SEMAX 50 mg

Semax 50 mg – odczynnik chemiczny | One-Peptides

Semax (CAS: 80714-61-0) to syntetyczny heptapeptyd o sekwencji Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (MEHFPGP), klasyfikowany jako odczynnik chemiczny przeznaczony wyłącznie do celów badawczych (Research Use Only — RUO). Substancja ta nie jest produktem leczniczym w rozumieniu art. 2 pkt 32 ustawy Prawo farmaceutyczne, nie stanowi suplementu diety zgodnie z przepisami o bezpieczeństwie żywności i żywienia, ani nie podlega procedurze dopuszczenia do obrotu przez Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych. Dystrybucja odbywa się zgodnie z art. 3a ustawy Prawo farmaceutyczne — produkt przeznaczony jest do zastosowań laboratoryjnych, badań in vitro oraz eksperymentów na modelach zwierzęcych prowadzonych przez uprawnione podmioty badawcze.

Semax opracowano w latach 80. XX wieku w Instytucie Genetyki Molekularnej Rosyjskiej Akademii Nauk — w tym samym zespole badawczym, który stworzył Selank. O ile jednak Selank wywodzi się strukturalnie z tuftsyny (fragmentu immunoglobuliny G), o tyle Semax stanowi pochodną zupełnie innej cząsteczki macierzystej: fragmentu ACTH(4-7), czyli tetrapeptydowej sekwencji Met-Glu-His-Phe wyciętej z hormonu adrenokortykotropowego. To odmienne pochodzenie strukturalne determinuje zasadniczo inny profil farmakodynamiczny — Semax oddziałuje przede wszystkim na szlaki neurotroficzne, podczas gdy Selank koncentruje swoją aktywność na osi immunomodulacyjnej.

Opis ogólny

W praktyce laboratoryjnej ten odczynnik czesto porownuje sie z SELANK 10 mg oraz DSIP 5 mg, aby ocenic roznice profilu dzialania w spojnych protokolach badawczych.

Semax należy do grupy syntetycznych peptydów melanokortynowych o niskiej masie cząsteczkowej. Hormon adrenokortykotropowy (ACTH) to 39-aminokwasowy peptyd wydzielany przez przysadkę mózgową, którego fragmenty — szczególnie sekwencja ACTH(4-10) — od dawna wzbudzają zainteresowanie badawcze ze względu na aktywność wykraczającą poza klasyczne działanie steroidogenne. Fragment ACTH(4-7) zachowuje zdolność do interakcji z receptorami melanokortynowymi (MC3R, MC4R), jednocześnie pozbawiony jest aktywności steroidogennej właściwej dla pełnodługościowego ACTH.

Modyfikacja wprowadzona przez rosyjskich badaczy polegała na wydłużeniu C-końca sekwencji ACTH(4-7) o tripeptyd Pro-Gly-Pro, co — analogicznie do strategii zastosowanej w Selanku — miało na celu zwiększenie oporności enzymatycznej cząsteczki. Obecność C-terminalnej proliny chroni peptyd przed degradacją przez karboksypeptydazy, natomiast wewnętrzne wiązanie Gly-Pro wprowadza dodatkową sztywność konformacyjną ograniczającą dostęp endopeptydaz do wrażliwych wiązań peptydowych.

Zainteresowanie naukowe Semaxem koncentruje się wokół jego potencjału neurotroficznego — zdolności do modulowania ekspresji czynników wzrostu nerwów (BDNF, NGF) w hodowlach neuronalnych oraz wpływu na systemy dopaminergiczny i serotoninergiczny w preparatach tkankowych mózgu.

Czym jest Semax?

Semax to syntetyczny heptapeptyd o wzorze sumarycznym C37H51N7O10S i masie cząsteczkowej 813,97 g/mol (forma wolnej zasady). Pod względem biochemicznym stanowi pochodną fragmentu ACTH(4-7), czyli sekwencji Met-Glu-His-Phe, która w pełnodługościowym hormonie adrenokortykotropowym odpowiada pozycjom 4–7. Fragment ten — określany w literaturze jako „rdzeń melanokortynowy” — wykazuje aktywność biologiczną niezależną od funkcji steroidogennej ACTH, co po raz pierwszy opisał de Wied w badaniach nad wpływem fragmentów ACTH na zachowanie gryzoni w latach 60. XX wieku.

Dodanie tripeptydu Pro-Gly-Pro do C-końca ACTH(4-7) tworzy siedmioelementową sekwencję MEHFPGP, w której reszta metioniny (Met1) z grupą tioeterową zapewnia reaktywność redoks, reszta glutaminianu (Glu2) wprowadza ładunek ujemny w fizjologicznym pH, histydyna (His3) pełni funkcję buforu protonowego (pKa imidazolu ~6,0), a fenyloalanina (Phe4) z pierścieniem aromatycznym odpowiada za interakcje hydrofobowe z kieszeniami wiążącymi receptorów melanokortynowych.

Klasyfikacja Semaxu w literaturze naukowej sytuuje go wśród peptydów neurotroficznych — cząsteczek zdolnych do modulowania ekspresji i aktywności czynników wzrostu nerwów. Odróżnia to Semax od Selanku, który klasyfikowany jest przede wszystkim jako peptyd immunomodulujący, mimo że oba związki wykazują pewien stopień plejotropowości.

Struktura i właściwości fizykochemiczne

Sekwencja i charakterystyka reszt aminokwasowych

Łańcuch peptydowy Semaxu zawiera siedem reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi w konfiguracji trans. W odróżnieniu od Selanku, który zawiera dwie proliny, Semax posiada trzy reszty prolinowe (Pro5, Pro7 oraz prolinę w pozycji wewnętrznej Gly6-Pro7), co nadaje cząsteczce szczególnie wysoką sztywność konformacyjną. Obecność metioniny na N-końcu wprowadza atom siarki do struktury — reszta ta może ulegać utlenieniu do sulfotlenku metioniny (Met(O)), co stanowi istotny czynnik degradacyjny w warunkach przechowywania.

Stabilność i degradacja

Liofilizat Semaxu zachowuje stabilność w temperaturze -20 °C przez okres do 24 miesięcy. Głównym szlakiem degradacji chemicznej jest utlenianie reszty Met1, które przyspiesza ekspozycja na światło, podwyższona temperatura oraz obecność jonów metali przejściowych (Cu2+, Fe3+) w roztworze. Z tego powodu po rekonstytucji zaleca się przechowywanie w temperaturze 2–8 °C w atmosferze gazu obojętnego (argon, azot) i zużycie w ciągu 14 dni.

Stabilność enzymatyczna Semaxu — podobnie jak Selanku — jest znacząco wyższa od cząsteczki macierzystej. Fragment ACTH(4-7) ulega szybkiej degradacji przez aminopeptydazy surowicy krwi (t1/2 rzędu minut), podczas gdy Semax z C-terminalnym tripeptydem Pro-Gly-Pro wykazuje okres półtrwania kilkakrotnie dłuższy w analogicznych warunkach inkubacyjnych.

Rozpuszczalność

Semax rozpuszcza się dobrze w wodzie destylowanej i buforach wodnych (PBS, Tris-HCl) w stężeniach roboczych stosowanych w eksperymentach in vitro (1–100 µM). Obecność reszt hydrofilowych (Glu, His) i hydrofobowych (Phe, Met) nadaje cząsteczce charakter amfifilowy, co wpływa na jej zachowanie w układach dwufazowych i na interakcje z błonami lipidowymi. Punkt izoelektryczny (pI) Semaxu wynosi około 6,7 — wartość bliska neutralnemu pH — co oznacza, że w warunkach fizjologicznych cząsteczka występuje w mieszaninie form zjonizowanych.

Postać handlowa

Produkt One-Peptides Semax 50 mg dostarczany jest w formie liofilizowanego proszku w sterylnej fiolce. Zwiększona ilość substancji (50 mg w porównaniu ze standardowymi ilościami 5–10 mg) odpowiada zapotrzebowaniu laboratoriów prowadzących eksperymenty wymagające wielokrotnych aplikacji na modele komórkowe lub zwierzęce w ramach jednej serii badawczej.

Mechanizm działania na poziomie molekularnym

Szlak BDNF/TrkB

Neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF) i jego receptor kinazy tyrozynowej TrkB stanowią oś sygnałową o fundamentalnym znaczeniu dla procesów neuroplastyczności, przeżywalności neuronów i synaptogenezy. W hodowlach neuronów korowych szczura wykazano, że ekspozycja na Semax (10 µM, 24 h) prowadzi do istotnego wzrostu poziomu mRNA BDNF mierzonego metodą RT-qPCR oraz do zwiększonej fosforylacji receptora TrkB (pTrkB-Y816) w analizie Western blot. Aktywacja TrkB uruchamia kaskady sygnałowe MAPK/ERK oraz PI3K/Akt, co w modelach in vitro koreluje ze zwiększoną przeżywalnością neuronów poddanych stresowi oksydacyjnemu.

Istotna różnica między Semaxem a Selankiem w kontekście szlaku BDNF polega na sile i konsekwencji efektu: o ile oba peptydy zwiększają ekspresję BDNF, o tyle Semax dodatkowo moduluje ekspresję NGF (nerve growth factor) oraz NT-3 (neurotrofina-3), co sugeruje szerszy profil neurotroficzny.

Modulacja ekspresji NGF

Czynnik wzrostu nerwów (NGF) to neurotrofina odgrywająca centralną rolę w różnicowaniu i przeżywalności neuronów cholinergicznych. W hodowlach astrocytów hipokampalnych myszy C57BL/6 ekspozycja na Semax (1–10 µM) prowadziła do wzrostu wydzielania NGF do medium hodowlanego, mierzonego metodą ELISA. Efekt ten był zależny od aktywacji receptora MC4R (receptor melanokortynowy typu 4), co potwierdzono w eksperymentach z selektywnym antagonistą HS024 — preinkubacja z antagonistą znosiła indukowany przez Semax wzrost NGF.

Interakcje z układami dopaminergicznym i serotoninergicznym

W preparatach skrawków mózgu szczura (brain slice preparations) obejmujących jądro półleżące (nucleus accumbens) i korę przedczołową wykazano, że Semax moduluje uwalnianie dopaminy i serotoniny w sposób zależny od stężenia. Mikrodializa in vivo w prążkowiu szczurów Wistar wykazała zwiększony obrót dopaminy (wzrost stosunku DOPAC/DA i HVA/DA) po podaniu Semaxu. Jednocześnie w preparatach synaptosomów obserwowano modulację transportera serotoniny (SERT), co sugeruje wpływ na wychwyt zwrotny 5-HT. Te obserwacje wskazują na potencjalne interakcje Semaxu z monoaminergicznymi szlakami neuroprzekaźnictwa, wymagające dalszej charakteryzacji.

Neuroprotekcja w modelu deprywacji tlenowo-glukozowej (OGD)

Model OGD (oxygen-glucose deprivation) stanowi uznany paradygmat in vitro do badania uszkodzenia niedokrwiennego neuronów. W hodowlach neuronów korowych poddanych 2-godzinnej deprywacji tlenowo-glukozowej, a następnie 24-godzinnej reperfuzji, preinkubacja z Semaxem (100 nM) istotnie zmniejszała odsetek komórek wykazujących cechy apoptozy (barwienie Annexin V/PI, cytometria przepływowa). Efekt neuroprotekcyjny korelował z aktywacją szlaku PI3K/Akt i hamowaniem translokacji cytochromu c z mitochondriów do cytoplazmy, co sugeruje mechanizm działania na poziomie wewnętrznego szlaku apoptotycznego.

Badania przepływu mózgowego — model MCAO

W zwierzęcych modelach niedokrwienia mózgu (middle cerebral artery occlusion, MCAO) u szczurów Wistar prowadzono badania nad wpływem Semaxu na przepływ krwi mózgowej i wielkość ogniska niedokrwiennego. Przy zastosowaniu laserowej flowmetrii dopplerowskiej (LDF) obserwowano modulację regionalnego przepływu mózgowego w obszarze penumbry po podaniu donosowym Semaxu. Wielkość ogniska niedokrwiennego oceniano metodą barwienia TTC (chlorek 2,3,5-trifenylotetrazoliowy) na skrawkach mózgu 24 h po reperfuzji. Dane te mają charakter wstępny i wymagają potwierdzenia w niezależnych laboratoriach z zastosowaniem zaślepionych protokołów oceny.

Zastosowania w badaniach naukowych

Badania neurotroficzne in vitro

Semax stanowi narzędzie badawcze w eksperymentach dotyczących regulacji ekspresji neurotrofin. Hodowle neuronów korowych, astrocytów hipokampalnych i mieszanych kultur glia-neuron poddawane ekspozycji na Semax pozwalają na badanie mechanizmów transkrypcyjnych leżących u podstaw indukcji BDNF i NGF. Zastosowanie technik reporterowych (konstrukty promotor BDNF-luciferaza) umożliwia identyfikację regionów promotorowych odpowiedzialnych za odpowiedź na peptyd. Eksperymenty knock-down (siRNA wobec MC4R) pozwalają na weryfikację udziału receptorów melanokortynowych w obserwowanych efektach.

Modele niedokrwienia ośrodkowego układu nerwowego

Model MCAO u szczurów oraz model OGD in vitro stanowią główne paradygmaty eksperymentalne, w których badany jest potencjał neuroprotekcyjny Semaxu. W modelu zwierzęcym oceniane parametry obejmują: wielkość ogniska niedokrwiennego (barwienie TTC), deficyt neurologiczny (skale punktowe: Bederson, mNSS), przepływ mózgowy (LDF, MRI perfuzyjny) oraz ekspresję markerów apoptozy i zapalenia w tkance mózgowej (immunohistochemia, Western blot).

Badania nad interakcjami monoaminergicznymi

Mikrodializa in vivo w połączeniu z HPLC z detekcją elektrochemiczną (HPLC-ED) pozwala na pomiar stężeń neuroprzekaźników monoaminowych (dopamina, serotonina, noradrenalina) i ich metabolitów w wybranych strukturach mózgu po podaniu Semaxu. Badania te prowadzone są na szczurach Wistar z implantowanymi sondami mikrodializacyjnymi w prążkowiu, korze przedczołowej lub jądrze półleżącym. Wyniki dostarczają danych o wpływie peptydu na obrót monoamin, co stanowi punkt wyjścia do dalszych analiz receptorowych.

Porównawcza analiza peptydów pochodnych ACTH

Semax, jako jeden z najlepiej scharakteryzowanych analogów fragmentu ACTH(4-7), służy jako cząsteczka referencyjna w badaniach porównawczych nad innymi modyfikacjami tego motywu. Porównania obejmują Semax vs. ACTH(4-10), Semax vs. ORG 2766 (inny syntetyczny analog ACTH) oraz Semax vs. N-acetylo-Semax, co pozwala na analizę relacji struktura-aktywność (SAR) w obrębie rodziny peptydów melanokortynowych.

Podsumowanie

Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) to syntetyczny heptapeptyd pochodny fragmentu ACTH(4-7), opracowany w Instytucie Genetyki Molekularnej Rosyjskiej Akademii Nauk. Jego profil farmakodynamiczny odróżnia go od „siostrzanego” peptydu Selanku — o ile Selank koncentruje swoją aktywność na osi immunomodulacyjnej (pochodna tuftsyny), o tyle Semax wykazuje przede wszystkim właściwości neurotroficzne: modulację ekspresji BDNF i NGF, interakcje z układami dopaminergicznym i serotoninergicznym oraz efekt neuroprotekcyjny w modelach deprywacji tlenowo-glukozowej. Dane te pochodzą z badań in vitro i eksperymentów na modelach zwierzęcych (szczury Wistar, myszy C57BL/6).

Produkt One-Peptides Semax 50 mg jest odczynnikiem chemicznym klasy RUO, przeznaczonym wyłącznie do zastosowań laboratoryjnych. Wszelkie eksperymenty z wykorzystaniem tej substancji powinny być prowadzone przez wykwalifikowany personel badawczy, z zachowaniem obowiązujących procedur bezpieczeństwa i norm etycznych dotyczących badań na zwierzętach.