické alebo vykonané na zdravých dobrovoľníkoch. Žiadna z nich nepodporuje terapeutické tvrdenia.

Štúdia	Model	Kľúčové zistenie	Identifikátor
Raun et al., 1998	In vitro hypofýza potkana a in vivo ošípaná, potkan	Prvý opis ipamorelinu ako selektívneho sekretagógu GH. Preukázal uvoľňovanie GH bez zvýšenia ACTH, kortizolu ani prolaktínu.	PMID 9849822
Gobburu et al., 1999	Zdraví ľudskí dobrovoľníci, farmakokinetická štúdia	Charakterizoval plazmatickú kinetiku ipamorelinu a vzťah dávka-odpoveď pre uvoľňovanie GH. Uviedol plazmatický polčas okolo 2 hodín s dávkovo proporcionálnou expozíciou.	PMID 10027489
Beck et al., 2014	Pooperačný ileus, potkaní model	Skúmal účinok ipamorelinu na gastrointestinálnu motilitu v hlodavčom pooperačnom modeli a preskúmal prokinetickú signalizáciu sprostredkovanú ghrelínovým receptorom.	PMID 24448593

Anderson et al. (2001) rozšírili ranú prácu na ošípané a ukázali, že opakované podávanie ipamorelinu podporovalo sekréciu GH a zmeny telesného zloženia v modeli rastu hospodárskych zvierat (PMID 11322503). Nass et al. (2008) skúmali perorálne ghrelínové mimetikum u starších dospelých a poskytli referenčný kontext pre farmakológiu ghrelínového receptora u ľudí, hoci použitou zlúčeninou nebol samotný ipamorelin (PMID 18981485). Ghigo et al. (1997) je štandardným prehľadovým článkom o triede GHRP ako celku (PMID 9186261).

Farmakokinetika: absorpcia, distribúcia, polčas

Ipamorelin sa v predklinických štúdiách podáva subkutánne alebo intramuskulárne. Perorálna biologická dostupnosť je nízka, pretože peptid rozkladajú gastrointestinálne proteázy. Po subkutánnej injekcii u ľudí dosahuje plazmatická koncentrácia vrchol do 15 až 30 minút. Plazmatický polčas je približne 2 hodiny, čo je pre GHRP dlho (GHRP-6 a hexarelin sú kratšie), ale krátko v porovnaní s analógmi GHRH, ktoré nesú komplexy s afinitou k liečivu.

Odpoveď GH nesleduje plazmatickú hladinu ipamorelinu lineárne. Po uvoľnení pulzu GH vstupujú somatotrofy do refraktérneho okna, počas ktorého následný podnet vyvolá menšiu odpoveď GH, kým sa opätovne nesyntetizujú vopred vytvorené granuly GH. Toto refraktérne správanie je vlastné mechanizmu pulzového uvoľňovania GH a je štandardným faktorom pri interpretácii farmakológie osi GH.

Refraktérnosť somatotrofov a farmakológia pulzu

Farmakologickou vlastnosťou relevantnou pre výskum ipamorelinu je refraktérnosť somatotrofov. Po uvoľnení pulzu GH vstupujú somatotrofy hypofýzy do refraktérneho okna, počas ktorého je odpoveď GH na následný podnet oslabená, kým sa opätovne nesyntetizujú vopred vytvorené granuly GH. Toto refraktérne správanie je vlastné mechanizmu pulzového uvoľňovania GH a je štandardným faktorom pri interpretácii farmakológie osi GH vo výskumných modeloch. Len na výskumné účely. Nie je určené na ľudskú spotrebu.

Skladovanie a rekonštitúcia na výskum

Ipamorelin sa dodáva ako lyofilizovaný prášok v uzavretých sklenených injekčných liekovkách. Pri správnom zaobchádzaní je suchý peptid stabilný dva až tri roky pri chladiarenských teplotách. Pri nesprávnom zaobchádzaní stráca účinnosť v priebehu niekoľkých týždňov.

Skladovanie lyofilizátu. Uzavreté injekčné liekovky skladujte pri 2 až 8 stupňoch Celzia, chránené pred svetlom a vlhkosťou. Skladovanie v mrazničke pri mínus 20 stupňoch je prijateľné pre dlhodobé zásoby a predlžuje stabilitu.
Rozpúšťadlo na rekonštitúciu. Bakteriostatická voda na injekciu je štandardným rozpúšťadlom na rekonštitúciu vo výskumnom prostredí, pretože obsah benzylalkoholu potláča rast mikroorganizmov pri protokoloch s viacnásobným použitím.
Stabilita po rekonštitúcii. Po rekonštitúcii skladujte roztok pri 2 až 8 stupňoch Celzia. Stabilita v bakteriostatickej vode je zvyčajne dva až štyri týždne, pričom niektoré predklinické správy ju predlžujú až na osem týždňov pri prísnej kontrole chladiarenského reťazca.
Technika manipulácie. Rozpúšťadlo vstrekujte pomaly po stene skla, nie priamo na peptidový koláč. Krúžte, netraste. Vyhýbajte sa opakovanému striedaniu teplôt.

Podrobný postup nájdete v našej príručke k technike rekonštitúcie a príručke k skladovaniu peptidov.

Kontext výskumu ipamorelinu v endokrinných štúdiách

V nadväznosti na pulzové uvoľňovanie GH stúpa IGF-1 a v zvieracích modeloch sa zapája integrovaná os GH-IGF-1. Táto nadväzujúca signalizácia je dôvodom, prečo sa ipamorelin objavuje v predklinickej endokrinologickej literatúre o receptore GHS-R1a, pooperačnom ileu a fyziológii osi GH. Nič z toho nepodporuje terapeutické tvrdenie ani tvrdenie o telesnom zložení u ľudí; CertaPeptides dodáva ipamorelin výlučne ako výskumné činidlo.

Často kladené otázky

Aký je polčas ipamorelinu?

Publikované farmakokinetické práce uvádzajú plazmatický polčas približne 2 hodiny po subkutánnom podaní. Akútny pulz GH je kratší než plazmatický polčas, pretože somatotrofy vstupujú po uvoľnení svojich vopred uskladnených granúl GH do refraktérneho stavu.

Je ipamorelin najbezpečnejší GHRP?

V predklinických publikáciách a publikáciách so zdravými dobrovoľníkmi má ipamorelin najčistejší profil mimo cieľových účinkov spomedzi bežných peptidov GHRP, bez významného zvýšenia kortizolu, ACTH alebo prolaktínu. V literatúre sa opisuje ako selektívny sekretagóg GH. CertaPeptides neuvádza žiadne tvrdenia o bezpečnosti pri použití u ľudí. Všetky produkty sa dodávajú výlučne na laboratórne výskumné účely.

Ako dlho trvá, kým ipamorelin zaberie vo výskumných modeloch?

V zvieracích a raných ľudských štúdiách stúpa plazmatický GH do 15 až 30 minút po subkutánnej dávke a približne do 120 minút sa vracia na východiskovú hodnotu. Nadväzujúce zmeny IGF-1 sa rozvíjajú počas dní až týždňov opakovaného podávania.

Vyvoláva ipamorelin hlad ako ghrelín?

Ipamorelin sa viaže na ten istý receptor ako ghrelín (GHS-R1a), ale spoľahlivo nevyvoláva silný signál chuti do jedla pozorovaný pri natívnom ghrelíne alebo pri GHRP-6. Presný molekulárny základ tejto selektivity vrátane možného zaujatého agonizmu na GHS-R1a zostáva aktívnou oblasťou výskumu.

Dá sa ipamorelin kombinovať s CJC-1295?

Áno. Tieto dva peptidy pôsobia na samostatné receptory (receptor GHRH v prípade CJC-1295, GHS-R1a v prípade ipamorelinu) a ich súbežné podávanie vyvoláva v predklinických prácach aditívne až synergické uvoľňovanie GH. Táto kombinácia je najbežnejšou kombináciou GH peptidov vo výskumnej literatúre. Stranu GHRH tejto kombinácie nájdete v našej príručke k výskumu CJC-1295 DAC.

Funguje ipamorelin bez CJC-1295?

Áno. Ipamorelin sám o sebe vyvoláva merateľný pulz GH prostredníctvom aktivácie GHS-R1a. Kombinácia s analógom GHRH odpoveď zosilňuje, ale na pozorovanie uvoľňovania GH vo výskumnom modeli nie je potrebná.

V čom sa ipamorelin líši od GHRP-6?

Oba pôsobia na GHS-R1a, ale GHRP-6 navyše aktivuje neuroendokrinné dráhy, ktoré zvyšujú kortizol a prolaktín, a vyvoláva výrazný signál chuti do jedla. Ipamorelin tieto mimo cieľové účinky v publikovaných prácach nemá. GHRP-6 má kratší plazmatický polčas (približne 15 až 30 minút) v porovnaní s ipamorelinom (približne 2 hodiny).

Je ipamorelin SARM?

Nie. Selektívne modulátory androgénnych receptorov (SARM) pôsobia na androgénny receptor. Ipamorelin nemá žiadnu aktivitu na androgénnom receptore. Je to agonista ghrelínového receptora v triede peptidov uvoľňujúcich rastový hormón.

Mení sa načasovanie pulzu GH v priebehu dňa?

Endogénna sekrécia GH dosahuje vrchol počas spánku s pomalými vlnami, takže nočný pulz GH je najväčší za deň. Samotná odpoveď GH na ipamorelin sa v predklinických modeloch pozoruje nezávisle od dennej doby. Diurnálna fyziológia GH je výskumným faktorom pri návrhu štúdie, a nie vlastnosťou zlúčeniny.

Ako sa ipamorelin porovnáva so sermorelinom alebo tesamorelinom?

Sermorelin a tesamorelin sú analógy GHRH pôsobiace na receptor GHRH, nie na GHS-R1a. Ipamorelin je GHRP. Vo výskume ich možno kombinovať, pretože pôsobia na rôzne receptory. Stranu GHRH tohto porovnania nájdete v našej príručke k výskumu sermorelinu a príručke k výskumu tesamorelinu.

Súlad s predpismi a vyhlásenie o použití na výskum

Všetky informácie v tomto článku opisujú predklinický výskum a výskum v ranej fáze na ipamoreline. Nič z toho nie je lekárska rada, terapeutické tvrdenie ani odporúčanie na použitie u ľudí. CertaPeptides dodáva ipamorelin a všetky ostatné výskumné peptidy ako lyofilizované laboratórne činidlá označené len na výskumné použitie v rámci rumunského a EÚ regulačného rámca. Výskumníci sú zodpovední za dodržiavanie pravidiel svojej inštitucionálnej etickej komisie, miestnych predpisov o zaobchádzaní s chemikáliami a akejkoľvek platnej národnej legislatívy o liekoch. Len na výskumné účely. Nie je určené na ľudskú spotrebu.

Referencie

Raun K, Hansen BS, Johansen NL, Thøgersen H, Madsen K, Ankersen M, Andersen PH. (1998). Ipamorelin, the first selective growth hormone secretagogue. European Journal of Endocrinology, 139(5), 552-561. PMID: 9849822.
Gobburu JV, Agersø H, Jusko WJ, Ynddal L. (1999). Pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling of ipamorelin, a growth hormone releasing peptide, in human volunteers. Pharmaceutical Research, 16(9), 1412-1416. PMID: 10496658.
Beck DE, Sweeney WB, McCarter MD, Ipamorelin 201 and 202 Study Groups. (2014). Prospective, randomized, controlled, proof-of-concept study of the ghrelin mimetic ipamorelin for the management of postoperative ileus in bowel resection patients. International Journal of Colorectal Disease, 29(12), 1527-1534. PMID: 25331030.
Anderson LL, Jeftinija S, Scanes CG. (2001). Ipamorelin effects on growth hormone secretion and body composition in swine. Endocrine, 14(1), 73-82. PMID: 11322503.
Nass R, Pezzoli SS, Oliveri MC, Patrie JT, Harrell FE Jr, Clasey JL, et al. (2008). Effects of an oral ghrelin mimetic on body composition and clinical outcomes in healthy older adults: a randomized trial. Annals of Internal Medicine, 149(9), 601-611. PMID: 18981485.
Ghigo E, Arvat E, Muccioli G, Camanni F. (1997). Growth hormone-releasing peptides. European Journal of Endocrinology, 136(5), 445-460. PMID: 9186261.
Smith RG, Van der Ploeg LH, Howard AD, Feighner SD, Cheng K, Hickey GJ, et al. (1997). Peptidomimetic regulation of growth hormone secretion. Endocrine Reviews, 18(5), 621-645. PMID: 9331545.
Jaffe CA, Ocampo-Lim B, Guo W, Krueger K, Sugahara I, DeMott-Friberg R, Bermann M, Barkan AL. (1998). Regulatory mechanisms of growth hormone secretion are sexually dimorphic. Journal of Clinical Investigation, 102(1), 153-164. PMID: 9649568.

Len na výskumné účely. Nie je určené na ľudskú spotrebu.