01Čo je to
Pinealon je syntetický tripeptid Glu-Asp-Arg, v literatúre označovaný aj ako peptid EDR. Patrí do línie krátkych peptidov, ktoré vyvinula skupina Vladimira Chavinsona v Petrohrade a ktoré sa skúmajú ako peptidové bioregulátory: jedným koncom pôsobia ako antioxidanty a druhým vstupujú do buniek a väzbou na DNA menia expresiu génov. Peptid je výskumná látka a v ruskom liekovom registri sa liek s týmto názvom nenachádza.
Výskum pinealonu sa sústreďuje na odolnosť nervových buniek voči záťaži: oxidačnému stresu, hypoxii a nadbytku homocysteínu. Peptid sa skúmal v kultúrach neurónov a v modeloch u potkanov a myší, ako aj v dvoch malých otvorených štúdiách u ľudí, v ktorých sa podával spolu s príbuzným tripeptidom vesugen (Lys-Glu-Asp).
02Mechanizmus účinku
Prvou zložkou účinku je obmedzenie hromadenia reaktívnych foriem kyslíka. V granulových bunkách mozočka, v neutrofiloch a v bunkách feochromocytómu PC12 tlmí pinealon v závislosti od koncentrácie nárast reaktívnych foriem kyslíka, ktorý vyvolá oxidačný stres cez receptorové aj mimoreceptorové podnety, a znižuje podiel buniek, ktoré pri tom odumierajú nekrózou. Ochranný účinok je spojený s oneskoreným priebehom aktivácie kináz ERK1/2 a so zmenou bunkového cyklu; keďže tlmenie radikálov a úmrtnosti buniek sa nasycuje pri nižších koncentráciách, kým vplyv na bunkový cyklus pokračuje aj pri vyšších, autori usudzujú, že peptid okrem antioxidačného účinku vstupuje do interakcie s genómom.
Druhou zložkou je epigenetická regulácia. Krátke peptidy tejto línie prechádzajú do buniek aj do jadra a viažu sa na DNA; molekulové modelovanie a dokovanie peptidu EDR do dvojzávitnice priradilo jeho väzbové miesta do promótorových oblastí génov CASP3, NES, GAP43, APOE, SOD2, PPARA, PPARG a GPX1, teda génov pre kaspázu 3, nestín, rastový proteín GAP-43, apolipoproteín E, superoxiddismutázu 2, receptory PPAR a glutatiónperoxidázu. V starnúcich kultúrach buniek mozgovej kôry zvyšuje expresiu serotonínu a dokovanie ukázalo komplementaritu peptidu k sekvencii CCTGCC v géne tryptofánhydroxylázy, enzýmu syntézy serotonínu.
Tretím meraným prejavom je obnova synaptickej architektúry. V primárnej kultúre hipokampových neurónov myši, v ktorej amyloid beta poškodzuje synapsie, zvýšil peptid EDR v koncentrácii 200 ng/ml počet hríbovitých dendritických tŕňov o 71 % a vrátil ich počet na úroveň neporušených kultúr; tripeptid KED (vesugen) v tej istej koncentrácii ich počet zvýšil o 20 %. U transgénnych myší 5xFAD zabránili peptidy EDR a KED úbytku dendritických tŕňov. V neurónoch pripravených transdiferenciáciou z kožných fibroblastov starších darcov znížil peptid EDR oxidačné poškodenie DNA a spolu s peptidmi KED a AEDG (epitalon) zvýšil počet primárnych výbežkov aj celkovú dĺžku dendritov.
03Účinky
Najpodrobnejší zvierací pokus sledoval potomstvo potkanov kmeňa Wistar s experimentálnou hyperhomocysteinémiou, ktorú vyvolalo zaťaženie gravidných samíc metionínom v dávke 1 g/kg denne. Samice potkanov dostávali pinealon v dávke 10 µg/kg denne intraperitoneálne päť dní pred začiatkom zaťaženia. V Morrisovom vodnom labyrinte plávali ich mláďatá rýchlejšie a platformu hľadali 137 sekúnd, kým mláďatá len s metionínom 170 sekúnd a neporušené mláďatá 112 sekúnd. V granulových bunkách mozočka týchto mláďat bolo menej nekrotických buniek a po vystavení peroxidu vodíka sa v nich hromadilo menej reaktívnych foriem kyslíka.
V modeli hypobarickej hypoxie u hlodavcov mali antihypoxický účinok krátke peptidy vilon, epitalon, vesugen aj pinealon, pričom najvýraznejší bol pri pinealone; autor ho spája s podporou vlastného antioxidačného enzýmového systému a s obmedzením excitotoxického pôsobenia N-metyl-D-aspartátu, nie len s priamym tlmením radikálov. U starých potkanov zlepšil pinealon učenie v Morrisovom labyrinte viac než polypeptidový komplex kortexín a v modeli akútnej hypoxickej hypoxie posunul hladiny interleukínu 6 a tumor nekrotizujúceho faktora v sére k referenčným hodnotám; podanie krátkych peptidov pred uzáverom karotíd zvýšilo prežívanie zvierat.
U ľudí sa pinealon skúmal v dvoch malých otvorených prácach, v oboch spolu s tripeptidom vesugen. V štúdii s 32 pacientmi vo veku 41–83 rokov s polymorbiditou a organickým psychosyndrómom v remisii mali oba peptidy anabolický účinok, zvýšili aktivitu centrálneho nervového systému a ďalších životne dôležitých orgánov a spomalili ukazovatele biologického veku, pričom geroprofylaktický účinok bol výraznejší pri vesugene. V práci so 150 profesionálnymi vodičmi nákladných vozidiel a 150 kovoobrábačmi ako kontrolou obnovilo podávanie bioregulačných peptidov adaptačný potenciál, zlepšilo psychoemočné ukazovatele, zvýšilo odolnosť voči pracovnému stresu a znížilo riziko hraničných duševných porúch, najvýraznejšie pri kombinácii pinealonu a vesugenu.
04Dávkovanie
Pinealon nemá registrované dávkovanie. Jediná dávka s uvedeným zdrojom je dávka použitá u potkanov; dve otvorené ľudské štúdie dávky v dostupných súhrnoch neuvádzajú.
Jednotky
- µg
- mikrogram; 1 000 µg = 1 mg
- µg/kg
- na kilogram telesnej hmotnosti zvieraťa v štúdii
Skúmané dávky
Gravidné potkany kmeňa Wistar so zaťažením metionínom
ochrana nervového systému potomstva pri prenatálnej hyperhomocysteinémii
10 µg/kg denne
- Podanie
- intraperitoneálne
- Trvanie
- 5 dní pred začiatkom zaťaženia metionínom
Zdroj Arutjunyan a kol. 2012 ↗
Prehľad dávok z registrácií, klinickej praxe a štúdií; pri každej je uvedený zdroj. Slúži na vzdelávanie, nie ako individuálny protokol.
05Riziká a súvislosti
U ľudí sa pinealon skúmal v dvoch malých otvorených prácach, v oboch spolu s tripeptidom vesugen: u 32 pacientov vo veku 41–83 rokov a u 150 profesionálnych vodičov; dávky tieto práce neuvádzajú.
V štúdii s 32 pacientmi vo veku 41–83 rokov zaznamenali autori pri pinealone a vesugene prooxidačnú aktivitu v chemiluminiscenčnom meraní a pokles podielu hematopoetických buniek CD34+ v krvi, ktorý hodnotia ako významné potlačenie krvotvorby a vysvetľujú tým, že tieto bunky neboli zapojené do adaptačných reakcií. Stupeň kondenzácie chromatínu peptidy nezmenili, čo autori hodnotia ako bezpečnosť na úrovni jadrovej genetiky, a odporúčajú ich ako geroprotektory anabolického neuroprotektívneho, nie antioxidačného typu.
V pokusoch so starými potkanmi zvýšilo podanie pinealonu pred uzáverom karotíd aktivitu kaspázy 3 v mozgu, a to mierne aj u falošne operovaných zvierat; v tej istej práci stúpol u potkanov s pinealonom čas behaviorálneho spánku a znížila sa prieskumná, motivačná a motorická aktivita. Pri podaní pred akútnou hypoxickou hypoxiou naopak pinealon aktivitu kaspázy 3 v mozgu starých potkanov znižoval, takže smer účinku závisí od modelu a od veku zvierat.
06Ako zapadá do celku
Pinealon je jeden z troch krátkych peptidov Chavinsonovej línie, ktoré sa v archíve objavujú: tripeptid EDR (pinealon), tetrapeptid AEDG (epitalon) a tripeptid KED (vesugen). V jednom pokuse s neurónmi z fibroblastov starších darcov zvýšili všetky tri počet dendritických výbežkov a v modeli amyloidovej synaptotoxicity obnovili EDR aj KED počet dendritických tŕňov, EDR výraznejšie.
Prehľad ruských neuroprotektívnych peptidov ich stavia do dvojice skupín: polypeptidové komplexy ako kortexín a cerebrolyzín na jednej strane a krátke peptidy ako semax, kortagen a pinealon na druhej. V priamom pokuse so starými potkanmi zlepšil pinealon učenie v Morrisovom labyrinte viac než kortexín, kým na voľnoradikálové procesy a aktivitu kaspázy 3 v mozgu pôsobil kortexín výraznejšie.
Štúdie a zdroje
- Pinealon protects the rat offspring from prenatal hyperhomocysteinemia. ↗Pregnant Wistar rats loaded with methionine 1 g/kg/day and given pinealon 10 µg/kg/day intraperitoneally for five days before the loading: offspring swam faster and found the platform in 137 s versus 170 s (methionine) and 112 s (intact) in the Morris water maze, with fewer necrotic cerebellar granule cells and less reactive oxygen species accumulation after hydrogen peroxide; doses read in the full text.
- Pinealon increases cell viability by suppression of free radical levels and activating proliferative processes. ↗Cerebellar granule cells, neutrophils and PC12 cells under receptor-dependent and receptor-independent oxidative stress: dose-dependent restriction of reactive oxygen species accumulation and less necrotic death (propidium iodide), delayed ERK1/2 activation and cell-cycle modification; the authors conclude that besides its antioxidant activity the peptide interacts with the cell genome.
- EDR Peptide: Possible Mechanism of Gene Expression and Protein Synthesis Regulation Involved in the Pathogenesis of Alzheimer's Disease. ↗Review of the molecular and genetic effects of the EDR peptide: entry into cells with binding to histones or nucleic acids, changes in the MAPK/ERK pathway and in the synthesis of caspase-3, p53, SOD2, GPX1, PPARA, PPARG, serotonin and calmodulin, prevention of dendritic spine elimination in neuronal cultures from Alzheimer and Huntington models, and improved memory reported in elderly patients.
- Neuroprotective Effects of Tripeptides-Epigenetic Regulators in Mouse Model of Alzheimer's Disease. ↗5xFAD mice and molecular modelling: EDR and KED peptides prevented dendritic spine loss, KED 400 µg/kg intraperitoneally from 2 to 4 months of age tended to increase neuroplasticity, and docking placed EDR binding sites in the promoter regions of CASP3, NES, GAP43, APOE, SOD2, PPARA, PPARG and GPX1.
- Tripeptides Restore the Number of Neuronal Spines under Conditions of In Vitro Modeled Alzheimer's Disease. ↗Primary culture of mouse hippocampal neurons under amyloid synaptotoxicity: peptide EDR at 200 ng/ml increased the number of mushroom spines by 71 % and returned it to the normal level, while tripeptide KED increased it by 20 %.
- Short Peptides Protect Fibroblast-Derived Induced Neurons from Age-Related Changes. ↗Induced cortical neurons transdifferentiated from dermal fibroblasts of elderly donors: EDR, KED and AEDG peptides increased the number of primary processes and the total dendrite length, and EDR reduced oxidative DNA damage; mitochondrial and lysosomal activity and p16 levels were unchanged.
- Short peptides stimulate serotonin expression in cells of brain cortex. ↗Aging cultures of brain cortex cells: peptides Glu-Asp-Arg and Lys-Glu-Asp stimulated serotonin expression, and molecular docking found the CCTGCC sequence of the 5-tryptophan hydroxylase gene complementary to both peptides.
- [Investigation of antihypoxic properties of short peptides]. ↗Hypobaric hypoxia model in rodents: vilon, epitalon, vesugen and pinealon all showed antihypoxic properties, pinealon the most pronounced; the author attributes the higher neuronal resistance to stimulation of the internal antioxidant enzyme system and possibly to limiting the excitotoxic effect of N-methyl-D-aspartate; Russian-language report.
- [Effect of peptide geroprotectors on the navigation system learning and caspase-3 in brain structures in rats of different age]. ↗Young and old rats in a model of acute hypoxic hypoxia: regional changes of caspase-3 activity and content in the cortex and brain stem after cortexin and pinealon, with pinealon improving Morris maze learning in both age groups more than cortexin; Russian-language report.
- [Regulation of content of cytokines in blood serum and of caspase-3 activity in brains of old rats in model of sharp hypoxic hypoxia with Cortexin and Pinealon]. ↗Old rats under acute hypoxic hypoxia: pinealon (Glu-Asp-Arg) moved interleukin 6 and tumour necrosis factor in serum and caspase-3 activity in the brain towards reference levels, which the authors read as more neurogenesis and less neuroinflammation; cortexin lowered programmed cell death but kept interleukin 6 high; Russian-language report.
- [Effects of introduction of short peptides before carotid artery occlusion on behaviour and caspase-3 activity in the brain of old rats]. ↗Old rats given pinealon or cortexin before carotid artery occlusion: short peptides raised survival; after pinealon the time of behavioural sleep increased and exploratory, motivational and motor activity decreased, and caspase-3 activity rose moderately in sham-operated animals and in the occlusion model; Russian-language report.
- [EFFECT OF SYNTHETIC PEPTIDES ON AGING OF PATIENTS WITH CHRONIC POLYMORBIDITY AND ORGANIC BRAIN SYNDROME OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN REMISSION]. ↗Open study in 32 people aged 41–83 years (18 men, 12 women) with polymorbidity and organic brain syndrome in remission given the tripeptides pinealon and vesugen: anabolic effect, higher central nervous system and organ activity and slower biological-age indicators, with a more visible geroprophylactic effect of vesugen; prooxidant activity by chemiluminescence and fewer CD34+ cells, unchanged chromatin condensation; Russian-language report.
- [The peptide correction of neurotic disorders among professional truck-drivers]. ↗150 male lorry drivers (mean age 43.3 years) and 150 metal craftsmen as controls: bioregulating peptides restored adaptive potential, improved psychoemotional indices, increased resistance to work stress and reduced the occupational risk of borderline mental disorders (p<0.001–0.05), with the best effect from the combination of pinealon and vesugen; Russian-language report.
- [Neuroprotective effects of peptides bioregulators in people of various age]. ↗Review comparing two groups of peptide neuroprotectants: polypeptide complexes (cortexin, cerebrolysin) and short peptides (semax, kortagen, pinealon), with the clinical use in elderly and old people and the cellular and molecular mechanisms of their neuroprotective activity; Russian-language report.
