PT-141 10 mg

One-Peptides PT-141 10 mg – odczynnik badawczy klasy RUO

PT-141, znany również pod nazwą bremelanotyd, to syntetyczny cykliczny heptapeptyd o numerze CAS 189691-06-3, oferowany przez One-Peptides w formie 10 mg liofilizowanego proszku przeznaczonego wyłącznie do zastosowań badawczych (Research Use Only, RUO). Niniejszy produkt nie jest lekiem, suplementem diety ani substancją dopuszczoną do jakiegokolwiek zastosowania poza środowiskiem laboratoryjnym. Klasyfikacja ta jest zgodna z art. 3a ustawy Prawo farmaceutyczne oraz regulacjami Głównego Inspektoratu Sanitarnego.

Geneza PT-141 sięga badań prowadzonych na University of Arizona w latach 90. XX wieku przez zespół kierowany przez Victora Hruby’ego i Mac Hadleya. Cząsteczka ta powstała jako metabolit i pochodna Melanotanu II (MT-II) — syntetycznego analogu alfa-MSH (alfa-melanocytostymulującego hormonu). Podczas badań nad MT-II na modelach zwierzęcych zaobserwowano nieoczekiwane efekty na zachowania seksualne u gryzoni, co skierowało uwagę badaczy na centralnie działające agoniści receptorów melanokortynowych jako narzędzia do badania neuroendokrynnych szlaków regulujących te zachowania.

Opis ogólny

W praktyce laboratoryjnej ten odczynnik często porównuje się z OXYTOCIN 10 mg oraz KISSPEPTIN-10 5 mg, aby ocenić różnice profilu działania w spójnych protokołach badawczych.

PT-141 należy do grupy syntetycznych peptydów melanokortynowych — klasy cząsteczek naśladujących działanie endogennych hormonów melanokortynowych (alfa-MSH, beta-MSH, gamma-MSH, ACTH) poprzez aktywację receptorów melanokortynowych (MC1R–MC5R). Zainteresowanie nauki tą konkretną cząsteczką wynika z jej unikatowego profilu selektywności receptorowej — PT-141 wykazuje preferencyjne powinowactwo do receptorów MC3R i MC4R z minimalną aktywnością na MC1R, co odróżnia go od wcześniejszych agonistów melanokortynowych o szerokim profilu receptorowym.

W przeciwieństwie do wielu peptydów melanokortynowych, PT-141 nie zawiera modyfikacji w postaci C-terminalnej amidacji pełnosekwencyjnej — zamiast tego posiada wolną grupę karboksylową na C-końcu (struktura -OH), co wpływa na jego profil farmakokinetyczny i selektywność receptorową. Ten strukturalny detal stanowi istotny przedmiot badań w kontekście relacji struktura-aktywność (SAR) peptydów melanokortynowych.

Czym jest PT-141 (bremelanotyd)?

PT-141 to syntetyczny cykliczny heptapeptyd o sekwencji: Ac-Nle-cyklo[Asp-His-D-Phe-Arg-Trp-Lys]-OH, w którym cykliczna część cząsteczki tworzona jest przez wiązanie laktamowe między łańcuchem bocznym kwasu asparaginowego (Asp) a łańcuchem bocznym lizyny (Lys).

Wzór sumaryczny: C50H68N14O10

Masa cząsteczkowa: 1025,18 g/mol

Numer CAS: 189691-06-3

Pod względem klasyfikacji biochemicznej PT-141 jest agonistą receptorów melanokortynowych — białek z nadrodziny receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR). Cząsteczka ta zawiera kilka niestandardowych modyfikacji względem naturalnych sekwencji peptydowych:

• Nle (norleucyna) w pozycji 1 — zamiast metioniny obecnej w alfa-MSH, co eliminuje podatność na utlenianie siarki
• D-Phe (D-fenyloalanina) — izomer konfiguracyjny D wprowadzający sztywność konformacyjną do pierścieniowej części cząsteczki
• Acetylacja N-końca (Ac-) — ochrona przed aminopeptydazami
• Mostek laktamowy Asp–Lys — tworzący cykliczną strukturę heptapeptydową o ograniczonej swobodzie konformacyjnej

Te modyfikacje są wynikiem systematycznych badań SAR prowadzonych na University of Arizona i stanowią przykład racjonalnego projektowania peptydów o zmodyfikowanej selektywności receptorowej.

Struktura i właściwości fizykochemiczne

Mostek laktamowy i konformacja

Centralnym elementem strukturalnym PT-141 jest wewnątrzcząsteczkowe wiązanie laktamowe (amidowe) między gamma-karboksylem Asp a epsilon-aminową grupą Lys. Ten mostek tworzy 20-członowy pierścień makrolaktamowy, który ogranicza swobodę rotacyjną łańcucha peptydowego i stabilizuje konformację beta-zagięcia (beta-turn) w regionie His-D-Phe-Arg-Trp. Właśnie ta konformacja jest rozpoznawana przez receptory melanokortynowe — badania NMR w roztworze wykazały, że aktywne analogi melanokortynowe przyjmują zbliżony motyw beta-zagięcia w tym regionie.

Porównawcze badania strukturalne wykazują, że mostek laktamowy w PT-141 nadaje cząsteczce większą sztywność konformacyjną niż mostek dwusiarczkowy obecny w niektórych cyklicznych analogach alfa-MSH. Ta różnica przekłada się na zmienione proporcje powinowactwa do MC3R względem MC4R.

Selektywność MC3R vs MC4R

Jednym z najistotniejszych aspektów farmakologii PT-141 jest jego profil selektywności względem podtypów receptorów melanokortynowych. Badania wiązania radioligandowego i testy funkcjonalne (akumulacja cAMP, mobilizacja Ca2+) wskazują na następujący profil:

• MC4R: wysokie powinowactwo, pełna aktywność agonistyczna (EC50 w zakresie nanomolarnym)
• MC3R: umiarkowane powinowactwo, częściowa do pełnej aktywności agonistycznej
• MC1R: niskie powinowactwo — w przeciwieństwie do alfa-MSH i MT-II
• MC5R: niskie do umiarkowanego powinowactwo
• MC2R (receptor ACTH): brak istotnej aktywności

To różnicowanie jest istotne badawczo, ponieważ MC3R i MC4R pełnią odmienne funkcje w obwodach neuronalnych podwzgórza. MC4R dominuje w regulacji zachowań apetytywnych i homeostazy energetycznej, podczas gdy MC3R moduluje obwody autonomiczne i neuroendokrynne w sposób często komplementarny, a czasem antagonistyczny wobec MC4R. Badania na myszach z nokautem MC3R (MC3R-/-) wykazały fenotyp odmienny od nokautu MC4R (MC4R-/-), co podkreśla nieredundantność tych dwóch receptorów.

Stabilność i rozpuszczalność

Liofilizowana forma PT-141 wykazuje stabilność w temperaturze -20 °C przez okres minimum 24 miesięcy. Główne ścieżki degradacji obejmują hydrolizę wiązania laktamowego w warunkach skrajnego pH (< 2,0 lub > 9,0) oraz utlenianie reszt Trp pod wpływem promieniowania UV lub rodników tlenowych.

Rozpuszczalność: PT-141 rozpuszcza się w wodzie destylowanej (do ~5 mg/ml), roztworach soli fizjologicznej oraz DMSO. Optymalne pH roztworu roboczego mieści się w przedziale 4,0–6,0. Po rekonstytucji roztwór należy przechowywać w alikvotach w -80 °C.

Mechanizm działania na poziomie molekularnym

Szlak MC4R: sprzężenie z Gs i Gq

Wiązanie PT-141 z receptorem MC4R uruchamia dwa równoległe szlaki sygnalizacyjne, co stanowi przykład tzw. biased agonism:

Szlak Gs/cAMP/PKA:
1. Aktywacja białka Gs prowadzi do stymulacji cyklazy adenylanowej (AC)
2. Wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia cAMP
3. Aktywacja kinazy białkowej A (PKA)
4. Fosforylacja czynników transkrypcyjnych CREB (cAMP response element-binding protein)

Szlak Gq/PLC/Ca2+:
1. Aktywacja białka Gq/11 uruchamia fosfolipazę C-beta (PLC-beta)
2. Hydroliza PIP2 do IP3 i DAG
3. Mobilizacja Ca2+ z retikulum endoplazmatycznego
4. Aktywacja PKC i dalszych kinaz

Proporcja aktywacji tych dwóch szlaków różni się w zależności od typu komórki i poziomu ekspresji receptora. W neuronach podwzgórza szlak Gs/cAMP wydaje się dominujący, podczas gdy w komórkach obwodowych częściej obserwowana jest aktywacja szlaku Gq/PLC. Ta dwutorowość sygnalizacji stanowi interesujący problem badawczy w kontekście farmakologii stronniczej (biased pharmacology).

Interakcje z układem dopaminergicznym

Badania na modelach zwierzęcych wskazują, że efekty behawioralne obserwowane po podaniu agonistów MC4R są częściowo zależne od neurotransmisji dopaminergicznej. W przypadku neuronów podwzgórzowych aktywacja MC4R prowadzi do modulacji uwalniania dopaminy w szlaku mezokortykolimbicznym — obserwacje te uzyskano metodą mikrodializy in vivo u szczurów. Podanie antagonisty receptorów dopaminowych D1/D2 częściowo blokowało efekty behawioralne wywoływane przez agonistów melanokortynowych, co sugeruje istnienie połączenia funkcjonalnego między systemem melanokortynowym a dopaminergicznym.

Zastosowania w badaniach naukowych

Badania zachowań seksualnych w modelach zwierzęcych

PT-141 stanowi jedno z podstawowych narzędzi farmakologicznych w badaniach neuroendokrynnej regulacji zachowań seksualnych u gryzoni. W modelach na samicach szczurów podanie PT-141 wpływa na odpowiedź lordozy (lordosis response) — standaryzowany wskaźnik receptywności seksualnej oceniany iloścą lordoz na liczbę montaży (lordosis quotient, LQ). U samców szczurów obserwowano zmiany w częstości montaży (mount frequency), latencji do intromisji oraz latencji do ejakulacji.

Warto podkreślić, że efekty te obserwowane są po podaniu centralnym (dokomorowym), co wskazuje na ośrodkowy — a nie obwodowy — mechanizm działania, odróżniający agonistów melanokortynowych od obwodowo działających związków wazoaktywnych.

Badania relacji struktura-aktywność (SAR)

PT-141 jest często wykorzystywany jako cząsteczka referencyjna w badaniach SAR peptydów melanokortynowych. Porównanie aktywności PT-141 z innymi agonistami — alfa-MSH, NDP-alfa-MSH (superpotentny analog), MT-II, SHU9119 (antagonista MC3R/MC4R) — pozwala na mapowanie determinant strukturalnych odpowiedzialnych za selektywność receptorową i efektywność aktywacji poszczególnych szlaków sygnałowych.

Szczególnie interesujące są badania porównujące mostki laktamowe o różnej wielkości pierścienia (cyklo[Asp-Lys] vs cyklo[Glu-Lys] vs cyklo[Asp-Orn]) — każda z tych modyfikacji zmienia proporcje aktywności MC3R/MC4R i może preferować odmienny profil sygnalizacyjny (Gs vs Gq).

Modele neuroendokrynne

W badaniach na hodowlach neuronalnych i skrawkach mózgu PT-141 służy do badania plastyczności synaptycznej w obwodach melanokortynowych podwzgórza. Eksperymenty elektrofizjologiczne (patch-clamp) na neuronach jądra łukowego (nucleus arcuatus) wykazały, że aktywacja MC4R przez PT-141 moduluje prądy jonowe — zarówno pobudzające (depolaryzacja przez kanały kationowe TRPC), jak i hamujące (hiperpolaryzacja neuronów AgRP przez otwarcie kanałów potasowych Kir).

Porównanie z innymi agonistami melanokortynowymi

W kontekście narzędzi badawczych PT-141 zajmuje specyficzną niszę:
– W odróżnieniu od alfa-MSH: jest odporny na degradację przez aminopeptydazy (acetylacja N-końca) i karboksypeptydazy
– W odróżnieniu od MT-II: nie posiada amidowanego C-końca i wykazuje zmieniony stosunek aktywności MC3R/MC4R
– W odróżnieniu od SHU9119: jest agonistą (nie antagonistą) MC3R/MC4R
– W odróżnieniu od THIQ (mała cząsteczka MC4R agonist): jest peptydem, co pozwala na odmienne badania farmakokinetyczne i dystrybucyjne

Podsumowanie

PT-141 (bremelanotyd) 10 mg od One-Peptides to syntetyczny cykliczny heptapeptyd melanokortynowy o masie cząsteczkowej 1025,18 g/mol, dostarczany w formie liofilizatu do rekonstytucji laboratoryjnej. Cząsteczka ta — z charakterystycznym mostkiem laktamowym Asp–Lys i modyfikacjami D-Phe/Nle — stanowi cenne narzędzie badawcze w farmakologii receptorów MC3R/MC4R, neurobiologii zachowań apetytywnych oraz badaniach interakcji między systemem melanokortynowym a dopaminergicznym.

Produkt jest przeznaczony wyłącznie do zastosowań badawczych (Research Use Only). Nie stanowi leku ani środka spożywczego. Wszelkie dane przedstawione w niniejszym opisie pochodzą z opublikowanych badań naukowych i nie stanowią twierdzeń o właściwościach zdrowotnych.

Wnioski badawcze

• PT-141 jest preferencyjnym agonistą receptorów MC3R i MC4R z minimalną aktywnością na MC1R, co wyróżnia go na tle innych peptydów melanokortynowych
• Mostek laktamowy Asp–Lys stabilizuje konformację beta-zagięcia rozpoznawaną przez receptory melanokortynowe i moduluje proporcje aktywności MC3R/MC4R
• Aktywacja MC4R przez PT-141 uruchamia równocześnie szlaki Gs/cAMP i Gq/PLC — przykład farmakologii stronniczej (biased agonism)
• W modelach gryzoni efekty behawioralne PT-141 wykazują częściową zależność od neurotransmisji dopaminergicznej
• Porównawcze badania SAR z wykorzystaniem PT-141 jako cząsteczki referencyjnej dostarczają danych o determinantach strukturalnych selektywności receptorów melanokortynowych