In vitro mallien käyttö lääkinnällisten peptidien kataboliatutkimuksissa

Oulun yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin mekanismi, jolla voi olla vaikutuksia siihen, kuinka peptidilääkkeitä tulevaisuudessa tutkitaan. Peptidilääkkeitä on käytetty jo yli vuosisadan ajan lääketieteessä, mutta ne ovat kauan jääneet pienmolekyylisten lääkkeiden varjoon, eritoten koska peptidilääkkeet eivät perinteisesti ole annosteltavissa suun kautta, eivätkä ole täten yhtä laajasti ja helposti käytettävissä. Kuitenkin, alun perin diabetekseen hoitoon kehitetyt GLP-1 analogit ovat saavuttaneet suuren suosion laihdutuslääkkeinä, jonka myötä kiinnostus myös muita peptidilääkkeitä kohtaan on noussut. Tutkimuksen tavoitteena oli täten selvittää eri koeputkimallien käyttökelpoisuutta peptidilääkkeiden katabolisen hajoamisen tutkimiseksi.

Neljää eri peptidilääkettä tutkittiin eri ihmisten ja rotan kudoksista johdetuissa malleissa ja muodostuneet näytteet analysoitiin hyödyntämällä nestekromatografia – massaspektrometrista määritysmenetelmänä. Tutkimuksen aikana havaittiin, että kofaktori NADPH vaikutti yhden suoraketjuisen peptidin, leuproreliinin, hajoamistuoteprofiiliin ennen raportoimattomalla tavalla: NADPH:n lisääminen näytti aktivoivan leuproreliinia hajottavia entsyymejä, jolloin hajoamistuotteiden lukumäärä lisääntyi. Yleisesti ottaen, erilaiset peptidaasit hajottavat suoraketjuisia peptidejä, eivätkä ne hyödynnä NADPH:ta peptidien hajottamiseen. NADPH toimii elektronilähteenä eri entsyymeille, kuten pienmolekyylisiä lääkkeitä yleisesti hajottaville CYP-entsyymeille, ja lisätutkimusten kautta paljastui, että NADPH:n vaikutus peptidaasien toimintaan oli epäsuora: peptidaaseissa on usein rikkiryhmiä, jotka voivat muodostaa kaksoisrikkisillan, jonka muodostuminen vaikuttaa peptidaasien aktiivisuuteen. Soluissa on kaksoisrikkisiltoja vapaiksi rikkiryhmiksi pelkistäviä entsyymejä, jotka hyödyntävät NADPH:n luovuttamaa elektroniparia. Nämä entsyymit, jotka tunnetaan oksidoreduktaaseina, on tunnettu jo vuosikymmenten ajan, mutta tässä tutkimuksessa niiden vaikutus peptidilääkkeiden hajoamiseen koeputkimalleissa raportoitiin ensimmäisen kerran.

Tutkimuksen aikana suoritetuissa eläinkokeissa huomattiin, että NADPH:n läsnäollessa muodostuneet leuproreliinin hajoamistuoteprofiilit eivät vastanneet yhtä hyvin eläimissä muodostuneita hajoamistuoteprofiileja kuin ilman NADPH:ta. Kuitenkin, leuproreliinin vaikutuskohde on solun ulkopuolella, eivätkä lineaariset peptidit yleensä pysty läpäisemään solukalvoa, joten tämän mekanismin vaikutus voi olla suurempi ja merkittävämpi solukalvon läpäiseville peptidilääkkeille. Lisää tutkimusta vaaditaan, jotta tämän mekanismin mahdollinen vaikutus muiden peptidilääkkeiden hajoamistuoteprofiilien ja puhdistuman korrelaatioon koeputkimallien ja ihmisten välillä saadaan tarkemmin selvitettyä.