Интраназальные пептиды: доставка, биодоступность и какие из них изучаются этим способом
Как работает интраназальный путь для пептидов: обонятельный и тройничный пути «из носа в мозг», почему пептидам трудно достичь мозга и какие исследовательские пептиды (Семакс, Селанк, DSIP) изучаются интраназально.
TL;DR: путь из носа в мозг на одном экране
Другими путями пептиды плохо достигают мозга: они плохо проходят через гематоэнцефалический барьер и быстро расщепляются пептидазами, и именно поэтому неинвазивная доставка в ЦНС является сложной задачей (PMID 25805003). Существуют два пути из носа в мозг: обонятельный путь (через решётчатую пластинку к обонятельной луковице) и тройничный путь (вдоль ветвей тройничного нерва к стволу мозга), причём оба в значительной степени обходят системный барьер (PMID 20420446, 22119441). Это отчасти прямая доставка в мозг, отчасти системная, а не на 100 процентов адресная доставка в мозг; её прямой транспорт в ЦНС имеет более быстрый внеклеточный и более медленный внутриклеточный компонент. Семакс и Селанк спроектированы под этот путь благодаря концевому фрагменту Pro-Gly-Pro, который устойчив к ферментативному расщеплению (PMID 14682258); DSIP изучается больше за счёт его собственной проницаемости через мембраны (PMID 3768731). Доказательство концепции на человеке и приматах: интраназальный инсулин в исследованиях когнитивных функций и биомаркеров у человека, а также окситоцин в данных по спинномозговой жидкости у макак, это рецептурные гормоны, которые мы не продаём (PMID 21911655, 25133536).
Интраназальный путь постоянно всплывает в исследованиях пептидов по простой причине: это один из немногих неинвазивных способов доставить крупную и хрупкую молекулу близко к мозгу. В этой статье объясняется, как этот путь работает на самом деле, какая доля действительно достигает ЦНС, что делает пептид подходящим для него и какие исследовательские пептиды изучаются этим способом. Это разъяснение о доставке и механизмах исключительно в контексте лабораторных исследований. Она не содержит доз, концентраций для назального спрея и протоколов применения, а такие состояния, как инсульт или тревога, упоминаются лишь для того, чтобы описать, что именно исследовали опубликованные работы.
Нейропротекторные и ноотропные пептиды
Почему пептидам трудно достичь мозга
Пептиды плохо проходят через гематоэнцефалический барьер и быстро расщепляются пептидазами (PMID 25805003), а также плохо всасываются при приёме внутрь. При проглатывании большая часть пептида разрушается в кишечнике и печени ещё до того, как попадёт в кровоток; при инъекции он всё равно сталкивается с барьером, который не пропускает большинство крупных молекул в мозг. Именно эта фармакокинетическая стена объясняет, почему исследователи ищут альтернативные пути для пептидов, направленных в ЦНС, и почему нос привлёк столько внимания.
Два пути из носа в мозг
Обонятельный и тройничный транспорт (PMID 20420446, 22119441)
Из носовой полости в мозг ведут два анатомических пути. Обонятельный путь переносит вещество через обонятельный эпителий на своде носа, сквозь и вокруг обонятельных сенсорных нейронов через решётчатую пластинку, к обонятельной луковице. Тройничный путь переносит его вдоль ветвей тройничного нерва к стволу мозга. Исследование с низкомолекулярным трассером показало, что тройничный путь доставляет вещество в ЦНС, в значительной степени обходя гематоэнцефалический барьер, а всеобъемлющий обзор установил оба пути в качестве механизма, посредством которого интраназально применённые биопрепараты достигают мозга, не пересекая системный барьер.
Транспорт по этим путям представляет собой сочетание более быстрого внеклеточного компонента (объёмный поток и параклеточное движение вдоль периневральных пространств) и более медленного внутриклеточного аксонального компонента (PMID 20420446, 22119441). Внеклеточный компонент является более быстрым путём, по которому интраназально применённые агенты могут достигать внеклеточных и периваскулярных пространств ЦНС, хотя точное время зависит от молекулы и конкретного исследования.
Сколько на самом деле достигает мозга?
Здесь важна честность. Интраназальная доставка не является волшебной прямой линией: часть любой назальной дозы также всасывается через сосудистую слизистую оболочку носа в кровоток, поэтому эффект отчасти является прямым для ЦНС, а отчасти системным. Прямая мозговая фракция реальна и измерима, но это не вся доза. Иногда на страницах продавцов для конкретных исследовательских пептидов приводят очень точные проценты биодоступности; некоторые из этих цифр невозможно проследить до первичной литературы, поэтому корректный способ описать этот путь - качественный: лучше, чем пероральный, для мишени в ЦНС, отчасти прямой для ЦНС и отчасти системный, а также быстрый для внеклеточного компонента.
Что делает пептид готовым к интраназальному применению: дизайн Pro-Gly-Pro
Чтобы пептид пережил прохождение через слизистую оболочку носа и достиг мозга, он должен быть устойчив к пептидазам, которые в противном случае его расщепят. Здесь и вступает в игру принцип «глипролинового» дизайна. Группа Ашмарина разработала стабильные регуляторные олигопептиды, у которых C-концевой фрагмент Pro-Gly-Pro (PGP) придаёт выраженную устойчивость к ферментативному расщеплению (PMID 14682258), и этот класс демонстрирует характерное распределение в тканях после различных путей введения (PMID 18695718).
Именно такая химия лежит в основе двух самых известных интраназальных исследовательских пептидов. Семакс - это гептапептид Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (ядро ACTH(4-7), функциональный аналог ACTH(4-10), плюс концевой фрагмент Pro-Gly-Pro), а Селанк - это Thr-Lys-Pro-Arg-Pro-Gly-Pro (иммунный пептид тафтсин плюс тот же концевой фрагмент). Концевой участок, содержащий пролин, повышает устойчивость к ферментативному расщеплению, замедляя распад исходного гептапептида достаточно для всасывания через слизистую.
Семакс: структура и интраназальные исследования
Семакс - это синтетический аналог меланокортинового фрагмента ACTH(4-10). У крыс он специфически связывается в ткани мозга и повышает BDNF (PMID 16635254), а также усиливает экспрессию BDNF и его рецептора trkB в гиппокампе (PMID 16996037). Его эффекты в моделях заболеваний выходят за рамки одного пути: в модели фокальной церебральной ишемии у крыс он широко изменял экспрессию генов иммунной и сосудистой систем (PMID 24661604), а также модулировал гены иммунного ответа при ишемическом повреждении мозга (PMID 28255762). Семакс также клинически оценивался у пациентов с ишемическим инсультом в России с сообщённой пользой (PMID 29798983), но это русскоязычный клинический отчёт, который следует читать как региональное, методологически ограниченное свидетельство, а не как одобренную в ЕС эффективность.
Ноотроп на основе АКТГ. Повышает уровень BDNF, улучшает концентрацию, память и ясность мышления. Широко применяется в российской клинической практике.
Селанк: структура и интраназальные исследования
Селанк - это синтетический аналог иммунного пептида тафтсина, изучаемый на предмет анксиолитических и иммуномодулирующих эффектов. Он клинически оценивался при генерализованном тревожном расстройстве и неврастении с сообщённой анксиолитической эффективностью (PMID 18454096), опять же это русскоязычное исследование более старого, небольшого по масштабу дизайна, которое следует рассматривать как исследовательское, а не установленное. Как и Семакс, он стабилизирован концевым фрагментом Pro-Gly-Pro, поэтому эти два пептида и являются архетипическими интраназальными исследовательскими пептидами.
Синтетический аналог тафтсина с анксиолитическими, ноотропными и иммуномодулирующими свойствами. Разработан в Российской академии наук.
Исследования ноотропного действия и нейропротекции
Исследования анксиолитического действия и модуляции стресса
Совместные когнитивные и аффективные исследования
DSIP: кандидат иного рода
DSIP (пептид, вызывающий дельта-сон), названный так за ранее сообщённую связь со сном, стоит особняком. Это природный нонапептид, а не дизайнерский пептид, стабилизированный Pro-Gly-Pro. Его наиболее хорошо охарактеризованное свойство - физико-химическое: в исследовании на собаках он проникал в спинномозговую жидкость как небольшой, относительно проницаемый через мембраны пептид (PMID 3768731), а конформационные исследования в растворе описывают его как проницаемый через мембраны пептид, взаимодействующий с липидными мембранами (PMID 8312250). Его точная рецепторная мишень и даже его эндогенная роль остаются плохо определёнными, а данные по человеку скудны и стары, поэтому он находится на самом слабом уровне доказательств среди приведённых здесь пептидов. Его изучают больше за собственную проницаемость через мембраны, чем за спроектированное преимущество в интраназальной доставке.
DSIP (Delta Sleep-Inducing Peptide), нонапептид, выделенный в 1977 году. Исследовательский материал по регуляции сна, оси HPA и стресса. Лиофилизированный порошок исследовательского качества, только для лабораторного применения.
Доказательство концепции на человеке и приматах: инсулин и окситоцин
Самые сильные доказательства того, что путь из носа в мозг реален, исходят от двух пептидов, которые мы не продаём и которые используются здесь только как научный контекст. Интраназальный инсулин улучшал вербальную память и модулировал бета-амилоид на ранней стадии болезни Альцгеймера (PMID 17942819), с дозозависимыми эффектами на память и амилоид-бета в плазме, которые различались в зависимости от статуса APOE-e4, что является честным напоминанием о том, что польза не была однородной (PMID 18430999). Рандомизированное пилотное исследование показало, что интраназальный инсулин улучшал когнитивные функции при болезни Альцгеймера и амнестическом умеренном когнитивном нарушении (PMID 21911655), а обзор обобщил как доказательства, так и их ограничения по дозированию и воспроизводимости (PMID 23719722). Отдельно интраназальный окситоцин повышал концентрации окситоцина в спинномозговой жидкости макак, что является прямым доказательством на приматах того, что интраназально применённый нейропептид достигает центрального компартмента (PMID 25133536), и он стал устоявшейся исследовательской парадигмой в нейропсихиатрических исследованиях на человеке (PMID 37837804). Это рецептурные гормоны, а не продукты, но они подтверждают, что этот путь обеспечивает доставку в ЦНС.
Доклинические данные против человека: честный взгляд
Каков статус доказательств
Сам путь хорошо подтверждён: контролируемые исследования на человеке показывают функциональные эффекты интраназального инсулина на ЦНС, а данные по макакам прямо показывают повышение окситоцина в спинномозговой жидкости. Для исследовательских пептидов, которые мы держим в ассортименте, картина скромнее: у Семакса есть солидные доклинические данные о механизме плюс российские клинические отчёты об инсульте; клинические данные по Селанку - это в основном более старые российские исследования тревоги; механизм и данные по человеку для DSIP самые слабые. Ни Семакс, ни Селанк, ни DSIP не одобрены EMA или FDA (Семакс и Селанк являются одобренными фармацевтическими препаратами в России, но не в ЕС или США). Всё изложенное здесь - это исследовательский контекст, а не доказательство того, что эти продукты лечат какое-либо состояние.
Исследовательский контекст и обращение
Семакс, Селанк и DSIP поставляются только для лабораторных исследований и не предназначены для потребления человеком. В этой статье намеренно не приводятся ни дозы, ни концентрации для назального спрея, ни цифры протоколов. Что касается обращения, следуйте документации производителя для конкретного продукта и проверяйте подлинность и чистоту по партийному стороннему Сертификату Анализа. Более подробную информацию по конкретным соединениям смотрите в обзоре Семакса и Селанка и в исследовательском руководстве по DSIP.
Часто задаваемые вопросы
Эта статья предназначена только для исследовательских и образовательных целей. Пути доставки и результаты исследований описаны для научного контекста; состояния упоминаются только для описания того, что исследовали опубликованные работы. Ничто здесь не является медицинской рекомендацией, заявлением о пользе для здоровья, руководством по дозированию или рекомендацией к применению. Все упомянутые соединения продаются исключительно для лабораторных исследований.
Исследования в России и СНГ
Для русскоязычных исследователей в России и странах СНГ приобретение исследовательских пептидов из ЕС сопряжено с международной таможенной логистикой.
- Регулирующий орган
- Росздравнадзор (Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения) в РФ; в странах СНГ соответствующие национальные службы (Минздрав РК, ГП «Государственный экспертный центр Минздрава Украины» и т.д.)
- Налоги и пошлины
- Стоимость не включает российский НДС 20% и возможные таможенные пошлины при ввозе; они оплачиваются получателем
- Сроки доставки
- 7 - 14 рабочих дней международной доставкой; время прохождения таможни зависит от региона
Пептиды для исследовательских целей не регулируются как лекарственные средства по Федеральному закону № 61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств» при условии, что не делаются терапевтические заявления конечному потребителю и продажа ограничена лабораторным применением. Росздравнадзор сосредотачивает надзор главным образом на сером рынке аналогов GLP-1 для снижения веса, а не на малых объёмах продаж между лабораториями исключительно для научных целей. Каждая партия идентифицируется нашей цветовой системой вместо серийных номеров; сертификат анализа (CoA) производителя предоставляется по запросу и сопровождает таможенные запросы. Получатель отвечает за корректное оформление международной посылки на таможне.