IGF-1 LR3 1 mg

▎ IGF-1 LR3 Estrutura

▎ IGF-1 LR3 Pesquisa

Qual é o histórico de pesquisa do IGF-1 LR3?

A pesquisa sobre o IGF-1 LR3 originou-se da necessidade de superar as limitações do fator natural de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1). Como um regulador chave do crescimento, diferenciação e metabolismo celular, o IGF-1 natural mostra potencial na reparação de tecidos, estudos de crescimento e desenvolvimento e intervenção em doenças. No entanto, tem desvantagens significativas: a sua meia-vida dura apenas algumas horas, levando a uma rápida eliminação in vivo. Além disso, liga-se fortemente às proteínas de ligação ao IGF, resultando numa baixa proporção de formas ativas livres que lutam para exercer efeitos sustentados. Estas limitações restringiram severamente a sua eficácia em investigação experimental e aplicações potenciais, levando os cientistas a explorar análogos estruturalmente modificados com desempenho melhorado.

Com os avanços na biologia molecular e nas tecnologias de engenharia de proteínas, as equipes de pesquisa se concentraram na modificação precisa do IGF-1 para melhorar suas propriedades. Através de estudos aprofundados da relação estrutura-função do IGF-1, os pesquisadores descobriram que modificações em locais específicos de aminoácidos podem influenciar suas interações com proteínas e receptores de ligação: Substituir o ácido glutâmico na posição 3 por arginina e adicionar 13 aminoácidos ao terminal N reduz sua afinidade pela proteína de ligação ao IGF, diminuindo as formas de ligação inativas enquanto aumenta a ligação ao receptor de IGF-1. Simultaneamente, a otimização estrutural estendeu o ciclo metabólico da molécula in vivo, resultando em IGF-1 LR3 com 83 aminoácidos. Isto resultou em uma meia-vida prolongada para 20-30 horas e um aumento de potência aproximadamente três vezes maior.

Qual é o mecanismo de ação do IGF-1 LR3?

Proliferação e Diferenciação Celular

Estimulação da proliferação de mioblastos: Durante o desenvolvimento fetal, o IGF-1 LR3 promove significativamente a proliferação de mioblastos do músculo esquelético. Por exemplo, estudos em fetos de cordeiros em gestação tardia revelaram que após uma semana de infusão de IGF-1 LR3, as taxas de proliferação de mioblastos no músculo esquelético aumentaram significativamente (P <0,05). Isto indica que o IGF-1 LR3 atua diretamente nos mioblastos para avançar o ciclo celular, permitindo que mais mioblastos entrem no estado proliferativo e, assim, fornecendo fontes celulares adicionais para o crescimento e desenvolvimento do tecido muscular ^[1].

Influenciando o Desenvolvimento Folicular: Durante a fisiologia ovariana, o IGF-1 LR3 participa na regulação do crescimento e desenvolvimento folicular. Em um modelo de superovulação em ratos, a coadministração de IGF-1 LR3 com gonadotrofinas aumentou ainda mais as taxas de ovulação e elevou o peso ovariano em certas linhagens de ratos. Isto sugere que o IGF-1 LR3 pode influenciar a maturação folicular e a ovulação, regulando a proliferação e diferenciação das células da granulosa, afetando assim a função reprodutiva ^[2].

Regulamentação do Diabetes

Aquisição e utilização de nutrientes: Após a infusão de IGF-1 LR3 em fetos de cordeiros no final da gestação, foram observadas taxas reduzidas de absorção de aminoácidos do cordão umbilical juntamente com concentrações mais baixas de aminoácidos fetais, apesar de taxas semelhantes de renovação de proteínas fetais. Isto sugere que o IGF-1 LR3 pode influenciar os padrões de absorção e utilização de nutrientes fetais, permitindo uma utilização mais eficiente de nutrientes limitados para apoiar o crescimento específico de órgãos, em vez de aumentar o fornecimento de nutrientes fetais através do fluxo sanguíneo placentário ou estimulação da transferência de nutrientes ^[2].

Figura 1 O IGF-1 inibe a inflamação e acelera a angiogênese através das vias de sinalização Ras/PI3K/IKK/NF-κB para promover a cicatrização de feridas ^[3].

Inibição da secreção de insulina: A infusão de IGF-1 LR3 ou solução salina em cordeiros fetais de gestação tardia revelou concentrações reduzidas de insulina no plasma em cordeiros infundidos com IGF-1 LR3. Além disso, a secreção de insulina durante os experimentos de clamp hiperglicêmico foi diminuída em comparação aos controles. Isto sugere que o IGF-1 LR3 pode atuar diretamente nas células β pancreáticas para inibir a secreção de insulina. Estudos adicionais em ilhotas fetais isoladas revelaram que ilhotas de cordeiros infundidos com IGF-1 LR3 exibiram secreção de insulina persistentemente baixa em resposta à estimulação de glicose in vitro, sugerindo que o IGF-1 LR3 pode induzir defeitos intrínsecos nas células β pancreáticas, prejudicando a função normal de secreção de insulina ^[4,5].

Regulação da Angiogênese

Papel na angiogênese ovariana: Em experimentos de cultura de angiogênese de folículo luteinizado bovino, os efeitos do IGF-1 LR3 nas redes de células endoteliais (EC) do folículo luteinizado e na produção de progesterona foram investigados. Os resultados mostraram impacto limitado nos parâmetros de crescimento da CE, mas um ligeiro aumento na proliferação celular (3–5%). Por outro lado, o IGF-1 LR3 exerceu efeitos diferenciais na produção de progesterona, enquanto o antagonista do receptor IGF-1, picropodofilina (PPP), reduziu significativamente os parâmetros de crescimento da CE e as concentrações de progesterona. Isto sugere que o IGF-1 LR3 pode modular a vascularização e a produção de progesterona em folículos luteinizados através da via de sinalização do receptor IGF-1, mantendo assim a função ovariana e a fertilidade ^[6].

Quais são as aplicações do IGF-1 LR3?

Pesquisa e aplicações em crescimento e desenvolvimento animal

Promoção do crescimento de órgãos fetais: Em experimentos com fetos de cordeiros em gestação tardia, a infusão de IGF-1 LR3 aumentou significativamente o crescimento de órgãos fetais, promovendo o desenvolvimento de órgãos como coração, rins, baço e glândulas supra-renais. Isto indica que o IGF-1 LR3 desempenha um papel crucial na regulação dos processos de desenvolvimento de órgãos fetais, contribuindo para uma compreensão mais profunda dos mecanismos reguladores do crescimento e desenvolvimento fetal. Ele fornece suporte teórico e orientação prática para melhorar o desempenho reprodutivo dos animais e aumentar as taxas de sobrevivência da prole ^[1].

Estimulação da proliferação de mioblastos do músculo esquelético: Pesquisas indicam que o IGF-1 LR3 estimula a proliferação de mioblastos do músculo esquelético. Em experimentos fetais com ovelhas, a infusão de IGF-1 LR3 aumentou acentuadamente a atividade de proliferação de mioblastos ^[1].

Pesquisa sobre diabetes e doenças relacionadas

Avaliação dos efeitos na secreção de insulina: Experimentos envolvendo infusão de IGF-1 LR3 em fetos de cordeiros revelaram uma redução nas concentrações plasmáticas de insulina fetal. Durante experimentos de clamp hiperglicêmico, os níveis de insulina em cordeiros fetais tratados com IGF-1 LR3 foram 66% mais baixos do que nos controles. Este fenômeno indica uma associação potencial entre IGF-1 LR3 e secreção de insulina, fornecendo pistas importantes para o estudo da patogênese do metabolismo e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas ^[5].

Correlação com o desempenho atlético: Pesquisas com corredores e nadadores israelenses de elite revelaram que os polimorfismos do gene IGF1 se correlacionam com os níveis circulantes de IGF1 e que o escore genético do IGF (IGF-GS) dos velocistas está associado ao desempenho atlético. Os velocistas de elite exibiram pontuações médias de IGF-GS significativamente mais altas do que os velocistas de nível nacional e nadadores de curta distância de alto nível. Isto sugere que o sistema IGF-1 pode desempenhar um papel crucial nos desportos terrestres de velocidade. Embora permaneça incerto se o IGF-GS pode ser usado para a seleção precoce de velocistas de elite, ele oferece novos caminhos para a seleção de atletas e intervenções de treinamento. Pesquisas futuras podem permitir o desenvolvimento de programas de treinamento mais direcionados para melhorar o desempenho atlético, monitorando e analisando marcadores relacionados ao IGF-1 em atletas ^[7].

Pesquisa em Biologia Celular e Medicina Básica

Pesquisa de regulação da proliferação celular: IGF-1 LR3 possui a capacidade de estimular a proliferação celular. Experimentos in vitro demonstram sua estimulação eficaz da proliferação de células NIH 3T3. Isto torna o IGF-1 LR3 uma ferramenta valiosa para investigar mecanismos de regulação da proliferação celular. Ao observar os efeitos do IGF-1 LR3 na proliferação em diferentes linhas celulares, os pesquisadores podem obter insights sobre processos biológicos fundamentais, como regulação do ciclo celular e vias de sinalização, fornecendo uma base teórica para estudos em oncologia, medicina regenerativa e áreas relacionadas ^[8].

Pesquisa sobre apoptose e diabetes de proteínas: Em estudos de células C2C12 tratadas com peróxido de hidrogênio, o IGF-1 (incluindo seu análogo IGF-1 LR3) modula a síntese de proteínas celulares e o equilíbrio de degradação regulando positivamente Pax7, fatores reguladores miogênicos (MRFs), mTOR e P70S6K, reduzindo MuRF1 e MAFbx e inibindo a apoptose, regulando assim o equilíbrio entre síntese e degradação de proteínas. Isto contribui para uma compreensão mais profunda dos mecanismos de sobrevivência e morte celular sob condições de estresse, bem como das redes reguladoras do metabolismo das proteínas, oferecendo novos alvos e insights para o tratamento de doenças relacionadas ^[9].

Conclusão

O IGF-1 LR3, como um análogo sintético de ação prolongada do fator de crescimento semelhante à insulina 1, promove o crescimento específico de órgãos no coração fetal e nas glândulas supra-renais, ativando vias de sinalização como PI3K/Akt e MAPK. Estimula a proliferação de mioblastos do músculo esquelético e a síntese de proteínas, regula o metabolismo, mantém a saúde do músculo esquelético e auxilia na recuperação de lesões induzidas pelo exercício.

Sobre o autor

Os materiais acima mencionados são todos pesquisados, editados e compilados pela Cocer Peptides.

Autor de Revista Científica

Feng L é um pesquisador com foco na área de fisiologia do exercício e saúde cardiovascular. O seu trabalho académico centra-se principalmente na exploração dos efeitos reguladores de diferentes formas de exercício nas funções fisiológicas, particularmente na interação entre o exercício e os mecanismos moleculares do corpo relacionados com a saúde muscular e a recuperação de doenças cardiovasculares. Dr. Feng frequentemente adota uma combinação de modelos de pesquisa pré-clínica e técnicas de biologia molecular para conduzir estudos aprofundados. Feng L está listado na referência da citação [9].

▎ Citações relevantes

[1] Stremming J, White A, Donthi A, et al. O IGF-1 recombinante de ovelha promove o crescimento específico de órgãos em fetos de ovelhas. Fronteiras em Fisiologia 2022; 13: 954948.DOI: 10.3389/fphys.2022.954948.

[2] Khamsi F, Roberge S, Wong J. Nova demonstração de um papel fisiológico/farmacológico do fator de crescimento semelhante à insulina-1 na ovulação em ratos e ação no cumulus oophorus. Endócrino 2001; 14(2): 175-180.DOI: 10.1385/ENDO:14:2:175.

[3] Zhang X, Hu F, Li J, et al. O IGF-1 inibe a inflamação e acelera a angiogênese através das vias de sinalização Ras/PI3K/IKK/NF-κB para promover a cicatrização de feridas. Jornal Europeu de Ciências Farmacêuticas 2024; 200: 106847.DOI: 10.1016/j.ejps.2024.106847.

[4] Branco A, Stremming J, Boehmer BH, et al. A redução da secreção de insulina estimulada por glicose após uma infusão de IGF-1 de 1 semana em ovelhas fetais no final da gestação é devida a um defeito intrínseco das ilhotas. Jornal Americano de Fisiologia-Endocrinologia e Diabetes 2021; 320(6): E1138-E1147. DOI:10.1152/ajpendo.00623.2020.

[5] Branco A, Stremming J, Brown LD, Rozance PJ. A secreção atenuada de insulina estimulada por glicose durante uma infusão aguda de IGF-1 LR3 em fetos de ovelha não persiste em ilhotas isoladas. Jornal das Origens do Desenvolvimento da Saúde e Doença 2023; 14(3): 353-361.DOI: 10.1017/S2040 17442300009 0.

[6] Nwachukwu CU, Robinson RS, Woad KJ. Efeito do sistema de fator de crescimento semelhante à insulina na angiogênese luteinizante. Reprodução e Fertilidade 2023; 4(2).DOI: 10.1530/RAF-22-0057.

[7] Ben-Zaken S, Meckel Y, Nemet D, Eliakim A. Pontuação genética do eixo do fator de crescimento semelhante à insulina e excelência esportiva. Jornal de Pesquisa de Força e Condicionamento 2021; 35(9): 2421-2426.DOI: 10.1519/JSC.0000000000004102.

[8] Mao W. Expressão de alto nível de Arg ~ 3-IGF-1 de cadeia longa em Pichia pastoris e sua purificação e caracterização. Boletim da Academia de Ciências Médicas Militares 2008. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:88212024.

[9] Feng L, Li B, Xi Y, Cai M, Tian Z. Exercícios aeróbicos e exercícios de resistência aliviam a atrofia do músculo esquelético através da via IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt em camundongos com infarto do miocárdio. American Journal of Physiology-Cell Physiology 2022; 322(2): C164-C176.DOI: 10.1152/ajpcell.00344.2021.

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