IGF-1 LR3 1mg

▎ IGF-1 LR3 Estructura

▎ IGF-1 LR3 Investigación de

¿Cuál es la experiencia de investigación del IGF-1 LR3?

La investigación sobre IGF-1 LR3 surgió de la necesidad de superar las limitaciones del factor de crecimiento natural similar a la insulina 1 (IGF-1). Como regulador clave del crecimiento, la diferenciación y el metabolismo celular, el IGF-1 natural muestra potencial en estudios de reparación, crecimiento y desarrollo de tejidos e intervención en enfermedades. Sin embargo, tiene importantes inconvenientes: su vida media dura sólo unas pocas horas, lo que conduce a una rápida eliminación in vivo. Además, se une estrechamente a las proteínas de unión al IGF, lo que da como resultado una baja proporción de formas activas libres que luchan por ejercer efectos sostenidos. Estas limitaciones limitaron gravemente su eficacia en la investigación experimental y sus posibles aplicaciones, lo que llevó a los científicos a explorar análogos estructuralmente modificados con un rendimiento mejorado.

Con avances en biología molecular y tecnologías de ingeniería de proteínas, los equipos de investigación se centraron en modificar con precisión el IGF-1 para mejorar sus propiedades. A través de estudios en profundidad de la relación estructura-función de IGF-1, los investigadores descubrieron que las modificaciones en sitios de aminoácidos específicos pueden influir en sus interacciones con proteínas y receptores de unión: reemplazar el ácido glutámico en la posición 3 con arginina y agregar 13 aminoácidos al extremo N reduce su afinidad por la proteína de unión de IGF, disminuyendo las formas de unión inactivas al tiempo que mejora la unión al receptor de IGF-1. Al mismo tiempo, la optimización estructural extendió el ciclo metabólico de la molécula in vivo, produciendo finalmente IGF-1 LR3 con 83 aminoácidos. Esto dio como resultado una vida media prolongada a 20-30 horas y una potencia aproximadamente tres veces mayor.

¿Cuál es el mecanismo de acción del IGF-1 LR3?

Proliferación y diferenciación celular

Estimulación de la proliferación de mioblastos: durante el desarrollo fetal, el IGF-1 LR3 promueve significativamente la proliferación de mioblastos del músculo esquelético. Por ejemplo, los estudios en fetos de cordero de gestación tardía revelaron que después de una semana de infusión de IGF-1 LR3, las tasas de proliferación de mioblastos del músculo esquelético aumentaron significativamente (P <0,05). Esto indica que el IGF-1 LR3 actúa directamente sobre los mioblastos para avanzar en el ciclo celular, permitiendo que más mioblastos entren en estado proliferativo y proporcionando así fuentes celulares adicionales para el crecimiento y desarrollo del tejido muscular ^[1]..

Influir en el desarrollo folicular: durante la fisiología ovárica, el IGF-1 LR3 participa en la regulación del crecimiento y desarrollo folicular. En un modelo de superovulación en ratas, la coadministración de IGF-1 LR3 con gonadotropinas aumentó aún más las tasas de ovulación y elevó el peso ovárico en ciertas cepas de ratas. Esto sugiere que el IGF-1 LR3 puede influir en la maduración folicular y la ovulación al regular la proliferación y diferenciación de las células de la granulosa, afectando así la función reproductiva ^[2].

Regulación del metabolismo

Adquisición y utilización de nutrientes: después de la infusión de IGF-1 LR3 en fetos de cordero de gestación tardía, se observaron tasas reducidas de absorción de aminoácidos del cordón umbilical junto con concentraciones más bajas de aminoácidos fetales, a pesar de tasas similares de recambio de proteínas fetales. Esto sugiere que el IGF-1 LR3 puede influir en los patrones de absorción y utilización de nutrientes fetales, permitiendo una utilización más eficiente de nutrientes limitados para apoyar el crecimiento de órganos específicos en lugar de aumentar el suministro de nutrientes fetales a través del flujo sanguíneo placentario o la estimulación de la transferencia de nutrientes ^[2]..

Figura 1 El IGF-1 inhibe la inflamación y acelera la angiogénesis a través de las vías de señalización Ras/PI3K/IKK/NF-κB para promover la cicatrización de heridas ^[3].

Inhibición de la secreción de insulina: La infusión de IGF-1 LR3 o solución salina en fetos de corderos de gestación tardía reveló concentraciones plasmáticas reducidas de insulina en corderos infundidos con IGF-1 LR3. Además, la secreción de insulina durante los experimentos de pinzamiento hiperglucémico disminuyó en comparación con los controles. Esto sugiere que el IGF-1 LR3 puede actuar directamente sobre las células β pancreáticas para inhibir la secreción de insulina. Estudios adicionales en islotes fetales aislados revelaron que los islotes de corderos infundidos con IGF-1 LR3 exhibieron una secreción de insulina persistentemente baja en respuesta a la estimulación de glucosa in vitro, lo que sugiere que IGF-1 LR3 puede inducir defectos intrínsecos en las células β pancreáticas, alterando la función normal de secreción de insulina ^[4,5].

Regulación de la angiogénesis

Papel en la angiogénesis ovárica: en experimentos de cultivo de angiogénesis de folículos luteinizados bovinos, se investigaron los efectos del IGF-1 LR3 sobre las redes de células endoteliales (CE) de los folículos luteinizados y la producción de progesterona. Los resultados mostraron un impacto limitado en los parámetros de crecimiento de la CE, pero un ligero aumento en la proliferación celular (3-5%). Por el contrario, el IGF-1 LR3 ejerció efectos diferenciales sobre la producción de progesterona, mientras que la picropodofilina (PPP), antagonista del receptor de IGF-1, redujo significativamente tanto los parámetros de crecimiento de las CE como las concentraciones de progesterona. Esto sugiere que el IGF-1 LR3 puede modular la vascularización y la producción de progesterona en los folículos luteinizados a través de la vía de señalización del receptor de IGF-1, manteniendo así la función ovárica y la fertilidad ^[6]..

¿Cuáles son las aplicaciones del IGF-1 LR3?

Investigación y aplicaciones sobre crecimiento y desarrollo animal.

Promoción del crecimiento de los órganos fetales: en experimentos con fetos de cordero de gestación tardía, la infusión de IGF-1 LR3 aumentó significativamente el crecimiento de los órganos fetales, promoviendo el desarrollo de órganos como el corazón, los riñones, el bazo y las glándulas suprarrenales. Esto indica que el IGF-1 LR3 desempeña un papel crucial en la regulación de los procesos de desarrollo de los órganos fetales, lo que contribuye a una comprensión más profunda de los mecanismos reguladores del crecimiento y el desarrollo fetal. Proporciona apoyo teórico y orientación práctica para mejorar el rendimiento reproductivo de los animales y mejorar las tasas de supervivencia de las crías ^[1]..

Estimulación de la proliferación de mioblastos del músculo esquelético: las investigaciones indican que el IGF-1 LR3 estimula la proliferación de mioblastos del músculo esquelético. En experimentos con fetos de ovejas, la infusión de IGF-1 LR3 mejoró notablemente la actividad de proliferación de mioblastos ^[1].

Investigación sobre diabetes y enfermedades relacionadas

Evaluación de los efectos sobre la secreción de insulina: Los experimentos que involucraron la infusión de IGF-1 LR3 en fetos de cordero revelaron una reducción en las concentraciones de insulina en plasma fetal. Durante los experimentos de pinzamiento hiperglucémico, los niveles de insulina en fetos de cordero tratados con IGF-1 LR3 fueron un 66% más bajos que en los controles. Este fenómeno indica una posible asociación entre IGF-1 LR3 y la secreción de insulina, proporcionando pistas importantes para estudiar la patogénesis de la diabetes y desarrollar nuevas estrategias terapéuticas ^[5]..

Correlación con el rendimiento atlético: La investigación sobre corredores y nadadores israelíes de élite reveló que los polimorfismos del gen IGF1 se correlacionan con los niveles circulantes de IGF1, y que la puntuación genética del IGF (IGF-GS) de los velocistas está asociada con el rendimiento atlético. Los velocistas de élite exhibieron puntuaciones IGF-GS promedio significativamente más altas que los velocistas de nivel nacional y los nadadores de corta distancia de alto nivel. Esto sugiere que el sistema IGF-1 puede desempeñar un papel crucial en los deportes de velocidad terrestres. Si bien sigue siendo incierto si el IGF-GS puede usarse para la selección temprana de velocistas de élite, ofrece nuevas vías para la selección de atletas y las intervenciones de entrenamiento. Investigaciones futuras pueden permitir el desarrollo de programas de entrenamiento más específicos para mejorar el rendimiento deportivo mediante el seguimiento y análisis de marcadores relacionados con IGF-1 en atletas ^[7].

Investigación en Biología Celular y Medicina Básica

Investigación sobre la regulación de la proliferación celular: IGF-1 LR3 posee la capacidad de estimular la proliferación celular. Los experimentos in vitro demuestran su estimulación eficaz de la proliferación de células NIH 3T3. Esto convierte al IGF-1 LR3 en una herramienta valiosa para investigar los mecanismos de regulación de la proliferación celular. Al observar los efectos del IGF-1 LR3 sobre la proliferación en diferentes líneas celulares, los investigadores pueden obtener información sobre procesos biológicos fundamentales, como la regulación del ciclo celular y las vías de señalización, proporcionando una base teórica para estudios en oncología, medicina regenerativa y campos relacionados ^[8]..

Investigación sobre la apoptosis y el metabolismo de las proteínas: en estudios de células C2C12 tratadas con peróxido de hidrógeno, el IGF-1 (incluido su análogo IGF-1 LR3) modula la síntesis de proteínas celulares y el equilibrio de la degradación mediante la regulación positiva de Pax7, los factores reguladores miogénicos (MRF), mTOR y P70S6K, lo que reduce MuRF1 y MAFbx e inhibe la apoptosis, regulando así el equilibrio entre la síntesis y la degradación de proteínas. Esto contribuye a una comprensión más profunda de los mecanismos de supervivencia y muerte celular en condiciones de estrés, así como de las redes reguladoras del metabolismo de las proteínas, ofreciendo nuevos objetivos y conocimientos para el tratamiento de enfermedades relacionadas ^[9]..

Conclusión

El IGF-1 LR3, como análogo sintético de acción prolongada del factor de crecimiento similar a la insulina 1, promueve el crecimiento específico de órganos en el corazón fetal y las glándulas suprarrenales mediante la activación de vías de señalización como PI3K/Akt y MAPK. Estimula la proliferación de mioblastos del músculo esquelético y la síntesis de proteínas, regula el metabolismo, mantiene la salud del músculo esquelético y ayuda a la recuperación de lesiones inducidas por el ejercicio.

Acerca del autor

Todos los materiales mencionados anteriormente son investigados, editados y compilados por Cocer Peptides.

Autor de revista científica

Feng L es un investigador centrado en el campo de la fisiología del ejercicio y la salud cardiovascular. Su trabajo académico se centra principalmente en explorar los efectos reguladores de diferentes formas de ejercicio sobre las funciones fisiológicas, particularmente la interacción entre el ejercicio y los mecanismos moleculares del cuerpo relacionados con la salud muscular y la recuperación de enfermedades cardiovasculares. El Dr. Feng suele adoptar una combinación de modelos de investigación preclínica y técnicas de biología molecular para realizar estudios en profundidad. Feng L figura en la referencia de la cita [9].

▎ Citas relevantes

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. El IGF-1 recombinante de oveja promueve el crecimiento específico de órganos en fetos de oveja. Fronteras en Fisiología 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Nueva demostración de un papel fisiológico/farmacológico del factor de crecimiento similar a la insulina-1 en la ovulación en ratas y acción sobre el cúmulo oóforo. Endocrino 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, et al. El IGF-1 inhibe la inflamación y acelera la angiogénesis a través de las vías de señalización Ras/PI3K/IKK/NF-κB para promover la cicatrización de heridas. Revista Europea de Ciencias Farmacéuticas 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] White A, Stremming J, Boehmer BH, et al. La reducción de la secreción de insulina estimulada por glucosa después de una infusión de IGF-1 durante 1 semana en fetos de ovejas en la última etapa de la gestación se debe a un defecto intrínseco de los islotes. Revista Estadounidense de Fisiología-Endocrinología y Metabolismo 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] Blanco A, Stremming J, Marrón LD, Rozance PJ. La secreción atenuada de insulina estimulada por glucosa durante una infusión aguda de IGF-1 LR3 en fetos de oveja no persiste en islotes aislados. Revista de orígenes del desarrollo de la salud y la enfermedad 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, Robinson RS, Woad KJ. Efecto del sistema de factores de crecimiento similares a la insulina sobre la angiogénesis luteinizante. Reproducción y Fertilidad 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. Puntuación genética del eje del factor de crecimiento similar a la insulina y excelencia deportiva. Revista de investigación de fuerza y ​​acondicionamiento 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Expresión de alto nivel de Arg ~ 3-IGF-1 de cadena larga en Pichia pastoris y su purificación y caracterización. Boletín de la Academia de Ciencias Médicas Militares 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. El ejercicio aeróbico y el ejercicio de resistencia alivian la atrofia del músculo esquelético a través de la vía IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt en ratones con infarto de miocardio. Revista Estadounidense de Fisiología-Fisiología Celular 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

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