Per Cocer Peptides 
fa 1 mes
TOTS ELS ARTICLES I LA INFORMACIÓ DELS PRODUCTES PROPORCIONATS EN AQUEST LLOC WEB SÓN ÚNICAMENT PER A LA DIFUSIÓ D'INFORMACIÓ I FINS EDUCATIUS.
Els productes proporcionats en aquest lloc web estan destinats exclusivament a la investigació in vitro. La investigació in vitro (llatí: *in glass*, que significa en cristalleria) es realitza fora del cos humà. Aquests productes no són farmacèutics, no han estat aprovats per la Food and Drug Administration (FDA) dels EUA i no s'han d'utilitzar per prevenir, tractar o curar cap afecció, malaltia o dolència mèdica. Està estrictament prohibit per llei introduir aquests productes en el cos humà o animal de qualsevol forma.
Visió general
L'envelliment cel·lular és un procés biològic important en els organismes vius i està estretament relacionat amb nombrosos fenòmens fisiològics i patològics. A mesura que augmenta l'edat, l'envelliment cel·lular s'acumula gradualment, provocant la disminució de la funció dels teixits i els òrgans i desencadenant diverses malalties relacionades amb l'edat. Els pèptids, com a classe de molècules bioactives importants, han obtingut una atenció important en el camp de la investigació sobre l'envelliment cel·lular en els darrers anys. La investigació indica que els pèptids tenen un paper clau en la regulació del procés d'envelliment cel·lular. Explorar la relació entre pèptids i envelliment cel·lular és de gran importància per dilucidar els mecanismes de l'envelliment i desenvolupar intervencions anti-envelliment.
Figura 1. Mecanismes dels processos d'envelliment de la pell. (a) Radicals lliures i teoria de l'estrès oxidatiu. Els mitocondris produeixen ROS mitjançant el metabolisme oxidatiu. L'excés de ROS pot danyar les estructures mitocondrials i de l'ADN, provocant una disminució dels nivells de col·lagen i un augment dels nivells de MMP al teixit de la pell. ( b ) Teoria de la inflamació. Els fibroblasts i els queratinòcits senescents segreguen un gran nombre de fenotips secretors associats a la senescència, inclosos TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ i MMP. Aquestes citocines proinflamatòries indueixen la senescència de les cèl·lules de la pell afavorint la producció de ROS i activant la via de senyalització ATM/p53/p21. ( c ) Teoria del fotoenvelliment. La irradiació ultraviolada indueix la producció de ROS i la secreció de MMP, que degrada els components de la matriu extracel·lular de la pell com el col·lagen. ( d ) Teoria de la química dels glicosils no enzimàtics. La glicosilació no enzimàtica és una reacció entre sucres reductors lliures i grups amino lliures de proteïnes, ADN i lípids per produir AGEs i ROS. L'acumulació d'AGEs, juntament amb ROS, pot provocar canvis en l'homeòstasi cel·lular i l'estructura de les proteïnes.
Envelliment cel·lular
(1) Concepte i característiques de l'envelliment cel·lular
L'envelliment cel·lular es refereix a l'estat d'aturada del creixement irreversible en què entren les cèl·lules després de patir un cert nombre de divisions o estar exposades a factors estressants específics. Exhibeix una sèrie de característiques típiques, com ara els canvis en la morfologia cel·lular, incloent l'augment del volum cel·lular, l'aplanament i la vacuolització del citoplasma; aturada del cicle cel·lular, amb cèl·lules que ja no proliferen; i l'augment de l'activitat de la β-galactosidasa associada a la senescència (SA-β-gal), que actualment és un dels marcadors de senescència cel·lular més utilitzats. Fenotip secretor alterat, on les cèl·lules segreguen diverses citocines, quimiocines i proteases, formant el fenotip secretor associat a la senescència (SASP).
(2) Conseqüències de la senescència cel·lular
Deteriorament de la funció dels teixits i dels òrgans
Les cèl·lules són els components bàsics de teixits i òrgans, i la senescència cel·lular condueix a un deteriorament de la funció dels teixits i dels òrgans. En el teixit de la pell, els fibroblasts senescents redueixen la síntesi de col·lagen i fibres elàstiques, fent que la pell perdi elasticitat, desenvolupi arrugues i tingui una capacitat reparadora deteriorada. En el sistema cardiovascular, les cèl·lules endotelials senescents poden conduir a parets rígides dels vasos sanguinis i reducció de l'elasticitat, augmentant el risc de patir malalties cardiovasculars. En el sistema immunitari, l'envelliment de les cèl·lules immunitàries debilita la funció de defensa immune del cos, fent que les persones siguin més susceptibles a la invasió de patògens i reduint la seva resposta immune a les vacunes.
Associació amb malalties relacionades amb l'edat
L'envelliment cel·lular es considera un factor impulsor important en moltes malalties relacionades amb l'edat. En malalties neurodegeneratives com la malaltia d'Alzheimer i la malaltia de Parkinson, l'envelliment neuronal està estretament associat amb processos patològics com la mort neuronal i la neuroinflamació. En la diabetis, l'envelliment de les cèl·lules β pancreàtiques pot provocar una secreció insuficient d'insulina, afectant la regulació normal de la glucosa en sang. La senescència cel·lular també té una relació complexa amb la tumorigènesi i la progressió del tumor. La senescència cel·lular primerenca pot actuar com un mecanisme de supressió del tumor, evitant la proliferació il·limitada de cèl·lules danyades. Tanmateix, en el microambient tumoral, els components SASP secretats per cèl·lules senescents poden promoure el creixement, la invasió i la metàstasi de les cèl·lules tumorals.
Pèptids
(1) Definició i estructura dels pèptids
Els pèptids són compostos de cadena curta formats per aminoàcids units mitjançant enllaços peptídics. Segons el nombre de residus d'aminoàcids que contenen, es poden classificar en dipèptids, tripèptids, tetrapèptids i polipèptids, entre d'altres. Els polipèptids són cadenes peptídiques més llargues, contínues i no ramificades. Normalment, les cadenes peptídiques que no contenen més de 50 aminoàcids es classifiquen com a pèptids per distingir-les de les proteïnes. Totes les cadenes peptídiques, excepte els pèptids cíclics, tenen un residu N-terminal (amino-terminal) i un residu C-terminal (carboxi-terminal).
(2) Classificació de pèptids
Classificació per font
Pèptids endògens: sintetitzats pel propi organisme i realitzen diverses funcions fisiològiques dins l'organisme. Neuropèptids, que participen en la transmissió i regulació del senyal dins del sistema nerviós, incloses les endorfines i les encefalines, que tenen efectes analgèsics i reguladors de l'estat d'ànim; pèptids hormonals, com la insulina, que són crucials per regular l'equilibri del sucre en sang.
Pèptids exògens: obtinguts d'aliments o d'altres fonts externes. Per exemple, determinades proteïnes alimentàries poden ser hidrolitzades per enzims digestius per produir pèptids bioactius, com els pèptids de la llet, que tenen múltiples funcions fisiològiques, incloent efectes antioxidants i immunomoduladors. Els pèptids preparats mitjançant la síntesi química o la biotecnologia també es troben sota pèptids exògens i s'utilitzen habitualment en el desenvolupament de fàrmacs i la teràpia clínica.
Classificació per funció
Pèptids antioxidants: capaços d'eliminar els radicals lliures del cos i reduir el dany induït per l'estrès oxidatiu a les cèl·lules. Per exemple, s'ha demostrat que els pèptids antioxidants de segó d'arròs milloren l'activitat d'enzims antioxidants com la catalasa (CAT) i la glutatió peroxidasa (GSH-Px) en els mitocondris dels teixits cardíacs i cerebrals de ratolins envellits induïts per D-galactosa, redueixen el nivell de mutacions de supressió de l'ADN mitocondrial al cervell i protegeixen les cèl·lules.
Pèptids immunomoduladors: regulen la funció immune de l'organisme, millorant o suprimint les respostes immunitàries. Alguns pèptids derivats d'organismes marins poden activar les cèl·lules immunitàries, millorar les capacitats de defensa immune del cos i ajudar a resistir les infeccions per patògens i el desenvolupament de tumors.
Pèptids reguladors del creixement cel·lular: influeixen en processos cel·lulars com la proliferació, la diferenciació i l'apoptosi. Per exemple, el factor de creixement epidèrmic (EGF) afavoreix la proliferació i diferenciació de cèl·lules epidèrmiques, accelerant la cicatrització de ferides.
El paper dels pèptids en l'envelliment cel·lular
(1) Regulació de la funció mitocondrial
Els mitocondris tenen un paper clau en la producció d'energia cel·lular i la transducció del senyal, i la seva disfunció està estretament relacionada amb l'envelliment cel·lular. Els pèptids derivats de mitocondris (MDP) com la humanina i el MOTS-c tenen un paper regulador important en el procés d'envelliment cel·lular. Després de la senescència induïda per l'esgotament replicatiu, la doxorubicina o el tractament amb peròxid d'hidrogen en fibroblasts humans primaris, el nombre mitocondrial augmenta, els nivells respiratoris mitocondrials augmenten i els nivells d'humanina i MOTS-c també s'eleven. L'administració d'humanina i MOTS-c augmenta moderadament la respiració mitocondrial a les cèl·lules senescents induïdes per la doxorubicina i regula parcialment els components SASP mitjançant la via JAK, cosa que indica que els MDP tenen un paper important en el metabolisme de l'energia mitocondrial i la producció de SASP a les cèl·lules senescents.
Figura 2 La massa i l'energia mitocondrial es veuen alterades durant la senescència induïda per la doxorubicina. (A) Nombre de còpies de l'ADN mitocondrial (ADNmt) en cèl·lules no senescents (quiescents) i senescents. (B) Imatges representatives de Tom20 (verd; mitocondris) i Hoechst 33258 (blau; nucli) immunotinció en cèl·lules no senescents (quiescents) i senescents. Barra d'escala, 20 μm. L'àrea de tinció de Tom20 per cèl·lula es va mesurar mitjançant ImageJ. (C) Nivells d'ATP cel·lular en cèl·lules no senescents (quiescents) i senescents. (D) Taxa de consum d'oxigen cel·lular (OCR) en cèl·lules no senescents i senescents. La respiració basal, la capacitat respiratòria de recanvi i la producció d'ATP es calculen a partir de la injecció seqüencial de compostos segons les instruccions del fabricant. (E) La taxa d'acidificació extracel·lular (ECAR) en cèl·lules no senescents (quiescents) i senescents.
(2) Efectes sobre les vies de senyalització relacionades amb l'envelliment
via p53-p21
La proteïna p53 és un regulador clau de la senescència cel·lular. Quan les cèl·lules estan exposades a factors d'estrès com el dany a l'ADN, p53 s'activa, induint l'expressió de p21, que fa que el cicle cel·lular s'atura a la fase G1, donant lloc a la senescència cel·lular. Alguns pèptids poden modular la via p53-p21, influint així en la progressió de la senescència cel·lular. Alguns pèptids de molècules petites poden interactuar amb la proteïna p53, inhibint la seva activitat i retardant així la senescència cel·lular. Els estudis han demostrat que pèptids específics poden bloquejar la interacció entre p53 i MDM2 (una proteïna que regula negativament p53), estabilitzant la proteïna p53 i mantenint-la a un nivell adequat per evitar una activació excessiva que condueixi a la senescència cel·lular.
Via Rb-E2F
La proteïna Rb és una altra proteïna reguladora del cicle cel·lular important que s'uneix al factor de transcripció E2F per inhibir l'expressió de gens relacionats amb el cicle cel·lular. Quan la proteïna Rb es fosforila i s'inactiva, s'allibera E2F, afavorint l'entrada cel·lular a la fase S per a la replicació de l'ADN. Durant la senescència cel·lular, les alteracions en la via Rb-E2F condueixen a l'aturada del cicle cel·lular. Alguns pèptids poden regular la senescència cel·lular modulant l'estat de fosforilació de la proteïna Rb o influint en l'activitat E2F. Alguns pèptids poden inhibir la fosforilació de proteïnes Rb, mantenint l'estabilitat del complex Rb-E2F i retardant així la senescència cel·lular.
(III) Reglament de SASP
SASP inclou diverses citocines, quimiocines i proteases, entre d'altres. La seva secreció no només afecta el microambient de les cèl·lules senescents, sinó que també influeix en els teixits i cèl·lules circumdants, afavorint respostes inflamatòries i la senescència dels teixits. Alguns pèptids poden regular la producció de SASP i mitigar els seus efectes nocius. També s'ha trobat que certs pèptids derivats de plantes regulen SASP inhibint l'activació de vies de senyalització específiques i reduint l'expressió de factors relacionats amb SASP.
Aplicacions dels pèptids en el retard de l'envelliment cel·lular
(1) Aplicacions en productes per a la cura de la pell
Amb la creixent preocupació del públic per l'envelliment de la pell, els pèptids han trobat una aplicació generalitzada a la indústria de la cura de la pell. Per exemple, alguns productes per a la cura de la pell que contenen pèptids afirmen tenir efectes antiarrugues i reafirmants de la pell. La investigació indica que certs pèptids poden promoure la síntesi de col·lagen i millorar l'elasticitat de la pell. Els pèptids també poden regular el metabolisme de les cèl·lules de la pell, millorar la funció de barrera de la pell, reduir els danys a les cèl·lules de la pell causats per factors externs com la radiació UV i frenar el procés d'envelliment de la pell.
Figura 3 Envelliment de la pell més jove a més gran.
(2) Aplicacions en el desenvolupament de fàrmacs
Tractament de les Malalties Neurodegeneratives
El desenvolupament de fàrmacs pèptids és molt prometedor per abordar l'envelliment neuronal en malalties neurodegeneratives. S'han desenvolupat pèptids que regulen les vies de senyalització intracel·lular, promouen la supervivència neuronal i faciliten la reparació per al tractament de la malaltia d'Alzheimer i la malaltia de Parkinson. Alguns pèptids poden inhibir l'agregació de proteïnes anormals dins de les neurones, reduir la neuroinflamació i retardar l'envelliment i la mort neuronals. Un pèptid anomenat AC-5216 pot inhibir l'agregació de proteïnes β-amiloides i millorar la funció cognitiva en ratolins model de malaltia d'Alzheimer.
Tractament de les Malalties Cardiovasculars
En el tractament de malalties cardiovasculars, els fàrmacs peptídics poden dirigir-se a processos patològics com l'envelliment de les cèl·lules endotelials vasculars i l'envelliment de les cèl·lules del miocardi. Per exemple, certs pèptids vasoactius poden regular el to vascular i la funció de les cèl·lules endotelials, millorar l'estat d'envelliment de les cèl·lules endotelials vasculars i reduir el risc de malalties cardiovasculars. Alguns pèptids també poden promoure la reparació i la regeneració de cèl·lules del miocardi, oferint aplicacions potencials en el tractament de condicions com l'infart de miocardi.
Conclusió
L'envelliment cel·lular, com a procés biològic complex, influeix en la salut i el procés d'envelliment del cos. Els pèptids, com a classe important de molècules bioactives, tenen un paper multifacètic en la regulació de l'envelliment cel·lular. Mitjançant la regulació de la funció mitocondrial, la intervenció en les vies de senyalització relacionades amb l'envelliment i la modulació de SASP, els pèptids demostren la capacitat de retardar l'envelliment cel·lular.
Fonts
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptides[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Química biofísica: tècniques i aplicacions. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W, et al. Progrés de la investigació sobre l'envelliment de la pell i els principis actius[J]. Molècules, 2023,28(14},NÚMERO D'ARTICLE = {5556).DOI:10.3390/molecules28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Current Insights in the Formulation and Delivery of Therapeutic and Cosmeceutical Agents for Aging Skin [J]. Cosmètics, 2023,10(2},NÚMERO D'ARTICLE = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Editorial: Cellular Senescence: Causes, Consequences and Therapeutic Opportunities[J]. Fronteres en biologia cel·lular i del desenvolupament, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. El pèptid senoterapèutic redueix l'edat biològica de la pell i millora els marcadors de salut de la pell [J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, et al. Els pèptids mitocondrials modulen la funció mitocondrial durant la senescència cel·lular [J]. Envelliment (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/envelliment.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Assessment and consequences of cell senescence in atherosclerosis[J]. Opinió actual en lipidologia, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
