Peptyd wziewnyAdministracja: Kompletny przewodnik

Większość badaczy peptydów, którzy nie dopuścili się wstrzyknięcia podskórnego, nie biorąc pod uwagę, że w przypadku niektórych związków aerozol do nosa może przynieść porównywalne lub nawet lepsze wyniki. Badanie z 2018 r. opublikowane wBadania farmaceutycznewykazano, że insulina intranasal osiągnęła stężenie płynu mózgowo-rdzeniowego 7- krotnie większe niż podanie dożylne w równoważnych dawkach, podważając długotrwałe założenie, że wstrzyknięcie jest zawsze standardem złota. Dla konkretnego podzbioru peptydów, szlak nosowo-mózgowy oferuje bezpośrednią drogę, która omija metabolizm pierwszego przejścia i, w niektórych przypadkach, barierę krew-mózg sam.

Przewodnik ten obejmuje naukę związaną z dostawą peptydu do jamy brzusznej, do której peptydy najlepiej nadają się, praktyczne techniki przygotowania, a badacze danych dotyczących biodostępności powinni wiedzieć przed wybraniem drogi podania.

The Science Behind Intranasal Dostawa

Jama nosowa jest czymś więcej niż prostym przepływem powietrza. Górny nabłonek nosowy zawiera obszar węchowy - o powierzchni około 10 cm ² u ludzi - gdzie węchowe neurony sensoryczne przechodzą bezpośrednio przez płytkę krybryczną do żarówki węchowej mózgu. Ten anatomiczny skrót jest podstawą dostarczania leków z nosa do mózgu, koncepcji, która zyskała znaczącą przyczepność w badaniach neurobiologii w ciągu ostatnich dwudziestu lat.

Istnieją trzy podstawowe drogi transportu dla związków podawanych donosowo. Pierwszym z nich jest szlak nerwów węchowych, gdzie molekuły są transportowane wzdłuż neuronów węchowych poprzez mechanizmy wewnątrzkomórkowe lub zewnątrzkomórkowe, aby dotrzeć do żarówki węchowej i, stamtąd, głębsze struktury mózgu. Drugim jest szlak nerwu trójcewkowego, który innerwia nabłonek oddechowy jamy nosowej i przenosi się do pnia mózgu, zapewniając inną bezpośrednią drogę do centralnego układu nerwowego. Trzecią z nich jest wchłanianie ogólnoustrojowe przez bogato unaczynioną śluzówkę nosa, która działa podobnie do wstrzyknięcia, wprowadzając peptyd do ogólnego krążenia.

Dla peptydów, które są skierowane do ośrodkowego układu nerwowego - nootropików, anksjolityków, neurośrodków ochronnych - pierwsze dwa szlaki są szczególnie cenne. Badania przeprowadzone przez firmę Lochhead i Thorne (2012 r.) wykazały, że wewnątrzczaszkowe dostarczanie dużych cząsteczek, w tym peptydów i białek, może spowodować osiągnięcie stężeń w mózgu, które wymagałyby większych dawek ogólnoustrojowych, aby się zgadzały. Dlatego intranasal Semax, Selank i oksytocyna stały się przedmiotem intensywnych badań.

Dostępność biologiczna: Intranasal vs.

Dostępność biologiczna jest zmienną krytyczną przy porównywaniu dróg podania, a dane różnią się znacznie w zależności od danego peptydu. Małe, względnie lipofilowe peptydy mają tendencję do wykonywania dobrze donosowo, podczas gdy większe peptydy napotykają znaczące bariery absorpcyjne.

błony śluzowej nosa stanowi kilka wyzwań dla wchłaniania peptydu: śluz śluzowych zamiata związki w kierunku nosogardzieli w ciągu 15- 20 minut, enzymatyczne degradacja przez aminopeptydazy i proteazy w nabłonku nosa może rozbić peptydy przed ich absorpcji, a ciasne skrzyżowania między komórek nabłonkowych ograniczają transport parakomórkowy molekuł większy niż około 1000 Daltonów.

Wzór jest jasny: peptydy poniżej około 1000 Da z pewnym stopniem lipofility mają tendencję do wykonywania najlepiej w układzie wewnątrzczaszkowym. Semax i Selank zostały opracowane specjalnie z myślą o dostawie do nosa przez rosyjskich badaczy farmaceutycznych, co częściowo wyjaśnia ich silne działanie donosowe. Większe peptydy, takie jak BPC-157 i większość sekretagog hormonu wzrostu nie mają profilu absorpcyjnego, który sprawiłby, że do podawania donosowego praktyczne bez wzmacniaczy absorpcji.

Najlepsze Peptydy do podawania donosowego

Nie każdy peptyd jest kandydatem do nosa. Opierając się na dostępnej literaturze badawczej i doświadczeniu społeczności, tutaj są peptydy najczęściej i z powodzeniem stosowane drogą donosową.

Semax i NA- Semax

Semax jest prawdopodobnie plakat dziecka do dostarczania peptydu donosowego. Opracowany w Instytucie Genetyki Molekularnej w Rosji, został zaprojektowany od początku jako aerozol do nosa. Semax jest syntetycznym analogiem ACTH (4- 10) ze zmodyfikowanym C- terminusem, który poprawia stabilność przed degradacją enzymatyczną. Jego główne badane efekty to upregulacja ekspresji BDNF, modulacja systemów serotoninergicznych i dopaminergicznych, oraz neuroochrona przed stresem oksydacyjnym. Wariant N- acetylowy (NA- Semax) dodaje grupę acetylową, która dodatkowo zwiększa stabilność i może zwiększyć moc. Dawkowanie badawcze w literaturze zazwyczaj waha się od 200- 600 mcg na podawanie, podawane 1-3 razy na dobę.

Selank i NA- Selank

Selank jest syntetycznym analogiem immunomodulującej tuftiny peptydowej, opracowanej również w rosyjskich instytutach badawczych. Przeprowadzono głównie badania nad działaniem anksjolitycznym i nootropowym, w których wykazano modulację ekspresji receptora GABAA, wpływ na metabolizm IL- 6 i monoaminy oraz korzystny profil bezpieczeństwa w modelach przedklinicznych. Podobnie jak Semax, został zaprojektowany do użytku donosowego. Biodostępność donosowa 60- 80% powoduje, że jest to jeden z najlepiej wchłaniających się peptydów nosa. Formularz N- acetylowy (NA- Selank) zapewnia zwiększoną stabilność enzymatyczną i potencjalnie wydłużony czas działania.

Oksytocyna

Oksytocyna intranasalowa była przedmiotem setek badań klinicznych dotyczących jej wpływu na poznanie społeczne, lęk, zaufanie i więzi. Chociaż biodostępność ogólnoustrojowa przez nos jest dość mała (2- 5%), efekty kliniczne obserwowane w badaniach zdecydowanie wskazują na znaczące uzyskanie OUN przez bezpośrednie drogi nosowo-mózgowe. Protokoły badawcze zazwyczaj używają 20- 40 IU dostarczanych za pomocą skalibrowanych aerozoli do nosa. W szczególności przegląd systematyczny do roku 2020Psychoneuroendokrynologiastwierdzono, że oksytocyna intranazalna powodowała wymierne działanie behawioralne i neuroobrazowe w większości kontrolowanych badań, co zwiększa żywotność tej drogi podania dla tego konkretnego peptydu.

Dihexa

Dihexa (N-heksanoic- Tyr- Ile- (6) -aminoheksanowy amid) jest małym analogiem angiotensyny IV, wykazującym znaczącą moc w badaniach przedklinicznych poznawczych. Jego stosunkowo niewielka wielkość i lipofilowa grupa heksanoilowa sprawiają, że teoretycznie jest podatna na wchłanianie z nosa. Niektórzy badacze zbadali dostawy donosowe, choć opublikowane dane dotyczące biodostępności specjalnie dla tej trasy pozostają ograniczone. Siła działania związku w stężeniach pikomolarnych oznacza, że nawet skromne wchłanianie z nosa może być funkcjonalnie istotne.

Jak przygotować Peptide Nasal spray

Przygotowanie aerozolu do nosa z liofilizowanego peptydu wymaga zwrócenia uwagi na sterylność, dokładne obliczenia dawkowania i odpowiedni sprzęt. Poniżej przedstawiono standardową metodę przygotowania laboratoryjnego udokumentowaną w protokołach badawczych.

Wyposażenie wymagane

Badacze zazwyczaj używają jałowej butelki aerozolu do nosa (większość dostarcza 0,1 mL na dawkę), wody bakteriostatycznej (woda BAC) jako rozpuszczalnika do rozpuszczania, gazików nasączonych alkoholem do topów fiolki i standardowych strzykawek do transferu. Niektóre protokoły wymagają sterylnego roztworu soli fizjologicznej (0,9% NaCl) zamiast wody BAC, szczególnie w przypadku wrażliwych związków lub gdy zawartość alkoholu benzylowego jest problemem.

Obliczenia dawkowania

Matematyka jest prosta, ale ważna, by być poprawnym. Jeśli butelka aerozolu do nosa dostarcza 0,1 mL na pompę, a dawka docelowa wynosi 300 mcg na aerozol, wymagane stężenie wynosi 3 mg / mL (3000 mcg na mL). Dla 5 fiolki z peptydem mg, rekonstytucja z 1,67 mL wody BAC dawałaby około 3 mg / mL. Większość naukowców okrąża do wygodnych objętości i dostosować liczbę dawek odpowiednio.

Etapy przygotowania

Ogólny protokół laboratoryjny obejmuje pierwsze czyszczenie przegrody fiolki peptydowej gazikiem nasączonym alkoholem, a następnie powolne dodawanie obliczonej objętości wody BAC, kierując ją w dół po stronie fiolki, a nie bezpośrednio na liofilizowany proszek, aby uniknąć degradacji z naprężeń mechanicznych. Po delikatnym wirowaniu (nigdy nie wstrząsać), aż do całkowitego rozpuszczenia, roztwór jest pobierany i przenoszony do butelki aerozolu do nosa przez otwór lub strzykawkę. Proces gruntowania - kilka razy pompując spray, aż do wytworzenia stałej mgły - marnuje niewielką ilość roztworu, która powinna zostać uwzględniona w początkowym obliczeniu objętości.

Właściwa technika podawania wziewnego

Technika ma większe znaczenie niż większość naukowców zdaje sobie sprawę. Niewłaściwie wykonane podanie donosowe może zmniejszyć skuteczne podanie o 50% lub więcej, przy czym większość dawki wysysa do gardła i jest raczej połykana niż wchłaniana przez błony śluzowe nosa.

Protokoły badawcze konsekwentnie podkreślają kilka elementów technicznych. Po pierwsze, delikatne oczyszczanie nosa przed podaniem usuwa nadmiar śluzu, który działa jako bariera. Należy jednak unikać agresywnego dmuchania, ponieważ może to powodować przejściowe zapalenie błony śluzowej. Po drugie, głowę należy przechylić lekko do przodu (nie do tyłu), a butelkę z rozpylaczem obracać lekko na zewnątrz w kierunku bocznej ściany nosa, a nie w kierunku przegrody. Ma to na celu bardziej absorpcyjny boczny nabłonek i zapobiega mniej unaczyniony obszar chrząstki przegrody.

Po trzecie, delikatny wąch podczas działania - a nie ostre wdychanie - pomaga rozprowadzić aerozol przez górną część jamy nosowej, nie pociągając go zbyt szybko do nosogardzieli. Po czwarte, naprzemienne nozdrza między rozpylaczami rozkładają dawkę w sposób bardziej równomierny i zapobiegają nasycaniu zdolności absorpcyjnej jednej strony. Wreszcie, pozostawanie w pozycji pionowej i unikanie dmuchania w nos przez co najmniej 10- 15 minut po podaniu, daje czas wchłaniania peptydu, zanim klirens błony śluzowej usunie pozostałą część roztworu w sposób postępowy.

Wchłanianie Wzmacniacze i strategie formowania

W przypadku peptydów z naturalnie słabym wchłanianiem z nosa, badania farmaceutyczne wykazały kilka strategii poprawy biodostępności. Odnoszą się one głównie do pracy laboratoryjnej, a nie do standardowych metod rekonstytucji.

W niektórych badaniach wykazano, że cyklodekstryny, szczególnie hydroksypropylo- beta- cyklodekstryna, poprawiają wchłanianie peptydu z nosa dwukrotnie. Działają one poprzez przemijające zwiększenie przepuszczalności błony i ochronę peptydów przed degradacją enzymatyczną. Chitosan, biopolimer pochodzący z chityny, jest kolejnym dobrze zbadanym wzmacniaczem absorpcji, który działa przez tymczasowe otwarcie ciasnych skrzyżowań między komórkami nabłonka. Badania opublikowane wDziennik wydania kontrolowanegowykazano, że chitozanowa insulina do nosa uzyskała biodostępność około 3 razy większą niż insulina w prostym roztworze soli fizjologicznej.

Inne badane substancje polepszające obejmują alkilosacharydy (szczególnie maltozyd dodecylowy, stosowany w aerozolu do nosa z aerozolem Valtoco diazepam), sole żółciowe, fosfolipidy i peptydy przechodzące przez komórki. Warto jednak zauważyć, że wiele substancji polepszających wchłanianie niesie ze sobą szlak handlowy: mogą powodować podrażnienie błony śluzowej nosa przy wielokrotnym stosowaniu, co może paradoksalnie zmniejszyć długotrwałe wchłanianie i rodzi pytania dotyczące bezpieczeństwa dla protokołów przewlekłego podawania.

Uwagi dotyczące stabilności i składowania

Stabilność peptydu w postaci aerozolu do nosa jest praktycznym problemem, który bezpośrednio wpływa na wyniki badań. Po rozpuszczeniu w roztworze wodnym peptydy są znacznie bardziej wrażliwe na degradację niż w postaci liofilizowanej. Głównymi zagrożeniami są temperatura, pH, utlenianie i zanieczyszczenie mikrobiologiczne.

Większość odtworzonych dawek peptydu do nosa należy przechowywać w lodówce w temperaturze 2- 8 ° C. Woda bakteriostatyczna zapewnia pewną ochronę przeciwdrobnoustrojową poprzez zawartość alkoholu benzylowego, ale nie jest to substytut prawidłowego chłodzenia i sterylnej obsługi. Grupy badawcze zwykle przygotowują tylko wystarczającą ilość roztworu na 2-4 tygodnie stosowania, wyrzucania i przygotowywania świeżego roztworu po zakończeniu. Niektóre peptydy, w szczególności zawierające pozostałości metioniny, są wrażliwe na utlenianie i mogą korzystać z fiolek z nitrozoamidem i przechowywania chronionego przed światłem.

Co ważne, aerozol do nosa sam wprowadza zmienne stabilności. Plastikowe i gumowe komponenty pomp aerozolowych mogą adsorbować peptydy z roztworu, potencjalnie zmniejszając z czasem stężenie. Efekt ten jest najbardziej wyraźny w przypadku hydrofobowych peptydów i przy niskich stężeniach. Badacze badający tę kwestię stwierdzili, że szklane fiolki z pompami natryskowymi powlekanymi PTFE minimalizują straty adsorpcyjne w porównaniu ze standardowymi urządzeniami z tworzyw sztucznych.

Kiedy wybrać lek Intranasal vs.

Decyzję między podawaniem do nosa a podaniem do wstrzykiwań powinien kierować specyficzny peptyd, cel badawczy i względy praktyczne. Żadna trasa nie jest powszechna.

Podanie donosowe jest wyraźnie preferowane w przypadku peptydów ukierunkowanych na CNS, takich jak Semax, Selank i oksytocyna, gdzie bezpośredni transport z nosa do mózgu zapewnia przewagę farmakologiczną, że wstrzyknięcie nie może się powtórzyć. Dla tych związków, droga nosowa nie jest kompromisem - jest to optymalna metoda dostarczania wspierana przez sam projekt peptydów i wagę opublikowanej literatury.

Podawanie do wstrzykiwań pozostaje wyraźnym wyborem dla peptydów ogólnoustrojowych, takich jak BPC-157, TB-500, wydzielaczy hormonu wzrostu (CJC-1295, Ipamorelin, GHRP-2 / 6) oraz wszelkich peptydów, w przypadku których głównym celem badań jest narażenie tkanek obwodowych. Biodostępność zastrzyku podskórnego (zwykle 65- 100% w zależności od peptydu) znacznie przewyższa dostępność nosową większości tych związków.

Istnieje szara strefa dla peptydów, gdzie obie trasy mają pewne dane uzupełniające, ale nie jest ostatecznie ustalone jako lepsze. W takich przypadkach badacze powinni rozważyć czynniki, w tym specyficzny docelowy poziom stężenia w tkankach, znaczenie OUN w porównaniu z ekspozycją ogólnoustrojową, względy zgodności (rozpylanie do nosa jest mniej inwazyjne) oraz dostępne dane farmakokinetyczne dla każdej drogi z danym związkiem.

Ograniczenia i praktyczne wyzwania

Intranasal peptyd dostarcza nie bez wyzwań, a naukowcy powinni być świadomi kilku praktycznych ograniczeń, które mogą mieć wpływ na wyniki badań.

Przekrwienie błony śluzowej nosa, alergie i zakażenia górnych dróg oddechowych mogą dramatycznie zmniejszyć wchłanianie. Nawet łagodne zapalenie błony śluzowej zmienia właściwości przepuszczalności nabłonka nosa w nieprzewidywalny sposób. Osoby cierpiące na alergię sezonową mogą przez cały rok wykazywać znaczną zmienność wchłaniania peptydu. Ponadto stosowanie rozpylaczy dekongestacyjnych do nosa (oksymetazolina, fenylefryna) powoduje zwężenie naczyń, które może zmniejszyć wchłanianie peptydu poprzez ograniczenie przepływu krwi do błony śluzowej wchłaniającej.

Kolejnym wyzwaniem jest odtwarzalność dawki. W przeciwieństwie do wstrzyknięć, w których dostarczona dawka jest dokładnie kontrolowana przez objętość strzykawki, podanie aerozolu do nosa wykazuje nieodłączną zmienność. Pompy z dawkami metanu mają zazwyczaj współczynnik zmienności objętości wyjściowej ± 10- 15%, a różnice indywidualne w anatomii nosowej, produkcji śluzu i technice wprowadzają dalszą zmienność. W przypadku badań wymagających ścisłej kontroli dawek nieścisłość ta może być problematyczna.

Wreszcie całkowita objętość, jaką można podać donosowo, jest ograniczona. Każda nozdrza może skutecznie absorbować około 150- 200 µL przed wystąpieniem odpływu, ustalając praktyczny pułap około 400 µL na każde zdarzenie podania. W przypadku peptydów wymagających dużych dawek, takie ograniczenie objętości może wymagać bardzo skoncentrowanych postaci lub wielu zdarzeń związanych z dawkowaniem w odstępie, z których oba stanowią wyzwanie.

Często zadawane pytania