GLP-1 (7-37)

هنگامی که گلوکز خون بالا می رود، محصول به GLP-1R روی سطوح سلول های پانکراس متصل می شود و مسیر cAMP/PKA داخل سلولی را فعال می کند. این منجر به فسفوریلاسیون گیرنده سولفونیل اوره SUR1 و کانال پتاسیم اصلاح کننده به داخل Kir6.2 می شود که باعث بسته شدن کانال پتاسیم، دپلاریزاسیون غشای پلاسما و باز شدن کانال های کلسیم وابسته به ولتاژ می شود. هجوم کلسیم در نهایت باعث افزایش اگزوسیتوز گرانول های انسولین می شود. این اثر کاملاً وابسته به گلوکز است و در نورموگلیسمی ضعیف است و به طور مکانیکی از هیپوگلیسمی جلوگیری می‌کند{6}}یک مزیت کلیدی نسبت به عوامل ضد دیابت معمولی.

این محصول مسیر cAMP/PKA را در سلول‌های پانکراس فعال می‌کند، سنتز و ترشح گلوکاگون را مهار می‌کند، گلیکوژنولیز کبدی و گلوکونئوژنز را کاهش می‌دهد و برون ده گلوکز کبدی را کاهش می‌دهد و در نتیجه به کنترل قند خون کمک می‌کند. این یک حلقه کاهش دهنده گلیسمیک دوگانه از "ارتقای انسولین به همراه سرکوب گلوکاگون" را تشکیل می دهد. مطالعات نشان می دهد که این مسیر ترشح گلوکاگون را به میزان 50 تا 65 درصد کاهش می دهد، به طور قابل توجهی اختلال در متابولیسم گلوکز کبدی را بهبود می بخشد.

این محصول بر روی GLP-1R در عضلات صاف دستگاه گوارش و پایانه‌های عصبی روده تأثیر می‌گذارد، تخلیه معده و پریستالسیس روده را کاهش می‌دهد، سرعت جذب گلوکز از غذا را کاهش می‌دهد و از افزایش شدید گلوکز خون پس از غذا جلوگیری می‌کند. سیگنال‌ها از طریق عصب واگ به هسته کمانی هیپوتالاموس منتقل می‌شوند، نورون‌های POMC مرتبط با سیری را فعال می‌کنند و نورون‌های AgRP را که باعث گرسنگی می‌شوند، مهار می‌کنند، مصرف غذا را 18 تا 30 درصد کاهش می‌دهند و سیری را افزایش می‌دهند.

قرار گرفتن در معرض مزمن تکثیر سلول های پانکراس را تقویت می کند، آپوپتوز سلولی را مهار می کند، جرم سلولی را تقریباً 25 درصد افزایش می دهد و ذخیره عملکردی جزایر را بهبود می بخشد. همچنین مقاومت به انسولین را بهبود می‌بخشد، وزن بدن را کاهش می‌دهد و پروفایل لیپیدی (کاهش تری گلیسیرید و کلسترول لیپوپروتئین با چگالی پایین) را بهینه می‌کند و به طور جامع شاخص‌های اصلی سندرم متابولیک را بهبود می‌بخشد.

این محصول با بهبود عملکرد اندوتلیال عروقی، مهار پاسخ های التهابی، تنظیم متابولیسم قلب و کاهش آسیب ایسکمی-پرفیوژن مجدد میوکارد، خطر قلبی عروقی را کاهش می دهد. تولید اکسید نیتریک را تقویت می کند، تشکیل پلاک آترواسکلروتیک را مهار می کند و به کاهش بروز پیامدهای نامطلوب مانند انفارکتوس میوکارد و نارسایی قلبی کمک می کند.

GLP-1R به طور گسترده در مغز توزیع می شود. این محصول عملکردهای شناختی و حرکتی را در مدل های حیوانی بیماری آلزایمر و پارکینسون از طریق مکانیسم های ضد التهابی، آنتی اکسیدانی، ضد آپوپتوز و افزایش انعطاف پذیری سیناپسی بهبود می بخشد. اثرات آن شامل کاهش رسوب آمیلوئید، مهار هیپرفسفوریلاسیون تاو و افزایش بیان فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) است که جهت جدیدی را برای مداخله در بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی فراهم می‌کند.

حوزه عملکردی ترمینال N آن موتیف کلیدی است که توسط GLP-1R شناسایی و محدود شده است. این به طور خاص با دامنه خارج سلولی گیرنده تعامل دارد، و باعث ایجاد تغییر ساختاری GLP-1R از حالت استراحت به یک ترکیب فعال می شود. GLP-1R یک گیرنده جفت شده با پروتئین کلاس BG است که به طور گسترده در بافت هایی از جمله جزایر پانکراس، دستگاه گوارش، سیستم عصبی مرکزی و سیستم قلبی عروقی بیان می شود و اساس تنظیم چند بافتی توسط آن را تشکیل می دهد.

به دنبال تغییر ساختاری گیرنده، زیرواحد G s جفت شده درون سلولی فعال می شود. Gs جدا شده به آدنیلات سیکلاز (AC) متصل می شود، به طور قابل توجهی فعالیت کاتالیزوری آن را افزایش می دهد و تبدیل ATP به آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) را تسریع می بخشد، که منجر به افزایش سریع غلظت cAMP داخل سلولی و شروع آبشارهای سیگنالینگ پایین دست می شود.

افزایش cAMP پروتئین کیناز A (PKA) را فعال می کند که کانال های یونی و پروتئین های مربوط به ترشح را در سلول های پانکراس از طریق فسفوریلاسیون تعدیل می کند. در سلول‌ها، PKA کانال‌های کلسیم نوع L را فسفریله می‌کند تا هجوم Ca2+ را تقویت کند و اگزوسیتوز انسولین را تحریک کند. همچنین فاکتور رونویسی CREB را فسفریله می کند، ژن انسولین (INS) و بیان PDX-1 را تنظیم می کند تا سنتز و ذخیره انسولین را افزایش دهد. در سلول‌ها، PKA سیگنال‌دهی cAMP و هجوم Ca2+ را مهار می‌کند، ترشح گلوکاگون را کاهش می‌دهد و به کنترل دو طرفه قند خون دست می‌یابد.

همچنین به طور مستقل عملکردهای سلولی را از طریق پروتئین تبادلی که مستقیماً توسط مسیر cAMP (Epac) فعال می شود، تنظیم می کند. به عنوان یک عامل cAMP مستقل از PKA، Epac تکثیر سلولی و آپوپتوز، تحرک دستگاه گوارش و انعطاف پذیری سیناپسی مرکزی را تعدیل می کند. در سلول های پانکراس، مسیر Epac به طور هم افزایی باعث افزایش ترشح انسولین و تثبیت عملکرد سلول ها می شود. در سیستم عصبی مرکزی، در سرکوب اشتها و تنظیم شناختی شرکت می کند و شبکه تنظیم فیزیولوژیکی آن را گسترش می دهد.

در محیط های اسیدی پایدار است و در برابر هیدرولیز پیوند پپتیدی در pH 2.0-6.0 مقاوم است، اما به راحتی در شرایط قلیایی تجزیه می شود (PH> 8.0). بنابراین، pH بافر باید در طول آماده سازی تجربی کنترل شود. همچنین مستعد تخریب پروتئولیتیک است، به ویژه توسط دی پپتیدیل پپتیداز-4 (DPP-4)، که پیوند پپتیدی N-ترمینال His-Ala را می شکند و زیست فعالی را از بین می برد. در محیط های آزمایشی باید از آلودگی پروتئاز اجتناب شود.

7-پپتید شبه گلوکاگون 37 آزادانه در آب محلول است، با حلالیت مطلوب در بافرهای pH 5.0-7.0 (سالین بافر فسفات، بافر Tris-HCl). تا حدی در حلال‌های آلی قطبی مانند متانول و اتانول حل می‌شود و تقریباً در حلال‌های غیرقطبی از جمله n-هگزان و کلروفرم نامحلول است. بافرهای آبی برای تهیه محلول ترجیح داده می شوند تا از حلال های غیر قطبی جلوگیری شود.

فرم جامد

در بسته بندی مهر و موم شده در دمای 20- یا 80- درجه در تاریکی نگهداری شود، از حذف مکرر از محیط های با دمای پایین اجتناب شود (نوسانات دما ممکن است باعث جذب و تخریب رطوبت شود). هنگامی که باز نشده و به درستی ذخیره می شود، عمر مفید معمولاً 12 تا 24 ماه است (بسته به تامین کننده متفاوت است؛ برخی از فرمول ها تا 3 سال پایدار می مانند). حمل و نقل کوتاه مدت در دمای اتاق قبل از آزمایش، ثبات را به خطر نمی اندازد.

فرم حل

برای جلوگیری از نگهداری طولانی مدت محلول ها را بلافاصله قبل از استفاده آماده کنید. برای نگهداری کوتاه‌مدت، مقدار کمی را در حجم‌های کوچک (برای جلوگیری از تکرار چرخه‌های انجماد و ذوب، که باعث تجمع و تخریب پلی‌پپتیدی می‌شود)، ۰.۰۲ درصد سدیم آزید یا یک مهارکننده DPP-4 اضافه کنید و در دمای ۸۰- درجه به مدت حداکثر ۱ ماه نگهداری کنید. محلول های ذخیره شده در 4 درجه فقط برای 1-2 روز پایدار هستند. برای جلوگیری از آلودگی میکروبی که ممکن است نتایج تجربی را تحت تأثیر قرار دهد، به روش دقیق آسپتیک نیاز است.

7-37-پپتید شبه گلوکاگون اساس رشد آگونیست‌های گیرنده GLP-1 از جمله سماگلوتید، لیراگلوتید و دولاگلوتید است. این داروها در برابر تخریب DPP-4 از طریق تغییرات ساختاری (مثلاً کونژوگاسیون زنجیره جانبی اسیدهای چرب)، نیمه عمر خود را به چند روز یا یک هفته افزایش می‌دهند و در عین حال خصوصیات هیپوگلیسمی وابسته به گلوکز پپتید شبه گلوکاگون 7-37 را حفظ می‌کنند. از نظر بالینی، آنها به طور قابل توجهی HbA1c و گلوکز پس از غذا را در بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 کاهش می دهند، عملکرد سلولی را بهبود می بخشند و خطر بسیار کم هیپوگلیسمی را به همراه دارند و به گزینه های خط اول برای درمان دیابت نوع 2 تبدیل می شوند.

بر اساس اثرات فیزیولوژیکی آن از سرکوب اشتها، تاخیر در تخلیه معده و افزایش مصرف انرژی،GLP-1 (7-37)اهداف مربوط به درمان چاقی مرکزی هستند. تحقیقات کنونی بیشتر اثرات هم افزایی را با سایر اهداف متابولیک بررسی می کند، با تمرکز بر آگونیست های دوگانه یا سه گانه که گیرنده های GIP و گلوکاگون را هدف قرار می دهند (به عنوان مثال، تیرزپاتید). با ادغام چندین مسیر متابولیک، این عوامل به طور قابل توجهی کاهش وزن را افزایش می دهند و نشانگرهای متابولیک مانند چربی ها و دور کمر را بهبود می بخشند و استراتژی های جدیدی برای چاقی و سندرم متابولیک ارائه می دهند.

مطالعات حیوانی تایید می‌کند که عملکردهای شناختی و حرکتی را در مدل‌های بیماری‌های آلزایمر و پارکینسون بهبود می‌بخشد. مکانیسم های محافظت کننده عصبی شامل مهار التهاب عصبی، کاهش استرس اکسیداتیو، سرکوب آپوپتوز عصبی، افزایش انعطاف پذیری سیناپسی و کاهش رسوب A و فسفوریلاسیون تاو می باشد. تحقیقات مرتبط در حال حاضر در مرحله پیش بالینی است، با کارآزمایی‌های بالینی متعددی برای ارزیابی پتانسیل درمانی آگونیست‌های گیرنده GLP-1 برای بیماری‌های نورودژنراتیو، که به طور بالقوه مسیرهای مداخله غیر سنتی را باز می‌کند.

اثرات محافظتی قلبی عروقی آن به یک مرکز تحقیقاتی در بیماری های متابولیک قلبی عروقی تبدیل شده است. مطالعات پیش بالینی نشان می دهد که عملکرد اندوتلیال را بهبود می بخشد، آپوپتوز کاردیومیوسیت را مهار می کند، آسیب ایسکمی-پرفیوژن مجدد میوکارد را کاهش می دهد و فشار خون و چربی ها را تنظیم می کند. کارآزمایی‌های چندگانه پیامد قلبی عروقی تأیید می‌کنند که آگونیست‌های گیرنده GLP-1 حوادث قلبی عروقی (انفارکتوس میوکارد، سکته مغزی) را در بیماران دیابتی نوع 2 کاهش می‌دهند. تحقیقات در حال انجام در حال تشریح مکانیسم‌های مولکولی اعمال مستقیم قلبی عروقی آن، تعریف ارزش آن در مدیریت یکپارچه بیماری‌های قلبی عروقی و گسترش برچسب است.