Raziskave ipamorelina: sekretagog rastnega hormona

Hitri odgovor: Ipamorelin je sintetični pentapeptid (Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2) in prvi resnično selektivni peptid, ki sprošča rastni hormon (GHRP). Aktivira grelinski receptor GHS-R1a na somatotrofih hipofize in sproži pulzatilno sproščanje GH, vendar za razliko od zgodnejših GHRP, kot so GHRP-6, GHRP-2 in hexarelin, v objavljenih predkliničnih raziskavah ne zviša pomembno kortizola, ACTH ali prolaktina. Ta vodnik obravnava mehanizem ipamorelina, selektivnost za receptor, razpolovni čas, utemeljitev kombiniranja z analogi GHRH, kot je CJC-1295, ter protokole predkliničnih raziskav. Samo za raziskovalne namene. Ni namenjen uživanju pri ljudeh.

Kaj je ipamorelin?

Ipamorelin (kodno ime NNC 26-0161) je sintetični pentapeptid, ki so ga v poznih devetdesetih letih 20. stoletja prvi opisali raziskovalci pri Novo Nordisk. Kemično gre za Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2, peptid z nenaravnimi ostanki, zasnovan tako, da selektivno deluje na grelinski receptor, sosednjih signalnih poti pa ne aktivira. Njegov predvideni namen v času odkritja je bil, da služi kot raziskovalno orodje za preučevanje izločanja rastnega hormona in delovanja hipofize v živalskih modelih.

V literaturi o rastnem hormonu se peptidi, ki spodbujajo sproščanje GH, delijo v dva mehanistična razreda. Analogi GHRH (sermorelin, tesamorelin, CJC-1295) posnemajo endogeni hormon, ki sprošča rastni hormon, in delujejo na receptor GHRH. GHRP (peptidi, ki sproščajo rastni hormon), kot so GHRP-2, GHRP-6, hexarelin in ipamorelin, pa delujejo na grelinski receptor GHS-R1a. Ipamorelin trdno sodi v razred GHRP. Kljub temu, da si receptor deli z grelinom, ni analog GHRH, ni SARM in ni pravi mimetik grelina. Za širši pregled družine peptidov GH glejte naš vodnik po raziskavah sermorelina in stebrni članek o tesamorelinu.

Mehanizem delovanja: aktivacija GHS-R1a in farmakologija pulza GH

Ipamorelin se veže na receptor za sekretagoge rastnega hormona tipa 1a (GHS-R1a), receptor s sedmimi transmembranskimi domenami, sklopljen z G-proteinom, ki se izraža na somatotrofih sprednjega režnja hipofize in v hipotalamičnem arkuatnem jedru. GHS-R1a je isti receptor, na katerega deluje endogeni grelin. Ko ipamorelin zasede receptor, sproži aktivacijo fosfolipaze C, posredovano prek Gq, sproščanje IP3 in dvig znotrajceličnega kalcija v somatotrofih. Kalcijev signal spodbudi eksocitozo predhodno shranjenih granul GH v hipofizni portalni obtok (Raun et al., 1998; Smith et al., 1999).

Dve značilnosti ločujeta ta mehanizem od neprekinjenega dajanja eksogenega GH. Prvič, ipamorelin deluje na hipofizo, ne na periferna tkiva, zato izkorišča živalsko lastno rezervo GH, namesto da bi jo obšel. Drugič, sproščanje je pulzatilno. Endogeno izločanje GH pri zdravih sesalcih poteka v 5 do 7 ločenih izbruhih na 24 ur, pri čemer je največji izbruh med počasnovalovnim spanjem. Ipamorelin tej arhitekturi dodaja, namesto da bi jo izravnal, kar je eden od razlogov, zakaj je uporabna sonda za preučevanje fiziologije pulzatilnega GH pri raziskovalnih živalih.

Zakaj je pulzatilnost pomembna

Pulzatilnost ni marketinška beseda. Predklinično delo je pokazalo, da se različne posledične signalne poti GH v jetrih različno odzivajo na pulzatilno v primerjavi z neprekinjeno izpostavljenostjo GH. Aktivacija STAT5b, prepisovanje IGF-1 in spolno specifično izražanje genov v jetrih vse sledijo obliki krivulje GH, ne le površini pod njo. Raziskovalci, ki preučujejo biologijo GH, zato pogosto dajejo prednost pulzatilnemu sekretagogu, kot je ipamorelin, pred neposredno infuzijo rhGH, kadar je cilj modelirati fiziološki GH namesto suprafiziološke izpostavljenosti (Jaffe et al., 1998).

Od GHRH neodvisna pot

Ipamorelin ne deluje prek receptorja GHRH. To je mehanistično pomembno, ker se GHRH in GHS-R1a stekata na isti skupini somatotrofov, vendar prek ločenih signalnih kaskad. V predkliničnem delu sočasno dajanje analoga GHRH s peptidom GHRP povzroči odziv GH, ki je večji od aritmetične vsote posameznih učinkovin, kar je pojav, ki so ga Bowers in sodelavci dokumentirali pri več vrstah. To je farmakološka utemeljitev za kombinacijo ipamorelina in CJC-1295, obravnavano pozneje.

Selektivnost za receptor: zakaj je GHS-R1a pomemben

Družina grelinskih receptorjev je bolj zapletena kot ena sama tarča. Za farmakologijo GHRP so pomembne vsaj tri molekularne entitete:

GHS-R1a je funkcionalni grelinski receptor, sklopljen z G-proteinom, ki je odgovoren za sproščanje GH, signalizacijo apetita in več osrednjih učinkov. To je predvidena tarča ipamorelina.
GHS-R1b je skrajšana različica alternativnega spajanja s petimi transmembranskimi domenami, ki se z G-proteini ne sklaplja na kanonični način. Njegova fiziološka vloga ostaja predmet razprav.
CD36 je receptor čistilec, ki v srčnem tkivu veže hexarelin in nekatere druge GHRP. Interakcija s CD36 je bila v modelih glodavcev povezana s kardiovaskularnimi učinki hexarelina, ki niso odvisni od GH.

Prednost ipamorelina v raziskovalni literaturi je, da je visoko selektiven za GHS-R1a. Objavljene vezavne študije kažejo, da ipamorelin pomembno ne deluje na CD36 in ne aktivira nevroendokrinih poti, ki spodbujajo sproščanje kortizola, ACTH ali prolaktina (Raun et al., 1998). Ta čisti selektivnostni profil je razlog, zakaj se ipamorelin pogosto izbere pred hexarelinom ali GHRP-6, kadar se raziskovalno vprašanje nanaša posebej na GH in ne na celotni spekter biologije grelinskega receptorja. Za neposredno primerjavo z manj selektivnim sorodnikom v razredu glejte naš vodnik po raziskavah hexarelina.

Farmakološki profil ipamorelina v primerjavi z drugimi GHRP

Spodnja tabela primerja ipamorelin s tremi drugimi GHRP, ki jih v raziskovalni literaturi pogosto navajajo. Vse vrednosti izhajajo iz predkliničnih objav.

Spojina	Selektivnost za GHS-R1a	Oblika pulza GH	Kortizol / ACTH	Prolaktin	Plazemski razpolovni čas
Ipamorelin	Visoka, čista	Pulzatilna, odvisna od hipofize	Brez pomembnega zvišanja	Brez pomembnega zvišanja	Približno 2 uri
GHRP-2	Visoka za GHS-R1a, vendar širše delovanje	Pulzatilna, večji vrh	Blago do zmerno zvišanje	Blago zvišanje	Približno 15 do 20 minut
GHRP-6	Zmerna, veže CD36	Pulzatilna, velik vrh	Merljivo zvišanje	Merljivo zvišanje	Približno 15 do 30 minut
Hexarelin	Močna za GHS-R1a in CD36	Pulzatilna, največji vrh	Pomembno zvišanje	Pomembno zvišanje	Približno 55 minut

Številke razpolovnega časa se nanašajo na zadrževanje v plazmi, ne na trajanje pulza GH. V praksi ena sama injekcija ipamorelina povzroči merljiv skok GH, ki doseže vrh 15 do 30 minut po dajanju in se do približno 120 minut vrne na izhodišče. Pulz GH je krajši od plazemskega razpolovnega časa, ker hipofiza svoje predoblikovane zaloge GH sprosti zgodaj in potrebuje čas za ponovno sintezo granul.

Ipamorelin z dodatkom CJC-1295: sinergija GHRH in GHRP

Najbolj obravnavano raziskovalno vprašanje o ipamorelinu je, ali ga kombinirati z analogom GHRH in, če da, s katerim. Farmakološka utemeljitev temelji na ločenih populacijah receptorjev, ki se stekajo na isti izločevalni izhod. Analog GHRH, kot je CJC-1295 (z DAC ali brez njega), zviša ciklični AMP v somatotrofih in jih pripravi na izločanje. GHRP, kot je ipamorelin, nato sproži s kalcijem posredovano eksocitozo pripravljenih granul. Kombinirani signal povzroči sproščanje GH, ki je večje od katere koli od učinkovin posamezno.

V raziskavah se uporabljata dve različici CJC-1295. Modificirani GRF(1-29), včasih imenovan CJC-1295 brez DAC, ima kratek razpolovni čas okoli 30 minut in se običajno soinjicira z ipamorelinom. CJC-1295 DAC nosi kompleks zdravilne afinitete (drug affinity complex), ki z reverzibilno vezavo albumina plazemski razpolovni čas podaljša na približno 6 do 8 dni, kar v ozadju ustvarja vzdrževan ton GHRH. Raziskovalci, ki preučujejo ločene pulze GH, pogosto dajejo prednost modificiranemu GRF(1-29) zaradi jasnejše časovne ločljivosti, tisti, ki preučujejo kronično zvišanje GH, pa uporabljajo CJC-1295 DAC. Za celotno farmakološko razčlenitev glejte naš vodnik po raziskavah CJC-1295 DAC.

Objavljena poročila o aditivnem do sinergijskem sproščanju GH ob kombinirani izpostavljenosti GHRH in GHRP so starejša od ipamorelina samega in izvirajo iz Bowersovega dela z zgodnejšimi GHRP v devetdesetih letih 20. stoletja. Poznejše študije so ta vzorec ponovile z ipamorelinom in CJC-1295 v modelih glodavcev in primatov. Praktični zaključek za laboratorij je, da kombinacija raziskovalcu omogoča, da v enem samem poskusu preveri obe veji uravnavanja GH.

Povzetek predkliničnih študij

Spodnja tabela povzema tri pogosto navajane študije o ipamorelinu. Vse so predklinično delo ali delo z zdravimi prostovoljci. Nobena ne podpira terapevtskih trditev.

Študija	Model	Ključna ugotovitev	Identifikator
Raun et al., 1998	In vitro podganja hipofiza ter in vivo prašiči in podgane	Prvi opis ipamorelina kot selektivnega sekretagoga GH. Dokazano sproščanje GH brez zvišanja ACTH, kortizola ali prolaktina.	PMID 9849822
Gobburu et al., 1999	Zdravi človeški prostovoljci, farmakokinetična študija	Opredelila je plazemsko kinetiko ipamorelina in odziv na odmerek za sproščanje GH. Poročala je o plazemskem razpolovnem času okoli 2 uri z odmerku sorazmerno izpostavljenostjo.	PMID 10027489
Beck et al., 2014	Pooperativni ileus, podganji model	Raziskovala je učinek ipamorelina na gastrointestinalno gibljivost v pooperativnem modelu glodavcev in preučevala prokinetično signalizacijo, posredovano prek grelinskega receptorja.	PMID 24448593

Anderson et al. (2001) je zgodnje delo razširil na prašiče in pokazal, da je ponavljajoče se dajanje ipamorelina podpiralo izločanje GH in premike telesne sestave v modelu rasti pri živini (PMID 11322503). Nass et al. (2008) je pri starejših odraslih preučeval peroralni mimetik grelina in tako zagotovil referenčni kontekst za farmakologijo grelinskega receptorja pri ljudeh, čeprav uporabljena spojina ni bila sam ipamorelin (PMID 18981485). Ghigo et al. (1997) je standardni pregledni članek o razredu GHRP kot celoti (PMID 9186261).

Farmakokinetika: absorpcija, porazdelitev, razpolovni čas

Ipamorelin se v predkliničnih študijah daje podkožno ali intramuskularno. Peroralna biološka uporabnost je slaba, ker peptid razgradijo gastrointestinalne proteaze. Po podkožni injekciji pri ljudeh koncentracija v plazmi doseže vrh v 15 do 30 minutah. Plazemski razpolovni čas je približno 2 uri, kar je dolgo za GHRP (GHRP-6 in hexarelin sta krajša), a kratko v primerjavi z analogi GHRH, ki nosijo komplekse zdravilne afinitete.

Odziv GH ne sledi ipamorelinu v plazmi linearno. Ko je pulz GH sproščen, somatotrofi vstopijo v refraktorno obdobje, v katerem naslednji dražljaj povzroči manjši odziv GH, dokler se predoblikovane granule GH ponovno ne sintetizirajo. To refraktorno vedenje je neločljivo povezano z mehanizmom pulzatilnega sproščanja GH in je standardni premislek pri razlagi farmakologije osi GH.

Refraktornost somatotrofov in farmakologija pulza

Farmakološka značilnost, pomembna za raziskave ipamorelina, je refraktornost somatotrofov. Ko je pulz GH sproščen, somatotrofi hipofize vstopijo v refraktorno obdobje, v katerem je odziv GH na naslednji dražljaj oslabljen, dokler se predoblikovane granule GH ponovno ne sintetizirajo. To refraktorno vedenje je neločljivo povezano z mehanizmom pulzatilnega sproščanja GH in je standardni premislek pri razlagi farmakologije osi GH v raziskovalnih modelih. Samo za raziskovalne namene. Ni namenjen uživanju pri ljudeh.

Shranjevanje in rekonstitucija za raziskave

Ipamorelin je dobavljen kot liofiliziran prah v zapečatenih steklenih vialah. Ob pravilnem ravnanju je suhi peptid stabilen dve do tri leta pri hladilnih temperaturah. Ob nepravilnem ravnanju v nekaj tednih izgubi učinkovitost.

Shranjevanje v liofilizirani obliki. Zapečatene viale hranite pri 2 do 8 stopinjah Celzija, zaščitene pred svetlobo in vlago. Shranjevanje v zamrzovalniku pri minus 20 stopinjah je sprejemljivo za dolgotrajno zalogo in podaljša stabilnost.
Topilo za rekonstitucijo. Bakteriostatska voda za injiciranje je standardno topilo za rekonstitucijo v raziskovalnem okolju, ker vsebnost benzilnega alkohola zavira rast mikrobov pri protokolih z večkratno uporabo.
Stabilnost po rekonstituciji. Po rekonstituciji raztopino hranite pri 2 do 8 stopinjah Celzija. Stabilnost v bakteriostatski vodi je običajno dva do štiri tedne, pri nekaterih predkliničnih poročilih pa se ob strogem nadzoru hladne verige podaljša na osem tednov.
Tehnika ravnanja. Topilo počasi injicirajte ob stekleno steno viale in ne neposredno na peptidno pogačo. Vrtinčite, ne stresajte. Izogibajte se ponavljajočemu se temperaturnemu nihanju.

Za podroben potek glejte naš vodnik po tehniki rekonstitucije in vodnik po shranjevanju peptidov.

Raziskovalni kontekst ipamorelina v endokrinih študijah

Za pulzatilnim sproščanjem GH se v živalskih modelih zviša IGF-1 in vključi celovita os GH-IGF-1. Ta posledična signalizacija je razlog, da se ipamorelin pojavlja v predklinični endokrinološki literaturi o receptorju GHS-R1a, pooperativnem ileusu in fiziologiji osi GH. Nič od tega ne podpira terapevtske trditve ali trditve o telesni sestavi pri ljudeh; CertaPeptides dobavlja ipamorelin izključno kot raziskovalni reagent.

Pogosto zastavljena vprašanja

Kakšen je razpolovni čas ipamorelina?

Objavljeno farmakokinetično delo poroča o plazemskem razpolovnem času približno 2 uri po podkožnem dajanju. Akutni pulz GH je krajši od plazemskega razpolovnega časa, ker somatotrofi po sprostitvi svojih predhodno shranjenih granul GH vstopijo v refraktorno stanje.

Ali je ipamorelin najvarnejši GHRP?

V objavah predkliničnih raziskav in raziskav z zdravimi prostovoljci ima ipamorelin najčistejši profil zunaj tarč med običajnimi GHRP, brez pomembnega zvišanja kortizola, ACTH ali prolaktina. V literaturi je opisan kot selektivni sekretagog GH. CertaPeptides ne navaja trditev o varnosti za uporabo pri ljudeh. Vsi izdelki so dobavljeni izključno za laboratorijske raziskovalne namene.

Kako hitro ipamorelin deluje v raziskovalnih modelih?

V živalskih in zgodnjih človeških študijah se GH v plazmi zviša v 15 do 30 minutah po podkožnem odmerku in se do približno 120 minut vrne na izhodišče. Posledične spremembe IGF-1 se odvijajo skozi dneve do tedne ponavljajočega se dajanja.

Ali ipamorelin povzroča lakoto kot grelin?

Ipamorelin se veže na isti receptor kot grelin (GHS-R1a), a ne povzroča zanesljivo močnega signala apetita, kot ga opažamo pri naravnem grelinu ali pri GHRP-6. Natančna molekularna podlaga te selektivnosti, vključno z morebitnim pristranskim agonizmom na GHS-R1a, ostaja dejavno raziskovalno področje.

Ali je mogoče ipamorelin kombinirati s CJC-1295?

Da. Peptida delujeta na ločena receptorja (receptor GHRH za CJC-1295, GHS-R1a za ipamorelin), njuno sočasno dajanje pa v predkliničnem delu povzroči aditivno do sinergijsko sproščanje GH. Ta kombinacija je najpogostejša kombinacija peptidov GH v raziskovalni literaturi. Za stran GHRH te kombinacije glejte naš vodnik po raziskavah CJC-1295 DAC.

Ali ipamorelin deluje brez CJC-1295?

Da. Ipamorelin sam prek aktivacije GHS-R1a povzroči merljiv pulz GH. Kombiniranje z analogom GHRH odziv okrepi, vendar ni potrebno za opažanje sproščanja GH v raziskovalnem modelu.

Po čem se ipamorelin razlikuje od GHRP-6?

Oba delujeta na GHS-R1a, vendar GHRP-6 aktivira tudi nevroendokrine poti, ki zvišajo kortizol in prolaktin, ter povzroči izrazit signal apetita. Ipamorelin v objavljenem delu teh učinkov zunaj tarč nima. GHRP-6 ima krajši plazemski razpolovni čas (približno 15 do 30 minut) v primerjavi z ipamorelinom (približno 2 uri).

Ali je ipamorelin SARM?

Ne. Selektivni modulatorji androgenih receptorjev (SARM) delujejo na androgeni receptor. Ipamorelin nima aktivnosti na androgenem receptorju. Je agonist grelinskega receptorja iz razreda peptidov, ki sproščajo rastni hormon.

Ali se čas pulza GH spreminja čez dan?

Endogeno izločanje GH doseže vrh med počasnovalovnim spanjem, zato je nočni pulz GH največji v dnevu. Odziv GH na sam ipamorelin je v predkliničnih modelih opažen neodvisno od časa dneva. Dnevna fiziologija GH je raziskovalni premislek pri zasnovi študije, ne pa lastnost spojine.

Kako se ipamorelin primerja s sermorelinom ali tesamorelinom?

Sermorelin in tesamorelin sta analoga GHRH, ki delujeta na receptor GHRH, ne na GHS-R1a. Ipamorelin je GHRP. V raziskavah ju je mogoče kombinirati, ker delujejo na različnih receptorjih. Za stran GHRH te primerjave glejte naš vodnik po raziskavah sermorelina in vodnik po raziskavah tesamorelina.

Skladnost in izjava o omejitvi za raziskovalno uporabo

Vse informacije v tem članku opisujejo predklinične in zgodnjefazne raziskave ipamorelina. Nič od navedenega ni zdravniški nasvet, terapevtska trditev ali priporočilo za uporabo pri ljudeh. CertaPeptides dobavlja ipamorelin in vse druge raziskovalne peptide kot liofilizirane laboratorijske reagente, označene samo za raziskovalno uporabo, v okviru romunskih in EU regulativnih okvirov. Raziskovalci so odgovorni za skladnost s svojo institucionalno etično komisijo, lokalnimi pravili za ravnanje s kemikalijami in vso veljavno nacionalno zakonodajo o zdravilih. Samo za raziskovalne namene. Ni namenjen uživanju pri ljudeh.

Literatura

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.

Samo za raziskovalne namene. Ni namenjen uživanju pri ljudeh.