W skrócie
PE-22-28 to siedmioaminokwasowy peptyd, skrócona wersja spadin, badany pod kątem działania antydepresyjnego. Blokuje kanał potasowy TREK-1. W komórkach HEK z ludzkim kanałem TREK-1 hamował go w połowie przy stężeniu około 0,1 nM (spadin: 40–60 nM), a u myszy skracał czas bezruchu w teście pływania i po 4 dniach podawania zwiększał neurogenezę w hipokampie.
Co to jest
PE-22-28 zaprojektowano na podstawie produktów rozpadu spadin we krwi. Spadin to 17-aminokwasowy peptyd pochodzący z propeptydu sortyliny, opisany w 2010 roku jako pierwszy naturalny peptyd o działaniu antydepresyjnym u myszy. W organizmie myszy jego działanie trwało około 7 godzin, dlatego badacze szukali krótszych, trwalszych wersji. PE-22-28 to syntetyczny peptyd z siedmiu aminokwasów.
Jak działa
TREK-1 to kanał, którym jony potasu wypływają z komórki nerwowej. U myszy pozbawionych genu TREK-1 obserwowano odporność na depresję, podobną do efektu antydepresantów. PE-22-28 blokował ten kanał w komórkach HEK z ludzkim TREK-1 i nie zmieniał prądów innych badanych kanałów tej rodziny (TREK-2, TRAAK, TRESK, TASK-1). Dla spadin pokazano u myszy, że zwiększa częstość wyładowań neuronów serotoninergicznych w jądrze szwu grzbietowym. Po 4 dniach podawania PE-22-28 zwiększał u myszy neurogenezę w hipokampie, czyli powstawanie nowych neuronów.
W jakim kierunku się go bada
- Działanie antydepresyjne
- Blokada kanału TREK-1
- Neurogeneza w hipokampie
- Synaptogeneza w korze
Dawkowanie
- Dawka
- 400 µg
- Zakres
- 300–400 µg
- Częstotliwość
- 1× dziennie
- Cykl
- 3–8 tygodni
Co pokazały badania
- Badania na zwierzętach
U myszy jedna dawka PE-22-28 (3 μg/kg, dootrzewnowo) skróciła czas bezruchu w teście pływania przymusowego do około 92 s wobec około 162 s po soli fizjologicznej (po 10 myszy w grupie). PE-22-28 po 4 dniach podawania skrócił też czas podejścia do pokarmu w teście hamowania przez nowość u myszy z modelu z kortykosteronem. [1]
- Badania na zwierzętach
Po 4 dniach podawania (3–4 μg/kg dziennie, dootrzewnowo) PE-22-28 i jego analogi zwiększały u myszy liczbę nowo powstałych komórek w hipokampie (znacznik BrdU). Najsilniejszy efekt miał analog G/A-PE 22-28. [1]
- Badania na zwierzętach
Po jednorazowym wstrzyknięciu działanie analogów PE-22-28 w teście pływania utrzymywało się do około 23 godzin, a spadin do 7 godzin. [1]
- Badania na zwierzętach
Dla spadin, peptydu macierzystego: u myszy 4-dniowe podawanie dożylne dawało silny efekt antydepresyjny, zwiększało fosforylację białka CREB i neurogenezę w hipokampie. Osobno pokazano, że spadin zwiększał częstość wyładowań neuronów serotoninergicznych w jądrze szwu grzbietowym. [2]
- Hodowle komórek i tkanek
W komórkach HEK z ludzkim kanałem TREK-1 PE-22-28 hamował kanał z IC50 około 0,1 nM (spadin: 40–60 nM). W hodowli neuronów kory myszy PE-22-28 i jego pochodne zwiększały poziom PSD-95, markera synaptogenezy. [1]
- Hodowle komórek i tkanek
W oocytach żaby Xenopus spadin nie hamował prądów TREK-1 w warunkach podstawowych. Blokował natomiast aktywację kanału przez kwas arachidonowy. Wynik dotyczy spadin, nie PE-22-28. [4]
Dla dociekliwych: pełny przegląd naukowy z mechanizmami, szczegółami badań i bibliografią.
PE-22-28 to syntetyczny heptapeptyd będący zoptymalizowaną wersją spadin, naturalnego peptydu wykazującego działanie antydepresyjne. Ten 7-aminokwasowy peptyd jest badany pod kątem działania antydepresyjnego poprzez selektywną blokadę kanału potasowego TREK-1 (TWIK-related K+ channel 1).
Wprowadzenie
Kanały TREK-1 należą do rodziny dwuporowych kanałów potasowych (K2P) i odgrywają kluczową rolę w regulacji pobudliwości neuronalnej. Kanały te występują m.in. w hipokampie, korze mózgowej i jądrach szwu, a także poza mózgiem — w sercu i mięśniach gładkich (Ma 2020).
Spadin (PE 12-28), odkryty w 2010 roku jako naturalny fragment propeptydu sortyliny, był pierwszym endogennym inhibitorem TREK-1 wykazującym właściwości antydepresyjne. Jednak jego ograniczona stabilność in vivo (aktywność zanika po 7 godzinach) skłoniła naukowców do opracowania bardziej stabilnych analogów.
PE-22-28 powstał w wyniku analizy produktów degradacji spadin we krwi i reprezentuje najkrótszy fragment, który w przesiewie w komórkach skutecznie blokował kanał TREK-1, z wyższą potencją niż peptyd macierzysty.
Kluczowe ustalenia
Badania Djillani i współpracowników (2017) wykazały, że PE-22-28 blokuje TREK-1 silniej niż spadin: IC50 wynosi około 0,1 nM wobec 40–60 nM dla spadin, czyli wartość jest ponad 300-krotnie niższa. Działanie analogów PE-22-28 po jednorazowym podaniu myszom utrzymuje się do 23 godzin zamiast 7 godzin u spadin. W komórkach PE-22-28 nie zmieniał prądów innych badanych kanałów K2P (TREK-2, TRAAK, TRESK, TASK-1).
Mechanizm działania
Inhibicja kanału TREK-1
PE-22-28 blokuje kanał TREK-1 w komórkach HEK z ludzkim kanałem (IC50 około 0,1 nM; spadin: 40–60 nM). Dla porównania, w badaniu wiązania spadin łączył się z TREK-1 z powinowactwem 10 nM (Mazella 2010), a hamował prąd kanału przy 40–60 nM. Kanały TREK-1 w warunkach fizjologicznych stabilizują potencjał spoczynkowy błony komórkowej. Ich blokada prowadzi do:
- Depolaryzacji błony neuronalnej: zmniejszenie potencjału spoczynkowego zwiększa prawdopodobieństwo generowania potencjałów czynnościowych
- Wzrostu częstości wyładowań neuronów serotoninergicznych w jądrze szwu grzbietowym: pokazano to dla spadin u myszy (Mazella 2010)
Wpływ na układ serotoninowy
Dla spadin, peptydu macierzystego, pokazano u myszy, że zwiększa częstość wyładowań neuronów serotoninergicznych w jądrze szwu grzbietowym (Mazella 2010). Dla samego PE-22-28 nie dysponujemy takim pomiarem w cytowanych pracach.
Stymulacja neuroplastyczności
Dla spadin pokazano u myszy, że 4-dniowe podawanie zwiększa fosforylację białka CREB w hipokampie i neurogenezę (Mazella 2010). PE-22-28 i jego analogi podawane przez 4 dni zwiększały u myszy neurogenezę w hipokampie, a w hodowli neuronów kory myszy zwiększały poziom PSD-95, markera synaptogenezy (Djillani 2017).
Przegląd badań przedklinicznych
Modele depresji
W badaniu Djillani et al. (2017) PE-22-28 był testowany w standardowych modelach behawioralnych depresji u myszy:
Test pływania przymusowego: znaczące skrócenie czasu unieruchomienia (około 92 s po PE-22-28 3 μg/kg wobec około 162 s po soli fizjologicznej), wskazujące na działanie antydepresyjne
Test hamowania przez nowość w karmieniu (model z kortykosteronem): po 4 dniach leczenia PE-22-28 skrócił czas do podjęcia karmienia (153,2 s wobec 226,1 s w kontroli, n = 10)
Test wyuczonej bezradności: 4-dniowe podawanie analogów spadin (3 μg/kg, dootrzewnowo) skróciło latencje ucieczki
Model z kortykosteronem (7 tygodni): PE-22-28 działał antydepresyjnie podobnie jak spadin, po jednorazowym podaniu i po 4 dniach
Neurogeneza i synaptogeneza
Badania histologiczne wykazały, że PE-22-28:
- Zwiększa neurogenezę w hipokampie myszy już po 4 dniach leczenia (liczba komórek BrdU-dodatnich), szczególnie wyraźnie dla analogu G/A-PE 22-28
- Poprawia synaptogenezę: wzrost poziomu PSD-95 w hodowanych neuronach kory myszy
Porównanie ze spadin
Porównanie PE-22-28 ze spadin w pracy Djillani et al. (2017):
- Potencja w komórkach: IC50 około 0,1 nM wobec 40–60 nM (ponad 300-krotna różnica)
- Dawka w modelu z kortykosteronem u myszy: PE-22-28 3 μg/kg i spadin 100 μg/kg działały podobnie
- Czas działania: do 23 h dla analogów PE-22-28 wobec 7 h dla spadin
Blokada TREK-1 a neurogeneza u szczurów
Xu i współpracownicy (2022) badali wpływ blokady TREK-1 na neurogenezę w modelu przewlekłego stresu u szczurów. Abstrakt nie podaje, który bloker zastosowano. Nowy bloker TREK-1 działał antydepresyjnie wcześniej i wyraźniej niż fluoksetyna, a w hipokampie:
- Odwrócił deficyty neurogenezy wywołane przewlekłym stresem
- Znormalizował proliferację i różnicowanie neuronów
- Zmniejszył apoptozę nowo powstałych neuronów
- Korelacja między neurogenezą a poprawą behawioralną: preferencja sacharozy istotnie korelowała z odsetkiem różnicujących się neuronów i odsetkiem apoptozy nowych neuronów
Dawkowanie w badaniach
Wszystkie poniższe dawki pochodzą z badań na myszach (Djillani 2017); nie są to dawki dla ludzi.
| Preparat | Dawka | Droga | Schemat | Test |
|---|---|---|---|---|
| PE-22-28 | 3,0 μg/kg | dootrzewnowo | jednorazowo lub 4 dni | test pływania, hamowanie przez nowość, model z kortykosteronem |
| Analogi PE-22-28 | 3,0–4,0 μg/kg dziennie | dootrzewnowo | 4 dni | neurogeneza, wyuczona bezradność |
| Analogi PE-22-28 | 1 mg/kg | doustnie (zgłębnik) | sub-chroniczne | test pływania |
| G/A-PE 22-28 i forma biotynylowana | 3,2 lub 32 μg/kg; 4,0 lub 40 μg/kg | dootrzewnowo | jedna dawka, pomiar do 24 h | czas działania w teście pływania |
| Spadin (porównanie) | 100 μg/kg | dootrzewnowo | jednorazowo lub 4 dni | model z kortykosteronem |
Dawkowanie raportowane przez użytkowników
Zestawiliśmy relacje 42 użytkowników Reddita, którzy opisali własne stosowanie PE-22-28 (m.in. r/Peptides, r/BodyHackGuide i r/NooTopics, 2021–2026); każdą osobę liczymy raz. 15 osób wstrzykiwało PE-22-28 podskórnie (9 podało to wprost, u 6 wynikało to z kontekstu), 14 stosowało go donosowo, a 13 podało dawkę bez drogi podania. Tabela obejmuje relacje o zastrzykach podskórnych.
| Parametr | Najczęściej raportowane | Zakres w większości relacji |
|---|---|---|
| Dawka na jedno podanie | 400 µg (7 osób) | 300–400 µg (9 z 15 osób) |
| Częstotliwość | 1× dziennie (8 z 9 osób, które ją podały) | Jedna osoba: 2× dziennie |
| Droga podania | Zastrzyk podskórny | — |
| Okres stosowania | Podało go 8 z 15 osób | 3–8 tygodni (6 z 8 osób) |
Poza przedziałem 300–400 µg 5 osób stosowało od 75 do 240 µg, a jedna 500 µg. Poza przedziałem 3–8 tygodni jedna osoba przerwała stosowanie po 4 dniach, a jedna stosowała PE-22-28 przez ponad rok. W relacjach o podaniu donosowym (14 osób) dawki wynosiły od 160 do 1200 µg na dobę; nie są ujęte w tabeli.
To relacje użytkowników, a nie zalecenie ani dawka zbadana klinicznie.
Bezpieczeństwo
PE-22-28 badano wyłącznie w komórkach i u myszy, a cytowane prace nie podają wyników badań toksykologicznych tego peptydu. W komórkach analogi spadin w stężeniu 10 μM nie zmieniały prądu kanału hERG, który odpowiada za repolaryzację mięśnia sercowego (Djillani 2017). U myszy z chorobą dekompresyjną zablokowanie TREK-1 spadin wiązało się z częstszymi objawami choroby, a jednoczesne podanie fluoksetyny zmniejszało jej nasilenie (Vallée 2016). Nie ma danych o ciąży, karmieniu piersią ani o dzieciach.
Kierunki badań
Badania przedkliniczne wskazują kilka kierunków dalszych prac:
- Szybkość działania: dla spadin praca przeglądowa podaje efekt po 4 dniach, a dla fluoksetyny po 3–4 tygodniach (Djillani 2019)
- Neurogeneza w hipokampie jako możliwy mechanizm efektu antydepresyjnego: to hipoteza, wsparta korelacją u szczurów (Xu 2022)
- Droga doustna: analogi PE-22-28 były aktywne u myszy po podaniu zgłębnikiem (Djillani 2017)
- Rola TREK-1: także fluoksetyna hamuje ten kanał (Djillani 2019; Xi 2011), więc jego blokada nie jest unikalną cechą peptydów z rodziny spadin
Bibliografia
-
Djillani A, Pietri M, Moreno S, Heurteaux C, Mazella J, Borsotto M. Shortened Spadin Analogs Display Better TREK-1 Inhibition, In Vivo Stability and Antidepressant Activity. Front Pharmacol. 2017;8:643. doi:10.3389/fphar.2017.00643
-
Mazella J, Pétrault O, Lucas G, et al. Spadin, a sortilin-derived peptide, targeting rodent TREK-1 channels: a new concept in the antidepressant drug design. PLoS Biol. 2010;8(4):e1000355. doi:10.1371/journal.pbio.1000355
-
Djillani A, Pietri M, Mazella J, Heurteaux C, Borsotto M. Fighting against depression with TREK-1 blockers: Past and future. A focus on spadin. Pharmacol Ther. 2019;194:185-198. doi:10.1016/j.pharmthera.2018.10.003
-
Ma R, Lewis A. Spadin Selectively Antagonizes Arachidonic Acid Activation of TREK-1 Channels. Front Pharmacol. 2020;11:434. doi:10.3389/fphar.2020.00434
-
Xu H, Ding Y, Qi X, Zhang ZJ, Su J. Ameliorated Neurogenesis Deficits in Dentate Gyrus May Underly the Pronounced Antidepressant Effect of TREK-1 Potassium Channel Blockade in Rats with Depressive-like Behavior. ACS Chem Neurosci. 2022;13(21):3068-3077. doi:10.1021/acschemneuro.2c00428
-
Xi G, Zhang X, Zhang L, et al. Fluoxetine attenuates the inhibitory effect of glucocorticoid hormones on neurogenesis in vitro via a two-pore domain potassium channel, TREK-1. Psychopharmacology. 2011;214(3):747-59. doi:10.1007/s00213-010-2077-3
-
Vallée N, Lambrechts K, De Maistre S, et al. Fluoxetine Protection in Decompression Sickness in Mice is Enhanced by Blocking TREK-1 Potassium Channel with the "spadin" Antidepressant. Front Physiol. 2016;7:42. doi:10.3389/fphys.2016.00042
Najczęstsze pytania
Czym PE-22-28 różni się od spadin?
PE-22-28 to skrócona wersja spadin: ma 7 aminokwasów, a spadin 17. W komórkach z ludzkim kanałem TREK-1 blokował kanał w połowie przy stężeniu około 0,1 nM, a spadin przy 40–60 nM. Po jednorazowym podaniu myszom działanie analogów PE-22-28 trwało do 23 godzin, a spadin do 7 godzin.
Jak PE-22-28 działa na kanał TREK-1?
Blokuje go w komórkach HEK z ludzkim TREK-1. Nie zmieniał prądów kanałów TREK-2, TRAAK, TRESK ani TASK-1. Dla spadin inna praca na oocytach pokazała, że w stanie podstawowym peptyd nie hamuje kanału, a blokuje jego aktywację przez kwas arachidonowy. Mechanizm jest więc nadal badany.
Jak szybko pojawiały się efekty w badaniach?
U myszy po 4 dniach podawania PE-22-28 zwiększał neurogenezę w hipokampie, a w modelu z kortykosteronem skracał czas podejścia do pokarmu w teście hamowania przez nowość. Dla spadin praca przeglądowa podaje efekt po 4 dniach, a dla fluoksetyny po 3–4 tygodniach.
Na jakich modelach badano PE-22-28?
Na komórkach HEK z ludzkim kanałem TREK-1, na hodowli neuronów kory myszy i na myszach (testy pływania przymusowego, hamowania przez nowość, wyuczonej bezradności oraz model z kortykosteronem). Praca na szczurach z przewlekłym stresem dotyczy blokera TREK-1, którego abstrakt nie utożsamia z PE-22-28.
Dlaczego blokada TREK-1 ma znaczenie w depresji?
U myszy pozbawionych genu TREK-1 obserwowano fenotyp odporny na depresję, podobny do efektu antydepresantów. Dlatego szuka się blokerów tego kanału. Fluoksetyna, stosowany klinicznie lek przeciwdepresyjny, także hamuje TREK-1.
Co wiadomo o bezpieczeństwie?
PE-22-28 badano tylko w komórkach i u myszy, a cytowane prace nie podają jego wyników toksykologicznych. Nie ma danych o ciąży, karmieniu piersią ani o dzieciach. W komórkach analogi spadin nie zmieniały prądu kanału hERG (ważnego dla rytmu serca), a u myszy z chorobą dekompresyjną zablokowanie TREK-1 spadin wiązało się z gorszym przebiegiem, który łagodziła fluoksetyna.