Гормон росту чи пептиди-секретагоги: у чому насправді різниця

Молекулярна маса рекомбінантного соматропіну — близько 22 125 дальтонів, 191 амінокислотний залишок. Молекулярна маса іпамореліну — 711,9 дальтона, п'ять залишків. Різниця в тридцять один раз за масою і майже в сорок разів за довжиною ланцюга — це не деталь синтезу. Це дві інженерні відповіді на одне питання: що робити, коли в системі потрібно більше гормону росту.

Перший шлях — ввести готовий гормон ззовні. Другий — надіслати гіпофізу сигнал, щоб той викинув власний. Усі назви з цього кластера запитів — серморелін, CJC-1295, тезаморелін, Mod GRF 1-29 (модифікований фрагмент GRF(1-29)), іпаморелін, GHRP-6 — належать до другого шляху. Жодна не є гормоном росту й не стане ним після розведення.

Межа, без якої решта тексту читається неправильно. Polar Peptides постачає ці сполуки як ліофілізовані реактиви для лабораторних досліджень: CJC-1295 у флаконі — це реагент, а не лікарський засіб і не рекомендація. Далі — хімія, фармакокінетика й числа з опублікованих робіт, а не опис того, що станеться з людиною.

Соматропін: 191 амінокислота, яку навчилися робити бактерії

У 1985 році Національні інститути здоров'я США зупинили розповсюдження гормону росту. Доти єдиним джерелом були гіпофізи померлих: із 1963 по 1985 рік їх переробляла Національна програма гормонів гіпофіза, і препарат отримали близько 7700 пацієнтів. Згодом серед них нарахували 36 випадків хвороби Кройцфельдта-Якоба — пріонної інфекції, яка йшла разом із гормоном. Жоден із цих 36 не починав лікування після 1977 року: саме тоді до очищення додали новий етап.

18 жовтня 1985 року FDA схвалила Protropin — перший рекомбінантний препарат гормону росту й узагалі перший біотехнологічний препарат, який виробляла та продавала біотехнологічна компанія. Непатентована назва тієї молекули — соматрем, залишків у ній було 192: бактеріальний синтез лишав на N-кінці стартовий метіонін, якого в людському білку немає. Наступне покоління зайву ланку прибрало. Сучасний соматропін — рівно 191 залишок, послідовність ідентична гіпофізарному людському GH, продуцент — Escherichia coli. Не аналог, не фрагмент, не міметик. Копія.

Фармакокінетика в етикетці Genotropin виглядає так: після внутрішньовенного введення середній термінальний період напіврозпаду 0,4 години, після підшкірного — 3,0 години, біодоступність підшкірної ін'єкції близько 80%, час до максимальної концентрації 5,9 години. Різниця не в метаболізмі, а в повільному всмоктуванні з підшкірного депо. Криву малюють доза й швидкість всмоктування; гіпофіз у ній не бере участі.

Сам гормон майже нічого не робить безпосередньо. Він сідає на рецептори хондроцитів, остеобластів, міоцитів, гепатоцитів і адипоцитів, а значна частина наслідків реалізується через IGF-1, який тканини виробляють у відповідь. Це формулювання взяте з розділу «Механізм дії» етикетки тезамореліну: обидва шляхи впираються в один посередник. Розходяться вони раніше — на рівні того, хто вирішує, скільки GH вийде.

Дрібниця, яка постійно псує порівняння: соматропін дозують у міжнародних одиницях, пептиди — у міліграмах. Міжнародна одиниця тут прив'язана до фізичного еталона. Другий міжнародний стандарт ВООЗ на соматропін має код 98/574, його затвердили у 2001 році на заміну стандарту 88/624, і питома активність у ньому — 3,0 МО на міліграм. Один міліграм — три одиниці, і число однакове для будь-якого бренду: всі виробники калібрують аналізи по тій самій ампулі. У секретагогів еталона з приписаною активністю немає, тому перерахувати міліграми сермореліну в МО неможливо.

Секретагог: коротка молекула, яка натискає на кнопку

Секретагог не заміщає гормон, а змушує клітину його виділити. Категорія розкладається на дві родини, і поділ проходить не за назвою чи ціною, а за рецептором.

Аналоги GHRH. Мішень — рецептор соматоліберину GHRH-R, представник класу B рецепторів, спряжених із G-білком. Сигнал іде через Gs, аденілатциклазу й циклічний АМФ. Серморелін — це GRF(1-29), найкоротший фрагмент GHRH із повною активністю. Mod GRF 1-29 — той самий фрагмент із чотирма замінами (D-Ala2, Gln8, Ala15, Leu27), що прикривають місце розрізання ферментом DPP-4. CJC-1295 з DAC — той самий тетразамінений каркас плюс малеїмідний якір, який ковалентно чіпляється до цистеїну-34 сироваткового альбуміну. Тезаморелін — довша конструкція, GHRH(1-44) із trans-3-гексеноїльною групою на N-кінці.

GHRP та іпаморелін. Мішень інша — GHS-R1a, спряжений із Gq/11: каскад іде через фосфоліпазу C, інозитолтрифосфат і вивільнення кальцію з внутрішньоклітинних депо. Цей рецептор клонували в 1996 році (Говард зі співавторами, Science, 273: 974–977), і природного ліганда на той момент ніхто не знав: рецептор знайшли за синтетичними сполуками, які вміли викидати GH. Ліганд описали через три роки: у грудні 1999-го Кодзіма зі співавторами опублікували в Nature (402: 656–660) грелін, пептид із 28 залишків, у якого серин у третій позиції несе октаноїльну групу; без цієї жирної модифікації активності немає. Виділили його зі шлунка. Звідси й побутова назва GHS-R1a — греліновий рецептор.

GHRP-6 — гексапептид His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2 масою 872,44 дальтона. Іпаморелін — пентапептид Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2 масою 711,9. Обидва сидять на одному рецепторі, але поводяться по-різному.

Чому дві родини кладуть в один флакон

У 1990 році Бауерс зі співавторами опублікували в Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism (70(4): 975–982) роботу на здорових чоловіках: субмаксимальні дози GHRP і GHRH, введені разом, стимулювали викид GH синергічно — більше, ніж сума окремих ефектів. Автори виснували, що дві речовини діють незалежно одна від одної.

Механістично це очікувано. Один рецептор піднімає циклічний АМФ, другий — внутрішньоклітинний кальцій, і два посередники сходяться на спільному кроці: злитті секреторної гранули з мембраною. Описують і другий внесок GHRP — часткове послаблення гальма соматостатину, хоча ці дані менш однозначні, ніж сам факт синергії.

Тому категорія комбінованих флаконів існує не з маркетингових міркувань: іпаморелін і аналог GHRH тиснуть на різні кнопки однієї клітини. Це найнадійніше відтворений результат у напрямі.

Форму кривої задає час життя молекули, а не родина

Підшкірний соматропін дає широку пологу криву: максимум через 5,9 години, спад із періодом 3,0 години. Форму малює швидкість всмоктування з депо, і гіпофіз до неї не причетний.

Короткоживучий секретагог дає протилежне. У першому опублікованому дослідженні фармакокінетики іпамореліну на людях (Гоббуру зі співавторами, Pharmaceutical Research, 1999, 16: 1412–1416) сорок здорових чоловіків отримали 15-хвилинну внутрішньовенну інфузію в одній із п'яти доз — від 4,21 до 140,45 нмоль/кг. Картина в усіх дозах однакова: один епізод викиду GH із піком на 0,67 години й експоненційним спадом до нуля; період напіврозпаду пептиду — 2 години. Ключове слово «один»: доза зросла в тридцять три рази, а епізод залишився один. Серморелін працює так само різко — пік відповіді приблизно на 30-й хвилині, уся відповідь укладається в 2–3 години.

А тепер те, що ламає зручне протиставлення «імпульс проти плато» на рівні категорії. Усередині самої родини аналогів GHRH форма кривої різна, і залежить вона від часу життя молекули, а не від рецептора. Йонеску й Фроман (JCEM, 2006, 91: 4792–4797) брали кров у здорових чоловіків 20–40 років кожні 20 хвилин упродовж 12 нічних годин — до ін'єкції CJC-1295 з DAC і через тиждень після неї. Ані частота, ані амплітуда імпульсів не змінилися. Натомість базовий рівень між піками зріс приблизно в 7,5 раза, середній GH — на 46%, IGF-1 — на 45%. Піки лишилися на місці, піднялася підлога під ними.

Тобто конструкція з якорем до альбуміну імпульсність свідомо втрачає: вона тримає рівне тло кілька діб. Дві молекули на одному рецепторі дають різні форми кривої винятково тому, що одна зникає за хвилини, а друга подорожує пасажиром альбуміну. Називати через це всю категорію «імпульсною» неточно — імпульс дають короткоживучі представники: серморелін, іпаморелін, GHRP-6.

Чи важлива форма кривої сама по собі — питання, на яке чесної відповіді поки немає. Прямого порівняння секретагога й соматропіну за кінцевими показниками в одному протоколі ніхто не проводив. Тож коли в описі товару пишуть, що стимуляція «безпечніша за замісну терапію», це припущення з механізму, а не результат випробування.

Над усім цим стоїть зворотний зв'язок. Берман зі співавторами (Journal of Clinical Investigation, 1994, 94: 138–145) вводили здоровим добровольцям рекомбінантний IGF-1; амплітуду й частоту піків із тієї роботи ми вже розбирали в окремому матеріалі про CJC-1295, тому візьмемо одне число. Відповідь GH на введений ззовні GHRH впала на 82%: та сама доза аналога GHRH на тлі високого IGF-1 дає приблизно вп'ятеро менший викид. Автори пояснюють це стимуляцією гіпоталамічного соматостатину.

Що з цього класу дійшло до реєстрації

Секретагоги часто описують як клас без жодного схваленого представника. Це не так: схвалених щонайменше три, просто показання в них різні.

Серморелін. Під назвою Geref існували дві окремі реєстрації, обидві в EMD Serono. GEREF Diagnostic — 0,05 мг основи в ампулі; показання сформульоване як оцінка здатності соматотрофів гіпофіза секретувати гормон росту. Процедура теж діагностична: одна внутрішньовенна ін'єкція вранці натще, забір крові перед введенням і далі на 15, 30, 45 та 60 хвилинах. Друга реєстрація — GEREF injection, 0,5 і 1,0 мг основи у флаконі, NDA 20-443, схвалено 26 вересня 1997 року; це вже не діагностика, а лікування ідіопатичного дефіциту гормону росту в дітей із затримкою росту, 30 мкг/кг підшкірно щовечора. Обидві форми зникли з ринку у 2008 році, коли виробник припинив випуск, а у 2013-му FDA зафіксувала окремим документом: зняття з продажу не було пов'язане ні з безпекою, ні з ефективністю. Причина комерційна.

Макіморелін. 20 грудня 2017 року FDA схвалила Macrilen — агоніст того самого GHS-R1a, що й у GHRP, але в пероральній формі й для діагностики дефіциту гормону росту в дорослих. Проба така: пацієнт випиває розчин, далі беруть чотири зразки крові протягом дев'яноста хвилин. Тобто до реєстрації дійшла не лише родина GHRH: греліновий рецептор теж має схвалений ліганд.

Тезаморелін. Аналог GHRH(1-44), схвалений FDA 10 листопада 2010 року під назвою EGRIFTA для зменшення надлишкового вісцерального жиру при ВІЛ-асоційованій ліподистрофії; реєстраційну програму з двох 26-тижневих досліджень третьої фази ми розбирали окремо. Тут важлива одна річ. Тезаморелін — єдиний секретагог, ефект якого виміряли у третій фазі на твердій кінцевій точці складу тіла в дорослих. Первинним показником був відсоток зміни вісцеральної жирової тканини за комп'ютерною томографією на рівні хребців L4–L5; різниця з плацебо на 26-му тижні склала −19,6% в одному дослідженні та −11,7% у другому. Стимуляція власного гіпофіза дала вимірюваний ефект, а не зсув лабораторного показника.

Стеля відповіді: головна практична різниця

Показання GEREF Diagnostic — найкоротше формулювання того, чим секретагог відрізняється від гормону. Якщо ввести аналог GHRH і виміряти, скільки GH вийшло, ви виміряли не силу препарату, а спроможність гіпофіза. Це і є стеля відповіді. Серморелін не додає в систему жодної молекули гормону росту — він лише запитує, скільки її там є. Плазмовий період напіврозпаду в тій самій анотації — 11–12 хвилин, однаково після внутрішньовенного й підшкірного введення, кліренс 2,4–2,8 л/хв. А відповідь триває 2–3 години: молекули вже немає, гіпофіз ще працює.

Найчистіша ілюстрація — родини з міста Ітабаїнінья на північному сході Бразилії. У них гомозиготна мутація сайту сплайсингу в гені рецептора GHRH (c.57+1G>A). Хаяшида зі співавторами (European Journal of Endocrinology, 2000, 142: 557–563) описали 21 гомозиготну особу: зріст −7,35 стандартного відхилення проти −1,84 у гетерозиготних носіїв, низький GH, часто невизначальний IGF-1. Рецептора, до якого міг би приєднатися серморелін, у них фактично немає, і жодна доза цього не обійде. Двоє дітей із когорти отримували зовнішній гормон росту протягом року й росли нормально: один шлях заблоковано на рівні рецептора, другий гіпофіза не потребує.

Але уявляти стелю низькою теж помилка. В етикетці EGRIFTA написано, що серед пацієнтів, які отримували тезаморелін 26 тижнів, у 47% рівень IGF-1 перевищив +2 стандартні відхилення, а в 36% — +3; за 52 тижні ці частки становили 34% і 23%. Стимуляція власного гіпофіза цілком здатна вивести IGF-1 за межі норми — настільки, що документ радить розглянути припинення при стійких значеннях понад +3 SDS. Інші гормони гіпофіза при цьому клінічно значуще не змінювалися.

Різниця зводиться до одного речення. Секретагог не підніме GH вище за те, що здатен видати гіпофіз у цю хвилину й за цього рівня соматостатину та IGF-1. У соматропіну обмежувача немає: концентрація в плазмі — це доза, помножена на біодоступність і поділена на кліренс. Наслідок дзеркальний: зовнішній гормон через IGF-1 приглушує власну вісь, секретагог працює всередині неї.

Родина, рецептор і час життя: таблиця для навігації

Усі перелічені сполуки лежать в одній категорії — пептиди напряму гормону росту. Числа в третьому стовпці виміряні: реєстраційні документи або рецензовані публікації. Де числа немає, так і написано.

Сполука	Родина та рецептор	Період напіврозпаду	Джерело числа
Серморелін (GRF 1-29)	аналог GHRH, GHRH-R	11–12 хв, внутрішньовенно й підшкірно	анотація Geref
Mod GRF 1-29 (CJC-1295 без DAC)	аналог GHRH, GHRH-R	опублікованої фармакокінетики на людях немає; «близько 30 хв» у каталогах — без первинного джерела	—
CJC-1295 з DAC	аналог GHRH плюс якір до альбуміну	5,8–8,1 доби	Тайхман, JCEM, 2006, 91: 799–805
Тезаморелін	аналог GHRH(1-44), GHRH-R	11 хв, підшкірно	етикетка EGRIFTA WR, FDA
Іпаморелін	селективний агоніст GHS-R1a	близько 2 год	Гоббуру, Pharm Res, 1999, 16: 1412–1416
GHRP-6	GHRP, GHS-R1a	7,6 хв розподіл, 2,5 год елімінація	Кабралес, Eur J Pharm Sci, 2013, 48: 40–46
Соматропін	не секретагог — сам гормон росту	0,4 год внутрішньовенно, 3,0 год підшкірно	етикетка Genotropin, FDA

Із таблиці видно те, чого не видно з назв. Усередині однієї родини, на одному рецепторі й з тим самим каскадом розкид часу життя — приблизно в тисячу разів: 11–12 хвилин у сермореліну проти 5,8–8,1 доби у CJC-1295 з DAC. А в найнижчому рядку — молекула, яка грає в іншу гру.

Питання, які ставлять найчастіше

Чи можна назвати секретагог «пептидним гормоном росту»?

Ні, і це не термінологічна прискіпливість. Соматропін — 191 залишок і 22 125 дальтонів, повна копія людського GH. У сермореліну 29 залишків, в іпамореліну п'ять. Секретагог не містить жодної молекули гормону росту; він містить сигнал, адресований гіпофізу. Різницю видно й у самому експерименті: після соматропіну крива GH у плазмі повторює фармакокінетику ін'єкції, після короткоживучого секретагога це самообмежений викид власного гормону, який згасає, щойно клітині нема чого віддати.

Чому CJC-1295 з DAC живе кілька діб, а серморелін — кілька хвилин?

Серморелін — це голий фрагмент GRF(1-29): його зрізає DPP-4 і фільтрують нирки, звідси 11–12 хвилин за анотацією Geref. У CJC-1295 з DAC чотири заміни закривають місце розрізання, а малеїмідний якір ковалентно приєднує молекулу до цистеїну-34 альбуміну, і далі пептид подорожує пасажиром великого білка. Тайхман зі співавторами (JCEM, 2006, 91: 799–805) оцінили період напіврозпаду в 5,8–8,1 доби; там же середній GH тримався підвищеним у 2–10 разів шість і більше днів, а IGF-1 у 1,5–3 рази протягом 9–11 днів. Це не градація якості, а різні інженерні задачі.

Чи є серед секретагогів схвалені лікарські засоби?

Так, щонайменше три. Серморелін мав дві реєстрації FDA під назвою Geref: діагностичну форму 0,05 мг основи в ампулі та лікувальну форму 0,5 і 1,0 мг у флаконі за NDA 20-443 від 26 вересня 1997 року для дітей із затримкою росту; обидві зняли з ринку у 2008 році з комерційних причин, що FDA підтвердила окремим документом у 2013-му. Макіморелін схвалено 20 грудня 2017 року як пероральну діагностичну пробу на дефіцит GH у дорослих. Тезаморелін схвалено 10 листопада 2010 року, і він досі на ринку. CJC-1295, Mod GRF 1-29, іпаморелін і GHRP-6 реєстрації не мають ніде.

Що означає «стеля відповіді» на практиці експерименту?

Що результат стимуляції залежить від стану моделі не менше, ніж від сполуки. Та сама доза аналога GHRH на тлі підвищеного IGF-1 дає на 82% менший викид GH — це виміряне число з роботи Бермана 1994 року. І крива доза-відповідь у секретагогів насичується: у дослідженні іпамореліну тридцятитриразовий діапазон доз дав один і той самий одиничний епізод викиду. Тому порівнювати секретагоги «за міліграмами», не фіксуючи вихідний IGF-1 і стан моделі, означає збирати числа, які не відтворяться в наступній серії.

Навіщо поєднувати аналог GHRH і GHRP в одному розчині?

Бо це два рецептори й два різні внутрішньоклітинні каскади, які сходяться на одному кроці. Бауерс зі співавторами показали ще в 1990 році, що субмаксимальні дози, введені разом, дають більше, ніж їхня сума. Практична деталь: арифметика розведення рахується окремо для кожного компонента. Флакон із маркуванням «CJC-1295 2 мг + іпаморелін 2 мг», розчинений у 2 мл бактеріостатичної води, дає 1 мг/мл кожної сполуки, а не 2 мг/мл суміші. І сертифікат аналізу має покривати обидві молекули, а не одну.

Чи можна перерахувати міліграми секретагога в міжнародні одиниці?

Ні. Міжнародна одиниця — це одиниця біологічної активності, прив'язана до конкретного еталонного препарату. Для соматропіну другий міжнародний стандарт ВООЗ 98/574 задає 3,0 МО на міліграм, і саме тому перерахунок «мг у МО» для гормону росту має сенс. Для сермореліну, CJC-1295 чи іпамореліну такого еталона не існує: їхній ефект вимірюється викидом GH у конкретній моделі й від цієї моделі залежить. У каталозі реактивів осмислені зовсім інші числа — чистий вміст пептиду, чистота за HPLC і підтверджена мас-спектрометрією маса.

Матеріал має інформаційний характер. Усі продукти Polar Peptides призначені виключно для лабораторних досліджень і не для споживання людиною, медичного чи діагностичного застосування.