Autor: Cocer Peptides 
1 kuu tagasi
KÕIK SELLEL VEEBISAIDIL ESITATUD ARTIKLID JA TOOTETEAVE ON AINULT TEABE LEVITAMISEKS JA HARIDUSEL.
Sellel veebisaidil pakutavad tooted on mõeldud eranditult in vitro uuringuteks. In vitro uuringud (ladina keeles *klaasis*, mis tähendab klaasnõudes) tehakse väljaspool inimkeha. Need tooted ei ole farmaatsiatooted, neid ei ole heaks kiitnud USA Toidu- ja Ravimiamet (FDA) ning neid ei tohi kasutada mis tahes haigusseisundi, haiguse või vaevuse ennetamiseks, raviks ega ravimiseks. Seadusega on rangelt keelatud viia neid tooteid inim- või loomakehasse mis tahes kujul.
Mitokondritele suunatud peptiid SS-31, tuntud ka kui elamipretiid, on väikese molekuliga peptiid, millel on spetsiifiline mitokondrite sihtimise funktsionaalsus. Viimastel aastatel, kui vananemismehhanismide uurimine on süvenenud, on mitokondriaalse düsfunktsiooni kriitiline roll vananemisprotsessis muutunud üha ilmsemaks. SS-31, millel on ainulaadsed mitokondriaalse sihtimise omadused ja võime reguleerida mitokondriaalset funktsiooni, on paljutõotav vananemisvastastes rakendustes.
Joonis 1 Hingamine ja membraanipotentsiaali reaktsioon ADP stimulatsioonile isoleeritud lihaste mitokondrites nõuavad täiendavat tsütokroom c ja heksokinaasi klambrit. ADP/ATP transporditee ja ELAM-i seondumine ATP süntaasi ja ANT-ga.
I. Mitokondrite ja vananemise vahelise seose ülevaade
Mitokondrid kui raku jõuallikad vastutavad suurema osa ATP sünteesimise eest rakus ning osalevad ka erinevates metaboolsetes regulatsiooni- ja signaaliülekande protsessides. Vanuse kasvades väheneb mitokondrite funktsioon järk-järgult, mis on vananemise üks peamisi markereid. Mitokondriaalne düsfunktsioon avaldub mitmel viisil, sealhulgas mutatsioonide kuhjumine mitokondriaalses DNA-s (mtDNA), mitokondriaalse hingamisahela komplekside aktiivsuse vähenemine, mis viib ebapiisava energiatootmiseni; suurenenud reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) tootmine mitokondrite poolt, vallandades oksüdatiivse stressi kahjustuse, mis veelgi häirib rakusiseseid biomolekule, nagu valgud, lipiidid ja nukleiinhapped, kiirendades rakkude vananemist ja surma. Ebanormaalne mitokondriaalne funktsioon häirib ka rakusisest kaltsiumi homöostaasi, häirides raku normaalseid füsioloogilisi funktsioone. Need muutused mõjutavad üksteist, moodustades nõiaringi, mis ühiselt juhib vananemisprotsessi.
II. SS-31 toimemehhanism
Mitokondriaalse energia metabolismi parandamine
ADP tundlikkuse suurendamine: vananemise ajal väheneb mitokondrite tundlikkus ADP suhtes, mis halvendab ATP sünteesi efektiivsust. Uuringud näitavad, et SS-31 võib otseselt seostuda mitokondriaalse ADP transporteriga ANT, suurendades ANT ADP omastamist, suurendades seeläbi mitokondriaalset tundlikkust ADP suhtes. Vananenud lihaste mitokondrites suurendas SS-31 ravi ADP omastamist ANT kaudu, suurendades seeläbi mitokondriaalset hingamist ADP stimulatsiooni all, suurendades ATP tootmist ja parandades energia metabolismi vananenud lihaste mitokondrites.
Mitokondriaalse hingamisahela komplekside reguleerimine: Mitokondriaalse hingamisahela kompleksid on mitokondriaalse energia tootmise põhikomponendid. Vananemise käigus hingamisahela komplekside aktiivsus sageli väheneb. SS-31 võib säilitada või suurendada hingamisahela komplekside aktiivsust, stabiliseerides nende struktuurset terviklikkust või reguleerides seotud valkude ekspressiooni. Varasemad uuringud on täheldanud, et vananemisega seotud mitokondriaalse düsfunktsiooni mudelites taastub hingamisahela komplekside aktiivsus pärast SS-31 ravi, mis viitab selle positiivsele regulatiivsele mõjule mitokondriaalsele hingamisahelale.
Joonis 2 SS-31 ravi muudab südame vananemise fenotüübid
Oksüdatiivse stressi kahjustuse vähendamine
ROS-i tootmise vähendamine: Mitokondrid on üks peamisi ROS-i allikaid rakkudes ja ROS-i tootmine suureneb mitokondrites vananemise ajal. SS-31 võib vähendada ROS-i tootmist mitmel viisil. See parandab mitokondriaalset energia metabolismi, muutes mitokondriaalse elektronide transpordiahela tõhusamaks ja vähendades elektronide leket, vähendades seeläbi ROS-i tootmist. SS-31 võib mõjutada otseselt mitokondriaalset membraani, muutes selle füüsikalisi omadusi, vähendades membraani oksüdatiivseid kahjustusi ja inhibeerides ROS-i tootmist. Vanemate hiirte südamerakkudes vähendas ravi SS-31-ga märkimisväärselt mitokondriaalset ROS-i taset, mis näitab selle efektiivsust ROS-i tootmise vähendamisel.
Antioksüdantsete ensüümide süsteemi reguleerimine: rakud sisaldavad antioksüdantset ensüümsüsteemi, sealhulgas superoksiiddismutaas (SOD), katalaas (CAT) ja glutatioonperoksüdaas (GSH-Px), mis vastutavad ROS-i eemaldamise eest. Uuringud näitavad, et SS-31 võib suurendada rakkude antioksüdantide kaitsevõimet, suurendades nende antioksüdantsete ensüümide ekspressiooni või aktiivsust. Teatud rakumudelites suurendas SS-31-ga töötlemine SOD ja GSH-Px aktiivsust märkimisväärselt, aidates kaasa liigse ROS-i õigeaegsele eemaldamisele rakkudes ja leevendades oksüdatiivsest stressist põhjustatud kahjustusi.
Mitokondriaalse membraani stabiilsuse säilitamine
Seondumine mitokondriaalse membraani fosfolipiididega: SS-31-l on ainulaadne struktuur, mis võimaldab sellel eelistatavalt seonduda mitokondriaalse membraani piirkondadega, mis on rikas fosfatidüülseriiniga. Fosfatidüülseriin on mitokondriaalsele membraanile spetsiifiline fosfolipiid, mis on mitokondriaalse membraani struktuurse ja funktsionaalse terviklikkuse säilitamiseks ülioluline. Vananemise ajal on fosfatidüülseriin vastuvõtlik oksüdatiivsetele kahjustustele, mis põhjustab mitokondriaalse membraani struktuuri ja funktsiooni kõrvalekaldeid. Pärast fosfatidüülseriiniga seondumist võib SS-31 kaitsta fosfatidüülseriini oksüdatsiooni eest, stabiliseerides samal ajal mitokondriaalse membraani struktuuri, hoides ära mitokondriaalse membraanipotentsiaali vähenemise ja mitokondriaalse läbilaskvuse üleminekupoori (mPTP) avanemise. In vitro katsed on näidanud, et SS-31 pärsib tõhusalt oksüdatiivsest stressist põhjustatud mitokondriaalse membraani potentsiaali vähenemist ja mPTP avanemist, säilitades seeläbi mitokondriaalse membraani stabiilsuse.
Membraaniga seotud valkude reguleerimine: Mitokondri membraan sisaldab mitmesuguseid valke, mis osalevad mitokondriaalse materjali transpordis, energia metabolismis ja signaaliülekande protsessides. SS-31 võib kaudselt mõjutada mitokondriaalse membraani stabiilsust, reguleerides nende membraaniga seotud valkude aktiivsust või ekspressiooni. See võib reguleerida pingest sõltuvate anioonkanalite (VDAC) funktsiooni, mis on mitokondrite välismembraanil olulised kanalivalgud ja mängivad võtmerolli mitokondrite ja tsütoplasma vahelise materjalivahetuse ja signaaliülekande säilitamisel. SS-31 VDAC reguleerimine aitab säilitada normaalset mitokondriaalse membraani funktsiooni ja stabiilsust.
III. SS-31 spetsiifilised toimed vananemisvastases võitluses
Mõju südame-veresoonkonna süsteemile
Südamefunktsiooni parandamine: süda on suure energiavajadusega organ ja mitokondriaalne funktsioon on südamefunktsiooni jaoks kriitiline. Vanemate hiirte südames esineb sageli vanusega seotud probleeme, nagu diastoolne düsfunktsioon. Teadlased on leidnud, et pärast 8-nädalast ravi SS-31-ga paranes ealiste hiirte südame diastoolne funktsioon oluliselt. Selle paranemisega kaasnes mitokondriaalse prootoni lekke normaliseerumine müokardi rakkudes, vähenenud mitokondriaalne ROS-i tase, vähenenud südame valkude oksüdatsioonitasemed ja valkude tiooli redoksseisundi nihe rohkem vähendatud oleku suunas. SS-31 suurendas ka cMyBP-C Ser282 fosforüülimise taset müokardirakkudes, mis on tihedalt seotud südame diastoolse funktsiooni paranemisega.
Joonis 3 Unepuudusest põhjustatud vananevate hiirte õppimishäired välditi SS31-ga.
Veresoonte kaitse: Vananemise ajal on endoteelirakkude funktsioon häiritud, veresoonte elastsus väheneb ja südame-veresoonkonna haiguste tekke tõenäosus on suurem. Hüpertensioonist põhjustatud mikroverejooksu mudelis vanade hiirte ajus on SS-31-ga töötlemisel oluline veresoonte kaitsev toime. See vähendab hüpertensioonist põhjustatud mitokondriaalset vabade radikaalide tootmist, leevendab veresoonte seina oksüdatiivse stressi kahjustusi, lükates seeläbi oluliselt edasi mikroverejooksu teket ja vähendades selle esinemissagedust. Seetõttu on SS-31-l oluline roll veresoonte normaalse struktuuri ja funktsiooni säilitamisel ning vanusega seotud veresoontehaiguste ennetamisel.
Mõju närvisüsteemile
Kognitiivse düsfunktsiooni leevendamine: vanuse kasvades närvisüsteemi funktsioon järk-järgult langeb ja kognitiivsed düsfunktsioonid, nagu mäluhäired ja vähenenud õppimisvõime, muutuvad üha olulisemaks. Mitokondriaalne düsfunktsioon mängib neurodegeneratiivsete haiguste ja kognitiivse düsfunktsiooni tekkes ja progresseerumises üliolulist rolli. Vanemate hiirte isofluraanist põhjustatud kognitiivse düsfunktsiooni mudelis võib SS-31 muuta mitokondriaalse düsfunktsiooni, päästa isofluraanist põhjustatud kognitiivsed puudujäägid. SS-31 soodustab BDNF signaaliülekande reguleerimist, pöörab ümber sünaptilise plastilisusega seotud valkude, nagu sünaptofüsiini, PSD-95 ja p-CREB, allareguleerimise ning reguleerib üles NR2A, NR2B, CaMKIIα ja CaMKIIβ, suurendades seeläbi sünaptilist plastilisust ja kaitstes kognitiivset funktsiooni.
Unepuuduse negatiivsete mõjude leevendamine: unepuudus on sage stressor ning selle negatiivne mõju närvisüsteemile muutub vanusega tugevamaks, põhjustades kognitiivseid häireid ja suurenenud neurodegeneratiivsete haiguste riski. 20 kuu vanustele hiirtele manustati SS-31 (3 mg/kg) subkutaanse süstina iga päev 4 järjestikuse päeva jooksul, kusjuures kahel viimasel päeval oli unepuudus 4 tundi. Tulemused näitasid, et unepuuduses hiirtel, keda raviti SS-31-ga, ei ilmnenud õppimisvõime olulist halvenemist, taastati aju mitokondriaalne ATP tase ja sünaptilist plastilisust reguleerivad valgud, samuti vähenes reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) ja põletikuliste tsütokiinide tase hipokampuses. See viitab sellele, et SS-31-l võib olla potentsiaalset terapeutilist kasu lühiajalise unepuuduse kahjulike neuroloogiliste mõjude leevendamisel eakatel hiirtel.
Mõju neerusüsteemile: eakate hiirte neerudes seostatakse glomeruloskleroosi mitokondriaalse kahjustusega glomerulaarsetes epiteelirakkudes. Pärast 8-nädalast ravi SS-31-ga 26 kuu vanustel hiirtel parandas SS-31 vanusega seotud mitokondriaalset morfoloogiat ja leevendas glomeruloskleroosi. Täpsemalt, see vähendas vananemismarkerite (p16, vananemisega seotud β-Gal) ekspressiooni, suurendas apikaalsete epiteelirakkude tihedust ja vähendas parietaalsete epiteelirakkude aktivatsiooni markerite ekspressiooni (kollageen IV, pERK1/2 ja α-silelihase aktiin). Kuigi SS-31 ei mõjutanud podotsüütide tihedust, vähendas see podotsüütide kahjustuse markereid (desmiin), parandas tsütoskeleti terviklikkust (sünaptofüsiini) ja sellega kaasnes suurem glomerulaarsete endoteelirakkude tihedus (CD31). See viitab sellele, et lühiajaline SS-31 ravi omab ka kaitset glomerulaarsetele mitokondritele ja parandab glomerulaarstruktuuri.
Mõju raku tasandil
Rakkude vananemise edasilükkamine: rakukatsetes kasutati H₂O₂ stressist põhjustatud vananemismudeli esilekutsumiseks HEK293T rakkudes, millele järgnes sekkumine SS-31-ga. Tulemused näitasid, et SA-β-gal positiivne määr oli SS-31 rühmas oluliselt vähenenud, mis näitab rakkude vananemise taseme langust. Lisaks vähenes rakusisese ROS-i fluorestsentsi intensiivsus, suurenes mitokondriaalse membraani potentsiaal ja ATP tase tõusis SS-31 rühmas. Valgu immunoblotanalüüs näitas, et P53, P21 ja atsetüül-p53 valkude ekspressioonitasemed olid mudelrühmas kõrgemad kui kontrollrühmas, samas kui SS-31 rühm näitas mudelrühmaga võrreldes langust. Seevastu Sirt1 valgu ekspressioonitase oli mudelrühmas madalam võrreldes kontrollrühmaga, samas kui SS-31 rühm näitas mudelirühmaga võrreldes tõusu. Seega võib järeldada, et SS-31 võib edasi lükata HEK293T rakkude vananemist, parandades mitokondriaalset funktsiooni ja reguleerides vananemisega seotud valkude ekspressiooni rakkudes.
Kaitse oksüdatiivsest stressist põhjustatud rakukahjustuse eest: ARPE-19 rakkude H₂O2-indutseeritud oksüdatiivse stressi kahjustuse mudelis suurendas ravi SS-31-ga oluliselt rakkude ellujäämise määra, vähendas rakusisest ROS-i taset, vähendas vähenenud mitokondriaalse membraani potentsiaaliga rakkude osakaalu, alandas märkimisväärselt PI-positiivsust, suurendades oluliselt rakkude suremise määra (reflatsiooni). RIP3 valgu ekspressioon. Need tulemused näitavad, et SS-31-l on märkimisväärne kaitsev toime H2O2-indutseeritud oksüdatiivse stressi kahjustuste vastu ARPE-19 rakkudes, mis võib aidata võidelda vanusega seotud kahjustuste vastu.
Järeldus
Mitokondritele suunatud peptiid SS-31 aitab kaasa vananemisvastasele toimele. Alates mitokondriaalse funktsiooni mitmekülgsetest regulatiivsetest mehhanismidest kuni märkimisväärse vananemisvastase toimeni erinevatel süsteemsetel ja rakutasanditel näitab see potentsiaali olulise vananemisvastase strateegiana.
Allikad
[1] Patai R, Patel K, Csik B jt. Vananemine, mitokondriaalne düsfunktsioon ja aju mikrohemorraagia: SS-31 (elamipretiidi) prekliiniline hindamine ja suure läbilaskevõimega masinõppepõhise pilditoru väljatöötamine tserebromikrovaskulaarse kaitse terapeutiliseks sõeluuringuks [J]. Geroscience, 2025.DOI:10.1007/s11357-025-01634-5.
[2] Vaarao G, Kamat V, Kannan S jt. Mitokondriaalselt suunatud peptiid elamipretiid (SS-31) parandab ADP tundlikkust vananenud mitokondrites, suurendades omastamist läbi adeniini nukleotiidi translokaatori (ANT) [J]. Geroscience, 2023, 45(6): 3529-3548.DOI: 10.1007/s11357-023-00861-y.
[3] Chiao YA, Zhang H, Sweetwyne M jt. Mitokondriaalse funktsiooni hiline taastamine muudab vanade hiirte südame düsfunktsiooni [J]. Elife, 2020,9.DOI:10.7554/eLife.55513.
[1] Wu J, Dou Y, Ladiges, W C. Lühiajalise unepuuduse kahjulikke neuroloogilisi mõjusid vananevatel hiirtel takistab SS31 peptiid[J]. Kellad ja uni, 2020, 2(3):325-333.DOI:10.3390/clockssleep2030024.
[4] Sweetwyne MT, Pippin JW, Eng DG jt. Mitokondritele suunatud peptiid SS-31 parandab glomerulaarstruktuuri kõrges eas hiirtel [J]. Kidney International, 2017, 91(5):1126-1145.DOI:10.1016/j.kint.2016.10.036.
[5] Wu J, Zhang M, Li H jt. BDNF rada on seotud SS-31 kaitsva toimega isofluraanist põhjustatud kognitiivsete puudujääkide suhtes vananevatel hiirtel [J]. Behavioral Brain Research, 2016, 305:115-121.DOI: 10.1016/j.bbr.2016.02.036.
Toode on saadaval ainult uurimistööks:
