Che cos'è l'exarelina? Struttura, meccanismo GHS-R1a e CD36 e panoramica della ricerca

L'exarelina è un peptide sintetico di sei residui di rilascio dell'ormone della crescita (GHRP) con sequenza His-D-2-metil-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2, sviluppato come analogo metabolicamente stabilizzato del GHRP-6 e studiato sia come agonista del recettore dei secretagoghi dell'ormone della crescita (GHS-R1a) sia come ligando del recettore scavenger cardiaco CD36. È questo profilo a doppio bersaglio a rendere l'exarelina distintiva nella letteratura sui secretagoghi: una parte consistente dei suoi lavori pubblicati riguarda modelli cardiovascolari in cui il rilascio di ormone della crescita non spiega le osservazioni riportate.

Peptide Medix EU fornisce l'exarelina come polvere liofilizzata in flaconcini sigillati da 2 mg e 5 mg, parte della gamma GHRP e secretagoghi. È offerta rigorosamente come sostanza chimica di ricerca per lavoro in vitro e preclinico di laboratorio.

Che cos'è l'exarelina?

L'exarelina è un esapeptide sintetico, catalogato anche come examorelina ed EP-23905. Appartiene alla famiglia dei GHRP, peptidi corti che stimolano le cellule somatotrope ipofisarie tramite il recettore della grelina (GHS-R1a) anziché tramite il recettore del GHRH. Dal punto di vista chimico è una molecola piccola e interamente sintetica: formula molecolare C47H58N12O6, peso molecolare 887.04 g/mol, numero CAS 140703-51-1, con ammide C-terminale.

Nell'uso di laboratorio l'exarelina funge da agonista di riferimento. Quando uno studio necessita di un ligando di GHS-R1a ben caratterizzato e ad alta efficacia con cui confrontare un secretagogo più recente, l'exarelina è uno dei composti a cui ricorre la letteratura, insieme a GHRP-2 e ipamorelina.

Origine e struttura

La serie dei GHRP ebbe origine dai lavori su derivati dell'encefalina di Cyril Bowers negli anni Settanta e Ottanta, che produssero il GHRP-6. L'exarelina fu sviluppata da quell'impalcatura da Romano Deghenghi e colleghi all'inizio degli anni Novanta. I due peptidi differiscono per un solo gruppo metilico: il D-triptofano in posizione 2 del GHRP-6 è sostituito dal 2-metil-D-triptofano nell'exarelina.

Tale sostituzione è una classica mossa di stabilizzazione peptidica. È stato riportato che l'aggiunta di ingombro sterico adiacente all'anello indolico rallenta l'eliminazione enzimatica e aumenta la potenza sul recettore, e i D-amminoacidi nelle posizioni 2 e 5 già proteggono lo scheletro dalle amminopeptidasi che eliminerebbero rapidamente un esapeptide interamente L. L'ammide C-terminale elimina il carbossilato libero, un ulteriore elemento di stabilità comune all'intera famiglia dei GHRP.

Dal punto di vista strutturale, l'exarelina non ha alcuna somiglianza con l'ormone della crescita stesso né alcuna omologia significativa con il GHRH. È un peptidomimetico del nucleo attivo della grelina anziché un frammento di un ormone umano, motivo per cui la classe dei GHRP è descritta come famiglia di secretagoghi sintetici anziché di analoghi.

Come si ritiene che agisca l'exarelina

Il meccanismo principale riportato per l'exarelina è l'agonismo su GHS-R1a, un recettore accoppiato a proteine G espresso sulle cellule somatotrope ipofisarie e nel nucleo arcuato ipotalamico. L'occupazione del recettore è accoppiata alla segnalazione Gq/fosfolipasi C, alla generazione di inositolo trifosfato e a un aumento del calcio intracellulare, che nelle preparazioni ipofisarie è associato al rilascio dei granuli secretori. Studi pubblicati descrivono inoltre un'interazione permissiva con il tono endogeno di GHRH e un parziale antagonismo funzionale della somatostatina, per cui l'ampiezza della risposta osservata negli animali integri dipende dallo stato ipotalamico al momento della somministrazione e non dal solo peptide.

Il secondo braccio del meccanismo, più insolito, è il CD36. Il legame dell'exarelina a questo recettore scavenger è stato riportato in preparazioni di membrane cardiache, e il CD36 è espresso in cardiomiociti, macrofagi ed endotelio. Poiché il CD36 non è una via dell'ormone della crescita, gli effetti riportati nei modelli cardiaci — compresi quelli in animali ipofisectomizzati o con deficit di GH — sono generalmente attribuiti a questa via anziché all'asse somatotropo. I ricercatori utilizzano l'exarelina anche come sonda farmacologica per separare le due.

Una terza caratteristica meccanicistica riportata in modo coerente in tutta la letteratura sui GHRP è la desensibilizzazione recettoriale. Un'esposizione continua o ravvicinata e ripetuta attenua la risposta secretoria in un modo che l'esposizione pulsatile non produce, proprietà attribuita all'internalizzazione di GHS-R1a. Qualsiasi disegno sperimentale che utilizzi l'exarelina su più di un singolo punto temporale deve tenerne conto.

Che cosa ha esaminato la ricerca

Ormone della crescita e asse dell'IGF-1

Studi su roditori e su cellule ipofisarie dagli anni Novanta in poi hanno riportato che l'exarelina è tra i secretagoghi più potenti della sua generazione, con un rilascio di GH di ampiezza maggiore rispetto al GHRP-6 in confronti appaiati. Durante il suo sviluppo clinico furono condotti studi di farmacologia sull'uomo che riportarono rilascio di GH dopo somministrazione endovenosa, sottocutanea, intranasale e orale, con biodisponibilità progressivamente inferiore lungo tali vie. Lo sviluppo non è giunto all'approvazione e non esiste alcun prodotto in commercio. In parte di quei lavori le risposte a valle dell'IGF-1 sono state misurate come lettura secondaria.

Modelli cardiaci e vascolari

La letteratura cardiovascolare è il motivo per cui l'exarelina resta in circolazione come strumento di ricerca. Studi sui roditori in modelli di ischemia–riperfusione e post-infartuali hanno riportato variazioni dei parametri contrattili cardiaci e dei marcatori di sopravvivenza dei cardiomiociti, e osservazioni analoghe in animali con deficit di GH hanno deposto a favore di una via indipendente dal GH. Studi di legame hanno successivamente identificato il CD36 come bersaglio pertinente. Si tratta di un corpus preclinico; gli endpoint sono misurazioni emodinamiche e istologiche negli animali, non esiti clinici.

Selettività e rilascio ormonale non desiderato

A differenza dell'ipamorelina, l'exarelina non è un secretagogo selettivo. Studi pubblicati sull'uomo e sugli animali hanno riportato concomitanti aumenti di cortisolo, ACTH e prolattina, considerazione importante quando il disegno di uno studio richiede un segnale di GH pulito. Questo contrasto è la base pratica per scegliere tra i due composti ed è esaminato in dettaglio nel nostro confronto exarelina vs ipamorelina.

Modelli su muscolo scheletrico e metabolici

Letterature più ridotte hanno esaminato l'exarelina in modelli di deperimento muscolare e cachessia e in preparazioni di tessuto adiposo, generalmente come un braccio all'interno di una valutazione più ampia della farmacologia del recettore della grelina. Si tratta di risultati esplorativi su animali e colture cellulari anziché di un consenso di ricerca consolidato.

Forme e formati forniti

Il flaconcino da 2 mg è adatto a brevi serie in vitro e a saggi recettoriali; quello da 5 mg è l'unità più economica quando un laboratorio effettua preparazioni ripetute da un unico lotto e vuole evitare variazioni tra lotti nel corso dello studio. Le considerazioni per l'ordine sono trattate a parte nella nostra guida all'acquisto dell'exarelina.

Ricostituzione e conservazione in laboratorio

L'exarelina viene spedita come cake liofilizzato e si ricostituisce con acqua batteriostatica per il lavoro a prelievi multipli o con acqua sterile quando un conservante interferirebbe con il saggio. Il solvente va diretto lungo la parete del flaconcino anziché sul cake, e il flaconcino va ruotato anziché agitato; il piccolo esapeptide si scioglie facilmente, e un'agitazione vigorosa produce soprattutto schiuma, che complica un prelievo accurato.

Il calcolo della concentrazione è una semplice operazione di laboratorio. Un flaconcino da 5 mg portato a volume con 2 mL di diluente fornisce 2.5 mg/mL, ossia 2,500 mcg/mL; 0.1 mL prelevati con una siringa U-100 (la tacca delle 10 unità) contengono 250 mcg di peptide. Lo stesso flaconcino da 5 mg portato a 5 mL fornisce 1 mg/mL e 100 mcg per 0.1 mL. Il metodo completo è illustrato nella nostra guida alla ricostituzione, con i calcoli in la matematica della ricostituzione spiegata.

I flaconcini liofilizzati sigillati si conservano a −20 °C, al riparo da luce e umidità. Il materiale ricostituito si mantiene a 2–8 °C e si utilizza entro la finestra dello studio; quando una serie si protrae per settimane, l'aliquotazione in flaconcini vuoti sterili e il congelamento evitano ripetuti congelamenti e scongelamenti di un'unica soluzione madre. La prassi generale è riassunta in come conservare i peptidi.

Purezza, COA e come leggerlo

Ogni lotto di exarelina è fornito con un certificato di analisi corrispondente al numero di lotto riportato sul flaconcino. Le due voci di maggior peso sono il cromatogramma HPLC, che riporta la purezza come quota del picco principale sull'area totale dei picchi, e il risultato di spettrometria di massa, che conferma l'identità rispetto al valore atteso di 887.04 g/mol. Una purezza superiore al 99% e una massa osservata corrispondente al valore teorico entro la tolleranza dello strumento indicano insieme che il flaconcino contiene la molecola prevista e poco altro.

Vale la pena verificare due dettagli specifici di questo composto. In primo luogo, lo spettro di massa dovrebbe essere coerente con l'analogo 2-metil-triptofano anziché con il GHRP-6, poiché la coppia differisce di soli 14 Da, differenza che una lettura sbrigativa potrebbe non cogliere. In secondo luogo, il controione dovrebbe essere indicato: i peptidi purificati mediante cromatografia in fase inversa arrivano di solito come sale TFA, e il contenuto salino influisce sulla massa netta di peptide nel flaconcino. La nostra guida alla lettura del COA di un peptide analizza un certificato completo riga per riga.

Stato normativo

L'exarelina non dispone di autorizzazione all'immissione in commercio negli Stati Uniti né altrove. Lo sviluppo clinico degli anni Novanta non ha portato a un prodotto approvato, per cui non esiste un medicinale di riferimento né un'etichettatura approvata. L'exarelina è inoltre inclusa tra le sostanze proibite nello sport dalle norme antidoping che riguardano i secretagoghi dell'ormone della crescita.

Peptidi correlati e letture di approfondimento

All'interno della stessa famiglia recettoriale, l'ipamorelina è la controparte selettiva, il GHRP-2 quella orientata alla potenza e il GHRP-6 l'impalcatura di partenza da cui l'exarelina è stata costruita. I ricercatori che abbinano un secretagogo a un composto sul versante GHRH si rivolgono generalmente alla gamma degli analoghi del GHRH. Un contesto più ampio su come si collegano queste classi si trova nella nostra panoramica della ricerca sulla crescita muscolare e nella pagina di riferimento su ipofisi e ipotalamo.