Rekombinantes Peptid

Modalität

Die Entdeckung rekombinanter Peptidtherapeutika begann mit der Erforschung natürlicher Hormone und Peptide, die bekannte physiologische Funktionen haben. Diese Substanzen wurden zunächst zur Behandlung von Erkrankungen aufgrund von Hormonmangelzuständen wie Insulin und Wachstumshormon eingesetzt. Mit dem technologischen Fortschritt entdeckten Forscher eine Vielzahl an natürlichen Peptiden und Hormonen sowie Peptiden, die Hormone nachahmen, was zu weiteren Entwicklungen im Bereich der Peptidmedikamentenentdeckung führte.

Arten von Peptiden	Eigenschaften
GLP-1	Das GLP-1 ist ein Peptid, das aus 37 Aminosäuren besteht. Die biologisch aktive Form von GLP-1 umfasst sowohl GLP-1 (7–36) Amid als auch GLP-1 (7–37), die sich mit einem spezifischen GLP1R binden und eine Rolle bei der Verringerung von Blutzuckerspiegeln und Förderung des Gewichtsverlusts spielen. Die Halbwertszeit von GLP-1 im menschlichen Organismus ist bemerkenswert kurz. Es wurden erhebliche Bemühungen unternommen, seine Sequenz zu verändern, um die Stabilität dieses Hormons zu verbessern, während gleichzeitig seine Wirksamkeit und pharmakologische Wirkung erhalten bleibt, was zur Zulassung zahlreicher GLP-1-Analoga geführt hat.
Insulin	Insulin besteht aus 51 Aminosäuren und wird von den Zellen der Langerhans-Inseln produziert. Menschliches Insulin hat eine dimerische Struktur, die aus zwei Polypeptidketten, A- und B-Kette, besteht, die durch Disulfidbrücken zwischen A7-B7, A20-B19 und A6-A11 verbunden sind. Die A-Kette setzt sich aus 21 Aminosäuren zusammen, während die B-Kette aus 30 Aminosäuren besteht. Diabetes kann mit verschiedenen Arten rekombinanter Insuline oder Insulinanaloge behandelt werden.
GH, Wachstumshormon	Das menschliche Wachstumshormon (GH) spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation von Wachstum, Stoffwechsel und Tagesrhythmus im Körper. Das Hormon besteht aus 109 Aminosäuren. Da GH aus den Hypophyse von Leichen gewonnen wurde, wurde es in den 1950er Jahren zu therapeutischen Zwecken verwendet, aber Sicherheit und Verfügbarkeit waren begrenzt. Der erste rekombinante GH wurde hergestellt in Escherichia Coli den 1980er Jahren unter Verwendung der rekombinanten DNS-Technologie. GH wird normalerweise verordnet, um das Wachstumsverzögerung bei Kindern zu behandeln, die durch verschiedene Bedingungen wie GH-Mangel, Prader-Willi-Syndrom, Turner-Syndrom, Homeobox-Gen-Mangel oder idiopathische Ursachen verursacht wird.
GLP-2	GLP-2 ist ein 33-Aminosäure-Peptid, das durch spezifische posttranslationale proteolytische Spaltung eines Polypeptid-Vorgängers entsteht, was auch das verwandte GLP-1 freisetzt.
PTH, Parathormon	Das 84-Aminosäure-Hormon, bekannt als Parathormon (PTH), steuert das Kalzium-Gleichgewicht im Körper, indem es auf Zielgewebe einwirkt. Sowohl das vollständige rekombinante Hormon hPTH(1–84) als auch der Aminoterminus-Fragment hPTH(1–34) fördern das Knochenwachstum und erhöhen die Knochendichte.
IGF-1, Insulin-like growth factor-1	Insulin-ähnliches Wachstumsfaktor-1 (IGF-1) ist ein Peptid, das aus 70 Aminosäuren und drei Disulfidbrücken besteht. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation des normalen Wachstums in der Kindheit und hat das Potenzial, einen signifikanten anabolen Effekt bei Erwachsenen hervorzurufen. Die Verwendung von rekombinantem IGF-1 wurde für die Behandlung von Wachstumsstörungen bei Kindern mit schwerer primärer IGF-I-Mangel (SPIGFD) genehmigt.
Leptin	Leptin ist ein Peptid, das aus 167 Aminosäuren besteht, einschließlich einer 21-Aminosäure-Aminoterminalen Sekretionssignalsequenz. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Neuroendokrinen Funktion und beim Aufrechterhalten des Energihaushalts im Körper. Die Konzentration von Leptin im Blutkreislauf gibt Auskunft über Energievorräte, Fettmasse und Energiemangel. Die Verwendung von Leptintherapie hat bei der Behandlung kardiometabolischer Erkrankungen, die mit Leptinmangel verbunden sind, Wirksamkeit gezeigt, ist jedoch nicht effektiv bei der Behandlung von üblichen Formen von Adipositas. Der rekombinante humane Leptinanalogon Metreleptin (Myalept), das eine Methioninzusatz am Leptinmolekül enthält, um die Molekulfaltung und Produktionswirksamkeit zu verbessern, wurde in Japan, den USA und Europa zur Anwendung freigegeben.
Hirudin	Hirudin ist ein endogenes kleines Polypeptid, das im Speichel von blutsaugenden Parasiten vorkommt, spezifisch Hirudo medicinalis , und besitzt antikoagulative Eigenschaften durch Bindung an und Hemmung von Thrombin. Lepirudin, eine modifizierte Form von Hirudin, die mittels rekombinanter Technologie in Saccharomyces cerevisiae , wird verschrieben zur Prävention von Gerinnungs- oder Gerinnselbildung.
TPO, Thrombopoetin	Thrombopoetin (TPO) dient als der wichtigste physiologische Regulator der Thrombozytenproduktion und funktioniert als Analogon eines Thrombozytenwachstumsfaktors. Es wird als ein 353 Aminosäuren umfassender Vorläufer produziert, der ein 21-Aminosäure-Signalpeptid enthält. Die Idee eines Thrombozytenwachstumsfaktors, ähnlich wie Erythropoetin, wurde erstmals in den 1950er Jahren vorgeschlagen. Eine Peptibody-Molekül, das einen Fc-Fragmentteil umfasst, der kovalent an ein Peptid gebunden ist, welches zwei Bindungsdomänen des Thrombopoetin-Rezeptors am C-Terminus enthält, wurde zur Behandlung von Thrombozytopenie genehmigt.

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Quelle:

[1] Wang L, et al. Therapeutische Peptide: aktuelle Anwendungen und zukünftige Richtungen. Signal Transduct Target Ther. 2022 Feb 14;7(1):48. doi: 10.1038/s41392-022-00904-4.

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