O que é o MOTS-c? Estrutura, mecanismo via AMPK e panorama da investigação

O MOTS-c é um péptido de 16 aminoácidos codificado não no genoma nuclear, mas no ADN mitocondrial, na região do RNA ribossómico 12S — uma de um pequeno grupo de moléculas conhecidas como péptidos derivados da mitocôndria. O seu nome, mitochondrial open reading frame of the twelve S rRNA type-c, descreve a localização da grelha de leitura. Descrito em 2015, é estudado como uma molécula sinalizadora que sai da mitocôndria, atua sobre vias metabólicas citosólicas e, sob stress metabólico, foi descrito como deslocando-se para o núcleo e influenciando a transcrição. É esta última propriedade que o torna invulgar: um péptido do próprio genoma do organelo que atua como sinal retrógrado para a célula que o alberga.

A Peptide Medix EU fornece MOTS-c sob a forma de pó liofilizado em frascos de 10 mg, 20 mg e 40 mg, na gama de péptidos mitocondriais.

O que é o MOTS-c?

O ADN mitocondrial humano é um pequeno genoma circular de cerca de 16,5 kilobases, que durante muito tempo se presumiu codificar 13 proteínas da cadeia respiratória, além da maquinaria de RNA necessária para as produzir. Os péptidos derivados da mitocôndria são grelhas de leitura abertas curtas encontradas nos genes de RNA ribossómico desse círculo, e o MOTS-c foi o primeiro identificado na região do rRNA 12S. A sua sequência é Met-Arg-Trp-Gln-Glu-Met-Gly-Tyr-Ile-Phe-Tyr-Pro-Arg-Lys-Leu-Arg, com o número CAS 1627580-64-6, fórmula molecular C101H152N28O22S2 e massa molecular de 2174,55 g/mol.

Há duas características químicas a ter em conta antes de qualquer experiência. O péptido contém dois resíduos de metionina, as cadeias laterais mais suscetíveis à oxidação na química dos péptidos, e um triptofano, que é sensível à luz. Ambos têm influência direta na forma como o material é conservado e no significado provável de um certificado fora de especificação.

Origem e estrutura

O MOTS-c foi descrito em 2015 por um grupo da University of Southern California, na sequência do trabalho anterior da mesma equipa sobre a humanina. A abordagem de identificação foi in silico: procurar grelhas de leitura abertas nos genes de rRNA mitocondrial e depois confirmar que os péptidos previstos são efetivamente produzidos e detetáveis nos tecidos e no plasma.

Uma vez que a grelha de leitura é mitocondrial, o péptido pode ser traduzido nos ribossomas mitocondriais, que utilizam um código genético ligeiramente diferente do da maquinaria citosólica. É curto, não estruturado e fortemente básico — três argininas e uma lisina em dezasseis resíduos — e pensa-se que essa distribuição de carga contribui para a sua capacidade de atravessar membranas e de se associar a ácidos nucleicos.

Uma observação genética manteve vivo o interesse pelo péptido. Uma variante na grelha de leitura do MOTS-c, m.1382A>C, que substitui a lisina 14 por glutamina, foi descrita com frequência elevada em coortes japonesas de longevos, e o péptido variante comporta-se de forma diferente da sequência de referência em ensaios celulares. Trata-se de evidência in vitro e de genética populacional, não de evidência causal.

Como se pensa que o MOTS-c atua

O mecanismo descrito no trabalho original passa pela via de um carbono folato–metionina. Foi descrito que o MOTS-c inibe etapas dessa via, provocando a acumulação do intermediário AICAR; o AICAR é um ativador endógeno da AMPK, o principal sensor de baixa energia da célula. A ativação da AMPK está associada na literatura a um aumento da captação de glicose e da oxidação de ácidos gordos e à supressão de vias anabólicas, e a maioria das observações metabólicas descritas para o MOTS-c é coerente com essa via.

Um segundo braço, descrito mais tarde, é nuclear. Sob stress metabólico — restrição de glicose ou agressão oxidativa nos modelos descritos —, o MOTS-c foi descrito como translocando-se do citosol para o núcleo, onde se associa a fatores de transcrição de resposta ao stress e regula genes com elementos de resposta antioxidante. Isto posiciona-o como um sinal retrógrado que transmite informação sobre o estado mitocondrial ao genoma nuclear, o que constitui uma alegação mecanisticamente distinta da ativação da AMPK e assenta num corpo de evidência menor.

Não foi estabelecido de forma definitiva qualquer recetor de superfície celular para o MOTS-c, o que constitui a principal questão em aberto no seu mecanismo e uma diferença em relação às famílias dos fatores de crescimento e dos secretagogos, em que a identidade do recetor está estabelecida.

O que a investigação examinou

Modelos metabólicos e de sensibilidade à insulina

O trabalho fundador em roedores descreveu que a administração de MOTS-c a ratinhos sob dieta rica em gordura reduziu o aumento de peso induzido pela dieta e melhorou a sensibilidade à insulina medida por clamp e testes de tolerância. Estudos posteriores com roedores examinaram o processamento da glicose no fígado e no músculo esquelético, com um sentido de efeito globalmente consistente. Trata-se de trabalho pré-clínico em animais.

Fisiologia do exercício

Os estudos em seres humanos neste domínio são observacionais e não de intervenção: foi descrito que o MOTS-c circulante aumenta após exercício agudo no músculo esquelético e no plasma e que difere entre participantes treinados e sedentários. Estes dados descrevem o péptido endógeno como biomarcador; não são estudos de péptido administrado em pessoas.

Envelhecimento e stress celular

Trabalhos em modelos celulares e em roedores idosos examinaram a função mitocondrial, marcadores de stress oxidativo e medidas de desempenho físico, e a genética das coortes de longevos acima referida insere-se nesta vertente.

Modelos ósseos, imunitários e de outros tecidos

Literaturas mais reduzidas examinaram a diferenciação de osteoblastos, a sinalização inflamatória e a função endotelial. Trata-se de resultados exploratórios, maioritariamente de um único grupo.

O que não está estabelecido

Não existem ensaios controlados concluídos em seres humanos com MOTS-c administrado nem qualquer produto aprovado. A comparação com os outros péptidos mitocondriais bem estudados é apresentada em MOTS-c vs SS-31, e o contexto mais amplo em o renascimento dos péptidos mitocondriais.

Formas e formatos que fornecemos

São disponibilizados três formatos porque as quantidades de trabalho diferem muito entre uma série de cultura celular e um estudo em animais. Está também listado um formato de cápsulas orais, MOTS-c Oral Capsules, para contextos de investigação em que a apresentação injetável não é a exigida pelo desenho. As verificações de aprovisionamento são abordadas no nosso guia de compra do MOTS-c.

Reconstituição e armazenamento em contexto laboratorial

O MOTS-c dissolve-se facilmente em água bacteriostática ou água estéril e em tampões aquosos; os seus resíduos básicos tornam a solubilidade simples. O solvente é dirigido pela parede do frasco sobre o bolo e o frasco é rodado em vez de agitado.

A aritmética é um cálculo laboratorial: um frasco de 10 mg preparado com 2 mL de diluente dá 5 mg/mL, ou 5000 mcg/mL, pelo que 0,1 mL — a marca de 10 unidades numa seringa U-100 — contém 500 mcg. Preparado com 5 mL, o mesmo frasco dá 2 mg/mL e 200 mcg por 0,1 mL. Para trabalho molar, 2174,55 g/mol significa que 1 mg corresponde a aproximadamente 0,46 µmol. O método consta do nosso guia de reconstituição.

O armazenamento merece mais atenção do que para um péptido médio, por causa das duas metioninas e do triptofano. Os frascos liofilizados são mantidos a −20 °C, selados, protegidos da luz e da humidade; o material reconstituído a 2–8 °C durante a janela do estudo, dividido em alíquotas e congelado para trabalho mais prolongado, e mantido sempre ao abrigo da luz. O material oxidado continuará a parecer uma solução límpida, pelo que a inspeção visual nada revela neste caso. Orientações mais gerais constam de como armazenar péptidos.

Pureza, COA e como o ler

A verificação da identidade é um resultado de espectrometria de massa correspondente a 2174,55 g/mol. Para esta sequência em concreto, os valores a vigiar são +16 Da e +32 Da: cada um corresponde a um oxigénio adicionado numa metionina, e a sua presença indica oxidação durante a síntese, a purificação ou o armazenamento, e não uma falha de síntese. Um lote bem manuseado deve apresentar uma massa progenitora limpa, sem esses satélites. No traçado de HPLC, o péptido oxidado elui tipicamente um pouco antes do progenitor, pelo que um ombro precoce num cromatograma de resto limpo transmite a mesma mensagem. A percentagem de pureza, o contraião e o número de lote completam o quadro; o nosso guia para ler um certificado de análise de péptidos aborda o resto.

Estatuto regulamentar

O MOTS-c não tem autorização de introdução no mercado como medicamento em nenhum lugar, não tem medicamento de referência nem rotulagem aprovada, e não é um suplemento alimentar. Não existe qualquer utilização aprovada para ele, sob nenhuma forma.

Péptidos relacionados e leitura adicional

As outras duas moléculas bem caracterizadas neste domínio são a Humanin, o péptido derivado da mitocôndria de 24 resíduos da região do rRNA 16S, e o SS-31 (Elamipretide), que não é de todo codificado pela mitocôndria, mas um tetrapéptido sintético concebido para se acumular na membrana interna.