Peptydy a libido: przegląd badań, klasy peptydów i przewodnik doboru

Badania nad peptydami a libido opierają się na dwóch mechanistycznie odrębnych osiach, które w tekstach nietechnicznych są stale mylone. Pierwsza jest ośrodkowa: sygnalizacja melanokortynowa i oksytocynowa w podwzgórzu i rdzeniu kręgowym, działająca na szlaki pożądania i pobudzenia w mózgu. Druga jest obwodowa i hormonalna: kaskada kisspeptyna–GnRH–gonadotropiny, która reguluje wytwarzanie steroidów płciowych, a także naczyniowy szlak PDE5, działający na fizjologię erekcji i niemający nic wspólnego z pożądaniem. Związki z tych osi nie są wzajemnymi zamiennikami. Niniejszy przegląd rozdziela je, porównuje wzorce referencyjne i przedstawia, jak badacze dokonują wyboru.

Co faktycznie mierzy się w tych badaniach

Badania przedkliniczne w tym obszarze mają dobrze zdefiniowane odczyty. U gryzoni standardowymi miarami behawioralnymi są latencja i częstość kopulacji (dosiadania), intromisji i ejakulacji; zachowania zachęcające i lordoza u samic; oraz testy preferencji partnera, dotyczące wymiaru motywacyjnego, a nie sprawności. Fizjologiczne punkty końcowe obejmują rejestrację ciśnienia w ciałach jamistych u znieczulonych zwierząt, a w badaniach ośrodkowych – mapowanie ekspresji c-Fos w jądrze przykomorowym i przyśrodkowym polu przedwzrokowym. Badania endokrynologiczne wykorzystują stężenia LH, FSH, testosteronu i estradiolu w surowicy, przy częstości pobierania próbek wystarczającej do uchwycenia pulsacyjności – to kluczowy szczegół, ponieważ oś gonadotropowa działa pulsacyjnie, a pojedyncza próbka z jednego punktu czasowego może aktywnie wprowadzać w błąd.

Rozróżnieniem decydującym o wyborze związku jest pożądanie a funkcja. Agonista receptorów melanokortynowych działa ośrodkowo na obwody motywacyjne; inhibitor PDE5 działa na mięśnie gładkie naczyń obwodowych. Badanie mierzące odpowiedź erekcyjną i raportujące ją jako wynik dotyczący libido pomyliło te dwie kwestie.

Badane klasy

Agoniści receptorów melanokortynowych

PT-141, bremelanotide, to cykliczny heptapeptyd o masie 1025.16 Da, będący aktywnym metabolitem Melanotanu II, w którym C-końcowy amid zastąpiono grupą hydroksylową. Ta zmiana przesuwa profil receptorowy w kierunku MC4R i z dala od efektów pigmentacyjnych zależnych od MC1R. Jest to jedyny związek w całej tej kategorii z pełnym dopuszczeniem: produkt farmaceutyczny został zatwierdzony przez FDA w 2019 roku w zaburzeniu obniżonego popędu seksualnego u kobiet przed menopauzą, na podstawie dwóch randomizowanych badań kontrolowanych placebo. Materiał klasy badawczej nie jest tym produktem i nie jest z nim zamienny. Melanotan II, 1024.18 Da, jest nieselektywnym związkiem macierzystym: aktywuje MC1R, MC3R, MC4R i MC5R, dlatego w opublikowanych badaniach na zwierzętach efekty pigmentacyjne i ośrodkowe występują razem.

Oksytocyna

Oksytocyna to nonapeptydowy hormon o masie 1007.19 Da z mostkiem disiarczkowym, działający na receptor oksytocynowy, z istotną reaktywnością krzyżową wobec receptorów wazopresynowych. Jej profil badawczy w tym obszarze dotyczy więzi społecznych, preferencji partnera i buforowania stresu, a nie bezpośredniego mechanizmu pobudzenia, a literatura dotycząca podania donosowego u ludzi jest wyraźnie niejednorodna – wielkości efektów są małe, replikacja niespójna, a pytanie, jaka część peptydu podanego donosowo dociera do celów ośrodkowych, pozostaje rzeczywiście nierozstrzygnięte.

Kaskada kisspeptyna–GnRH

Kisspeptin-10 o masie 1302.47 Da to C-końcowy dekapeptyd kisspeptyny-54, działający na KISS1R (dawniej GPR54). Jego odkrycie to jedna z najbardziej przejrzystych historii endokrynologii rozrodu: mutacje utraty funkcji w KISS1R powodują hipogonadyzm hipogonadotropowy, co ustaliło ten receptor jako główną bramkę uwalniania GnRH. Badania obrazowe u ludzi z Imperial College opisały także wpływ na aktywność układu limbicznego w odpowiedzi na bodźce seksualne i emocjonalne, co umieszcza go jednocześnie na obu osiach. Gonadorelin to sam GnRH, dekapeptyd o masie 1182.29 Da. Triptorelin jest superagonistą GnRH, a jego zachowanie jest w tej grupie sprzeczne z intuicją: ciągła ekspozycja powoduje zmniejszenie liczby receptorów i hamuje wydzielanie gonadotropin, co jest przeciwieństwem efektu pulsacyjnego i stanowi podstawę jego zastosowania klinicznego.

Gonadotropiny i obwodowe leki rozszerzające naczynia

HCG to hormon glikoproteinowy działający na receptor LH i lek wydawany na receptę, wymieniony tu w celach referencyjnych. Tadalafil i sildenafil to inhibitory PDE5 – leki wydawane wyłącznie na receptę, działające na obwodowe mięśnie gładkie poprzez szlak tlenku azotu/cGMP i pozbawione ośrodkowego mechanizmu wpływu na pożądanie. Występują w tej kategorii jako komparatory farmakologiczne, a nie jako peptydy.

Co pokazuje opublikowana literatura – według typu badania

Badania na zwierzętach

Agoniści receptorów melanokortynowych wywierają powtarzalny wpływ na zachowania zachęcające u samic gryzoni i na odpowiedź erekcyjną u samców, przy czym ośrodkowe miejsce działania ustalono dzięki podaniu dokomorowemu i blokadzie antagonistą MC4R. Oksytocyna ma obszerną literaturę dotyczącą tworzenia par u nornika preriowego i gryzoni. Rolę kisspeptyny jako bramki uwalniania GnRH ustalono zarówno w badaniach z nokautem receptora, jak i w badaniach z podaniem związku.

Dane z badań u ludzi

Bremelanotide ma najsilniejsze dowody z badań u ludzi spośród wszystkich omawianych związków: dwa randomizowane badania fazy 3 kontrolowane placebo, na których oparto jego dopuszczenie, z wielkościami efektów istotnymi statystycznie i umiarkowanymi klinicznie. Kisspeptyna ma opublikowane badania fizjologiczne i neuroobrazowe u ludzi, prowadzone przez grupy akademickie. Donosowa oksytocyna ma obszerną literaturę dotyczącą ludzi z dobrze udokumentowanymi problemami z replikacją. Melanotan II nie ma kontrolowanych badań skuteczności u ludzi, natomiast ma udokumentowaną literaturę dotyczącą zdarzeń niepożądanych, skupioną na pigmentacji, nudnościach i zmianach melanocytowych.

Gdzie brakuje dowodów

Żaden preparat klasy badawczej któregokolwiek z omawianych związków nie ma kontrolowanych dowodów z badań u ludzi – dane z badań klinicznych dotyczą produktów farmaceutycznych wytwarzanych i charakteryzowanych według innych standardów. To rozróżnienie ma w tej kategorii większe znaczenie niż w większości innych, ponieważ zatwierdzony produkt i materiał badawczy noszą tę samą nazwę cząsteczki.

Tabela porównawcza: wzorce referencyjne według osi

To kolumna osi decyduje, czy dwie pozycje w ogóle można porównywać. Ośrodkowy agonista receptorów melanokortynowych i obwodowy inhibitor PDE5 dotyczą różnej fizjologii i należą do różnych eksperymentów.

Jak badacze dobierają peptydy do badań nad libido

1. Ośrodkowo czy obwodowo? Motywacyjne punkty końcowe – zachowania zachęcające, preferencja partnera, obrazowanie układu limbicznego – wymagają związków melanokortynowych i oksytocyny. Naczyniowe punkty końcowe, takie jak ciśnienie w ciałach jamistych, wymagają komparatorów z grupy inhibitorów PDE5.
2. Ekspozycja pulsacyjna czy ciągła? Ma to decydujące znaczenie dla związków z grupy GnRH. Pulsacyjnie podawany gonadorelin pobudza oś; ciągła ekspozycja na superagonistę ją hamuje. Ta sama klasa cząsteczek daje przeciwstawne wyniki hormonalne w zależności od schematu podawania.
3. Czy selektywność receptorowa jest częścią pytania? Porównanie PT-141 z Melanotanem II istnieje właśnie dlatego, że jeden preferuje MC4R, a drugi nie, a pigmentacja jest widocznym odczytem tej różnicy.
4. Czy próbki pobiera się wystarczająco często? Gonadotropiny są wydzielane pulsacyjnie. Pojedynczy pomiar LH może całkowicie przeoczyć efekt lub go wykreować, dlatego protokoły z częstym pobieraniem próbek są w tej dziedzinie standardem.

Wszystko, co skatalogowano dla tego obszaru badań, znajduje się w sekcji peptydy a libido, a węższe grupowanie – w sekcji libido i funkcje seksualne. Porównanie, o które badacze pytają najczęściej, przedstawiono w naszym zestawieniu PT-141 i Melanotanu II.

Formy i postępowanie z materiałem

Standardem są liofilizowane fiolki, pozwalające ustalić stężenie przy rekonstytucji. Formy wstępnie rozcieńczone – preparat donosowy PT-141, aerozole z oksytocyną i kisspeptyną oraz pastylki podjęzykowe – eliminują etapy rekonstytucji kosztem stałego stężenia, a każda z nich wprowadza nośnik, który należy odtworzyć w warunku kontrolnym. Pastylki podjęzykowe wnoszą ponadto bazę cukierniczą, której wpływ na wchłanianie tych cząsteczek nie został scharakteryzowany.

Uwagi dotyczące postępowania: oksytocyna należy do najmniej stabilnych w roztworze powszechnie stosowanych peptydów badawczych i ulega mierzalnej degradacji w temperaturze pokojowej w ciągu kilku godzin; z tego powodu produkt kliniczny przechowuje się w lodówce. Ze względu na mostek disiarczkowy certyfikat powinien potwierdzać formę cykliczną, różniącą się o dwa daltony od liniowego prekursora. PT-141 i Melanotan II różnią się jedną grupą końcową i mają niemal identyczne masy nominalne – 1025.16 wobec 1024.18 Da – dlatego samo widmo masowe o niskiej rozdzielczości nie pozwoli ich wiarygodnie odróżnić i należy przeanalizować zarówno retencję chromatograficzną, jak i metodę stosowaną przez dostawcę. Cały materiał liofilizowany przechowuje się w szczelnym zamknięciu w temperaturze -20 °C, z ochroną przed światłem, i dzieli na porcje przy rekonstytucji.

Układ melanokortynowy – szczegółowo

Ponieważ działają na niego cztery związki z tej kategorii, układ melanokortynowy zasługuje na bliższe przyjrzenie się. Znanych jest pięć receptorów. MC1R znajduje się na melanocytach i napędza syntezę eumelaniny – to szlak pigmentacji. MC2R jest receptorem ACTH w korze nadnerczy i nie jest aktywowany przez te ligandy. MC3R i MC4R są receptorami ośrodkowymi, skupionymi w podwzgórzu i uczestniczącymi zarówno w bilansie energetycznym, jak i w zachowaniach seksualnych. MC5R pełni funkcje w gruczołach zewnątrzwydzielniczych.

Konsekwencje dla projektu badania są bezpośrednie. Nieselektywny agonista aktywuje jednocześnie ramię pigmentacyjne, apetytowe i behawioralne, więc zaobserwowanej zmiany zachowania nie można przypisać MC4R bez kontroli z antagonistą. Selektywne ligandy zawężają ten problem, ale go nie eliminują, ponieważ MC3R i MC4R wykazują znaczną wspólną promiskuityczność wobec ligandów. Z tego samego powodu setmelanotide, agonista MC4R zatwierdzony w określonych genetycznych zespołach otyłości, występuje w zupełnie innej kategorii katalogu, mimo że działa na ten sam receptor: obszar badań definiuje punkt końcowy, a nie receptor.

Ligandy melanokortynowe wyróżniają się również tym, że mają najwyraźniejszy widoczny biomarker zaangażowania celu spośród wszystkich klas peptydów. Zmiana pigmentacji to jednoznaczny, obserwowalny z zewnątrz wskaźnik aktywacji MC1R, co sprawia, że związki te są wyjątkowo łatwe do badania u nienaruszonych zwierząt i wyjątkowo trudne do zaślepienia.

Typowe błędy projektowe

Pierwszym jest utożsamianie pożądania z funkcją. Pomiary erekcyjne lub naczyniowe odpowiadają na inne pytanie niż zachowania zachęcające czy preferencja partnera, a w modelach zwierzęcych te dwa wymiary wyraźnie się rozdzielają – co jest właśnie powodem, dla którego agonistów receptorów melanokortynowych opracowano, gdy inhibitory PDE5 już istniały.

Drugim jest pojedynczy pomiar gonadotropin w jednym punkcie czasowym. LH jest wydzielany pulsacyjnie, z odstępem między pulsami liczonym w dziesiątkach minut, więc jedna próbka rejestruje przypadkowy punkt tej oscylacji.

Trzecim jest ignorowanie schematu podawania w przypadku związków z grupy GnRH. Protokół, w którym superagonistę podaje się w sposób ciągły, a hamowanie osi raportuje jako nieoczekiwany wynik, po prostu nie uwzględnił farmakologii.

Czwartym jest utożsamianie materiału badawczego z zatwierdzonym produktem farmaceutycznym. Zarówno bremelanotide, jak i triptorelin istnieją jako zatwierdzone produkty poparte dowodami z badań klinicznych; dowody te dotyczą tych produktów, ich wytwarzania i charakterystyki i nie przenoszą się na proszek klasy badawczej.

Czystość, tożsamość i status regulacyjny

Omawiane peptydy są krótkie i powinny wykazywać czystość co najmniej 98% w HPLC z potwierdzeniem tożsamości metodą spektrometrii mas. Opisana wyżej bliskość mas PT-141 i Melanotanu II sprawia, że chromatogram i czas retencji mają rzeczywiste znaczenie, a nie są formalnością. W przypadku peptydów cyklicznych – oksytocyny, PT-141, Melanotanu II – zamknięcie pierścienia należy potwierdzić, a nie zakładać, ponieważ liniowy prekursor jest zwykłym zanieczyszczeniem syntezy.

Bremelanotide jest zatwierdzonym produktem farmaceutycznym w Stanach Zjednoczonych w określonym wskazaniu; sprzedawany tu materiał klasy badawczej nie jest tym produktem. Triptorelin, HCG, HMG, tadalafil i sildenafil to leki wydawane wyłącznie na receptę, wymienione w celach referencyjnych. Melanotan II nie jest nigdzie zatwierdzony, a organy regulacyjne w kilku jurysdykcjach wydały ostrzeżenia dotyczące tego związku. Wszystko, o czym mowa na tej stronie, to materiał klasy badawczej.