Peptydy na wzrost włosów: przegląd badań, klasy peptydów i przewodnik doboru

Peptydy na wzrost włosów to najmniejszy i najmniej dojrzały spośród obszarów badań peptydowych, a jasne powiedzenie tego jest bardziej użyteczne niż sztuczne rozbudowywanie tematu. Niemal cały opublikowany dorobek opiera się na trzech podejściach mechanistycznych: tripeptydach przenoszących miedź, badanych pod kątem wpływu na brodawkę skórną i mieszek włosowy; modulatorach szlaku Wnt, ukierunkowanych na oś sygnałową kontrolującą przejścia między fazami cyklu mieszka; oraz kompleksach peptydów grasiczych z cynkiem, badanych w odniesieniu do gęstości mieszków. Żadne z nich nie ma szerokiej bazy badań randomizowanych. Niniejszy przegląd wyjaśnia, na czym polega każde podejście, co faktycznie potwierdza opublikowana literatura i jak dobiera się materiał referencyjny.

Co mierzy się w badaniach mieszków włosowych

Punkty końcowe w tym obszarze są dobrze zdefiniowane i w dużej mierze wizualne. Fototrichogram i trichoskopia dostarczają liczby włosów na centymetr kwadratowy, średnicy łodygi włosa oraz stosunku mieszków w fazie wzrostu do mieszków w fazie spoczynku – najbardziej informatywnej pojedynczej miary w tej dziedzinie, ponieważ odróżnia ona nowe mieszki od istniejących, dłużej utrzymywanych w fazie wzrostu. Histologia biopsji skóry głowy dostarcza danych o gęstości jednostek mieszkowych, miniaturyzacji mieszków i stosunku włosów meszkowych do terminalnych. W hodowli standardowymi modelami są organotypowa hodowla izolowanych ludzkich mieszków włosowych, zachowująca architekturę mieszka, oraz testy proliferacji komórek brodawki skórnej. Badania szlaku Wnt wykorzystują konstrukty reporterowe TOPFlash oraz translokację β-kateniny do jądra.

Dwie kwestie sprawiają, że obszar ten jest trudniejszy, niż się wydaje. Mieszki funkcjonują w oparciu o przejścia fazowe o stałych czasowych liczonych w miesiącach, więc każde badanie u ludzi krótsze niż cztery do sześciu miesięcy mierzy szum. Ponadto liczba włosów jest niezwykle wrażliwa na standaryzację fotograficzną – oświetlenie, przycinanie włosów, kąt aparatu – dlatego lepsze badania stosują makrofotografię ze stałej pozycji z wytatuowanymi punktami odniesienia.

Badane podejścia

Tripeptydy miedziowe

GHK-Cu o masie 403.93 Da jest najlepiej zbadanym peptydem w tym obszarze, przeniesionym z badań dermatologicznych, gdzie jego dorobek jest najobszerniejszy. Prace istotne dla mieszków włosowych opisują zwiększoną proliferację komórek brodawki skórnej, wzrost ekspresji VEGF i FGF-7 oraz – w pierwotnych badaniach na zwierzętach – powiększenie mieszków włosowych w modelach gryzoni i psów. Niewielki rozmiar cząsteczki jest tu realną zaletą, ponieważ praktycznym ograniczeniem jest podanie miejscowe do jednostki mieszkowej.

AHK-Cu, tripeptyd miedziowy-3, zawiera alaninę zamiast glicyny w pierwszej pozycji. Jest badany w oparciu o te same założenia i często łączony z GHK-Cu w formulacjach; opisywano jego wpływ na proliferację brodawki skórnej i ekspresję VEGF. Baza dowodowa jest jednak znacznie skromniejsza niż w przypadku GHK-Cu, a oba związki bywają omawiane jako zamienne, choć objętość literatury je wspierającej jest nieporównywalna. Nasze porównanie GHK-Cu i AHK-Cu szczegółowo przedstawia różnice.

Modulatory szlaku Wnt

PTD-DBM jest mechanistycznie najciekawszym związkiem w tej kategorii. To domena transdukcji białek połączona z motywem wiążącym Dishevelled, zaprojektowana w celu przerwania interakcji między CXXC5 a Dishevelled. CXXC5 działa jako negatywny regulator sygnalizacji Wnt/β-katenina, a sygnalizacja Wnt jest szlakiem napędzającym przejścia fazowe mieszka – związek między aktywacją Wnt a wzrostem mieszków należy do lepiej ugruntowanych ustaleń biologii włosa. Prace pochodzą z grupy badawczej Uniwersytetu Yonsei i opisywały efekty mieszkowe u myszy, z wynikiem synergistycznym po połączeniu z kwasem walproinowym, który sam jest aktywatorem Wnt. Związek nadal opiera się na niewielkiej liczbie publikacji jednej grupy, bez niezależnej replikacji i bez jakiegokolwiek badania z udziałem ludzi.

Kompleksy peptydów grasiczych

Zinc thymulin to tymulina, nonapeptyd grasiczy, w kompleksie z cynkiem – metal jest niezbędny do uzyskania biologicznej konformacji peptydu, dlatego kompleks i wolny peptyd nie są równoważne. Zainteresowanie nim w badaniach mieszków wynika z niewielkiego pilotażowego badania z podaniem miejscowym oraz z szerszego profilu immunomodulacyjnego tymuliny, biorąc pod uwagę, że immunologicznie zależne zapalenie mieszków jest jednym z uznanych mechanizmów wypadania włosów. Baza dowodowa jest skromna i należy ją określać jako wstępną.

Kofaktory

Biotyna jest ujęta w tej kategorii jako kofaktor, a nie cząsteczka sygnałowa. Jest koenzymem karboksylaz uczestniczących w syntezie kwasów tłuszczowych, a rzeczywisty niedobór biotyny powoduje zmiany we włosach i paznokciach. Dowody na to, że suplementacja wpływa na włosy u osób bez niedoboru biotyny, są słabe, a to rozróżnienie – korekta niedoboru a efekt farmakologiczny – ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu badania.

Co pokazuje opublikowana literatura – według typu badania

Hodowle komórek i mieszków

Dane dotyczące proliferacji brodawki skórnej i ekspresji czynników wzrostu istnieją dla obu tripeptydów miedziowych. Organotypowa hodowla ludzkich mieszków włosowych, zachowująca architekturę mieszka i możliwa do utrzymania przez kilka dni, jest modelem bardziej informatywnym, a stosuje się ją rzadziej, niż należałoby. Aktywację Wnt przez PTD-DBM można wykazać testem reporterowym, co stanowi silniejszą walidację celu niż same dane dotyczące ekspresji.

Badania na zwierzętach

Stosowane tu gryzoniowe modele mieszkowe – myszy z cyklem zsynchronizowanym depilacją, myszy C57BL/6 w fazie telogenu z widocznymi zmianami pigmentacji odzwierciedlającymi fazę mieszka – są wygodne, ale znacznie różnią się od biologii ludzkiego mieszka, która jest asynchroniczna i charakteryzuje się znacznie dłuższymi fazami. Pozytywne wyniki w tych modelach historycznie słabo przekładają się na człowieka.

Dane z badań u ludzi

To najsłabszy element tej kategorii. Istnieją niewielkie badania miejscowych formulacji peptydów miedziowych oraz badanie pilotażowe zinc thymulin. Nie ma żadnego randomizowanego badania kontrolowanego któregokolwiek z tych peptydów względem uznanego komparatora, takiego jak miejscowy minoksydyl czy doustny finasteryd – oba są zatwierdzone i mają obszerne dowody z badań klinicznych. Każde rzetelne podsumowanie tej dziedziny musi stwierdzać, że peptydy znajdują się na znacznie wcześniejszym etapie niż zatwierdzone substancje.

Tabela porównawcza: związki w badaniach mieszków włosowych

Kolumna dotycząca dowodów jest celowo bezpośrednia. W tak wczesnej kategorii to, ile niezależnych prac stoi za danym związkiem, jest dla projektu badania bardziej rozstrzygające niż jakakolwiek specyfikacja na fiolce.

Jak badacze dobierają peptydy do badań nad wzrostem włosów

1. Szlak sygnałowy czy środowisko mieszka? Pytanie dotyczące szlaku Wnt wymaga PTD-DBM i odczytu reporterowego. Pytanie dotyczące unaczynienia lub brodawki skórnej wymaga tripeptydów miedziowych i punktów końcowych opartych na czynnikach wzrostu.
2. Jaki model i czy odzwierciedla on biologię ludzkiego mieszka? Zsynchronizowane modele gryzoniowe są wygodne, lecz niereprezentatywne. Organotypowa hodowla ludzkich mieszków jest najbliższym dostępnym modelem i jest niedostatecznie wykorzystywana.
3. Czy badanie trwa wystarczająco długo? Przejścia fazowe mieszka trwają miesiącami. Badania u ludzi krótsze niż cztery do sześciu miesięcy nie są w stanie wykryć rzeczywistego efektu, a badania na zwierzętach muszą być dopasowane do długości faz w danym modelu.
4. Jaki jest komparator? Miejscowy minoksydyl jest oczekiwaną kontrolą aktywną w tej dziedzinie. Peptyd porównywany wyłącznie z nośnikiem pozostawia pytanie o wielkość efektu całkowicie otwarte.

Pełny katalog dla tego obszaru badań znajduje się w sekcji peptydy na wzrost włosów, a grupowanie mechanistyczne – w sekcji peptydy do badań nad włosami. Ponieważ tripeptydy miedziowe przenoszą się bezpośrednio z badań dermatologicznych, nasz przegląd badań nad skórą omawia ich biologię macierzy bardziej szczegółowo.

Formy i postępowanie z materiałem

Bardziej odpowiednią formą są tu roztwory i sera do stosowania miejscowego, ponieważ celem jest struktura w skórze i ponieważ właśnie tą drogą uzyskano ograniczone dane z badań u ludzi. Preparaty formułowane podają stężenie procentowe i zawierają nośnik zaprojektowany do podania przezmieszkowego – droga przezmieszkowa jest w istocie jednym z lepiej scharakteryzowanych szlaków penetracji związków stosowanych miejscowo, ponieważ ujście mieszka omija nienaruszoną warstwę rogową. Liofilizowane fiolki pozostają niezbędne w pracach na hodowlach komórkowych i organotypowych, gdzie formułowany nośnik zakłócałby test, i są jedyną formą pozwalającą ustalić stężenia molowe.

Uwagi dotyczące postępowania: tripeptydy miedziowe wymagają nienaruszonego kompleksu metalu, są wrażliwe na pH i nie mogą być łączone z buforami chelatującymi, takimi jak EDTA, obecnym w wielu rutynowych odczynnikach do hodowli i dysocjacji. Zinc thymulin podlega temu samemu ograniczeniu w odniesieniu do cynku, a wolna tymulina nie jest równoważna kompleksowi. PTD-DBM jest konstruktem fuzyjnym, a nie krótką sekwencją syntetyczną, i jego tożsamość należy potwierdzać masą, a nie zakładać na podstawie wartości czystości. Cały materiał liofilizowany przechowuje się w szczelnym zamknięciu w temperaturze -20 °C, z ochroną przed światłem, i dzieli na porcje przy rekonstytucji.

Typowe błędy projektowe

Pierwszym jest prowadzenie badania przez zbyt krótki czas. To dominujący błąd w badaniach nad włosami, prowadzący zarówno do wyników fałszywie ujemnych, gdy rzeczywisty efekt nie zdążył się ujawnić, jak i fałszywie dodatnich, gdy normalna zmienność wypadania włosów jest odczytywana jako efekt leczenia.

Drugim jest niestandaryzowana fotografia. Różnice w liczbie włosów rzędu, jaki te związki mogłyby realnie wywołać, są mniejsze niż zmienność wprowadzana przez oświetlenie i położenie aparatu, dlatego makrofotografia ze stałej pozycji ze znacznikami odniesienia nie jest opcjonalnym udoskonaleniem.

Trzecim jest chelatacja. EDTA w buforze zamienia eksperyment z tripeptydem miedziowym w eksperyment z wolnym peptydem, bez żadnego widocznego sygnału, że do tego doszło.

Czwartym jest nadinterpretacja wyników uzyskanych u gryzoni. Zsynchronizowane mysie modele mieszkowe różnią się od asynchronicznej biologii ludzkiego mieszka długością faz i regulacją, a translacyjny dorobek tej dziedziny oparty na tych modelach jest słaby.

Dlaczego ta kategoria jest mniejsza, niż sugeruje marketing

Badania nad włosami przyciągają dużą uwagę komercyjną przy niewielkiej ilości opublikowanej nauki o peptydach, a rozdźwięk między nimi jest tu większy niż w jakimkolwiek innym obszarze badań. Ilustrują to trzy obserwacje.

Po pierwsze, liczba związków jest niewielka. Po wyłączeniu wariantów formulacji i zestawów wielofiolkowych kategoria ta obejmuje cztery odrębne cząsteczki badawcze i jeden kofaktor witaminowy. Dla porównania w kategoriach naprawy tkanek czy hormonu wzrostu kilkanaście mechanistycznie odrębnych związków ma własną literaturę.

Po drugie, mechanizmy w dużym stopniu się pokrywają. GHK-Cu i AHK-Cu różnią się jedną resztą aminokwasową i są badane pod kątem tych samych punktów końcowych w ramach tego samego proponowanego szlaku. To jedno podejście reprezentowane dwukrotnie, a nie dwa podejścia.

Po trzecie, najsilniejsza mechanistyczna hipoteza w tej kategorii – aktywacja szlaku Wnt poprzez zaburzenie działania CXXC5 – nie ma niezależnej replikacji ani danych z badań u ludzi. Nie jest to krytyka samych prac, które są staranne i dobrze uzasadnione; to stwierdzenie, jak duży ciężar może udźwignąć pojedynczy program badawczy.

Konstruktywna interpretacja jest taka, że jest to dziedzina otwarta, a nie rozstrzygnięta. Modele istnieją, punkty końcowe są dobrze zdefiniowane, a leki porównawcze są ugruntowane, co oznacza, że dobrze zaprojektowane badanie ma tu wyjątkowo jasną drogę do uzyskania informatywnych wyników. Nie może jednak wychodzić z założenia, że peptydy już działają.

Czystość, tożsamość i status regulacyjny

Tripeptydy są krótkie i rutynowe w syntezie, dlatego powinny wykazywać czystość co najmniej 98% w HPLC z potwierdzeniem tożsamości metodą spektrometrii mas. W przypadku kompleksów miedziowych certyfikat powinien podawać zawartość miedzi, zamiast pozostawiać niebieskiemu zabarwieniu zrekonstytuowanego roztworu sugerowanie jej obecności, a wolny peptyd powinien być odróżniony od kompleksu. Dla zinc thymulin równoważną specyfikacją jest zawartość cynku. PTD-DBM jest dłuższy, a potwierdzenie jego tożsamości ma większe znaczenie niż wartość czystości.

Żaden z opisanych tu peptydów nie jest zatwierdzony do jakiegokolwiek wskazania związanego z włosami w Stanach Zjednoczonych ani w Unii Europejskiej. Zatwierdzonymi substancjami w tym obszarze są miejscowy minoksydyl i doustny finasteryd, które nie są peptydami. Tripeptydy miedziowe są legalnie stosowane jako składniki kosmetyczne w produktach do stosowania miejscowego; status ten nie obejmuje materiału badawczego przeznaczonego do iniekcji. Wszystko, o czym mowa na tej stronie, to materiał klasy badawczej.