Peptide GHK-Cu: moleculaire structuur, werkingsmechanismen en toepassingen in wetenschappelijk onderzoek

GHK-Cu is een natuurlijk voorkomend complex van tripeptiden met metaal dat de interesse van wetenschappers wekt vanwege zijn rol in cellulaire communicatie, regulatie van de extracellulaire matrijs en biologische processen die verband houden met het onderhouden en herstellen van weefsels. Sinds zijn identificatie in 1973 door Lorena Pickart onderzoeken onderzoekers zijn moleculaire structuur, de capaciteit om metaal aan te binden, de invloed op de genexpressie en de interactie met cellulaire signaleringsroutes die betrokken zijn bij ontstekingsprocessen, oxidatieve stress en weefselrestauratie.

Deze verbinding werd voor het eerst geïdentificeerd tijdens onderzoek naar de componenten van menselijke serum en hun invloed op de eiwitsynthese in cellen. Pickart ontdekte dat een factor afkomstig uit het serum de werking van verouderende levercellen kan beïnvloeden door de eiwitsynthesepatronen te stimuleren die kenmerkend zijn voor jongere cellen [1]. Vervolgonderzoek liet zien dat het tripeptide glycylo-L-histidyle-L-lysine (GHK) een stabiel complex met dubbele metalenionen (Cu²⁺) kan vormen.

GHK bestaat uit drie aminozuren: glycine, histidine en lysine. Nadat het met het ijzerion (II) is verbonden, vormt het een complex dat algemeen bekend staat als GHK-Cu of het ijzerpeptide GHK.

Deze peptide is aangetroffen in menselijke biologische vloeistoffen, waaronder het plasma, de slijmvocht en de urine. Volgens gepubliceerde gegevens neemt de concentratie ervan in het plasma af met de leeftijd — van ongeveer 200 ng/ml bij mensen van 20 jaar tot ongeveer 80 ng/ml bij mensen van 60 jaar [2–9]. Deze observaties hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van onderzoek naar de relatie tussen GHK, verouderingsgerelateerde cellulaire veranderingen en de regulatie van weefselprocessen.

In experimentele onderzoeken is aangetoond dat GHK-Cu kan invloed hebben op de collageenproductie, de regeneratie van de buitenste celmembraan, angiogene signalering en de activiteit van anti-oxiderende enzymen. In fibroblasten en dierlijke modellen is ook het effect ervan op ontstekingsmediatoren, celmigratie en expressiepatronen van genen die betrokken zijn bij weefselregeneratie geanalyseerd.

Sommige analyses hebben GHK in verband gebracht met veranderingen in meer dan 4000 genen, wat suggereert dat zijn biologische activiteit meerdere onderling verbonden cellulaire routes kan omvatten [9].

Veranderingen in de expressie van genen betekenen echter niet automatisch een verbetering van de functie van weefsels of voordelige klinische resultaten. Veel observaties zijn afkomstig van laboratoriumonderzoeken, computermodellen of experimenten op dieren.

GHK-Cu blijft dus een belangrijk onderwerp van moleculaire en preklinische studies, vooral in het kader van de coördinatie van het metaal, de intra-cellulaire biologie, het oxidatieve stresssyndroom en het antwoord van cellen op beschadiging.

Wat is GHK-Cu?

GHK-Cu is een coördinatiecomplex dat ontstaat wanneer het tripeptide glycine-L-histidyl-L-lysine een ijzerion (II) bindt. De capaciteit om ijzer te coördineren is een van de moleculaire eigenschappen die het onderscheidt van veel andere korte peptiden [1, 2].

Messing is een essentieel traceerbaar element dat deelneemt aan talrijke biologische processen. Het ondersteunt de activiteit van enzymen, de mitochondriale energieproductie, de antioxidatieve bescherming en de vorming en onderhoud van bindweefsel.

Aan de andere kant moet de metaalindustrie streng worden gereguleerd, omdat onverbonden of onvoldoende gecontroleerde metaal kan bijdragen aan reacties die leiden tot de vorming van reactieve oxiderende stoffen.

GHK creëert een moleculaire omgeving die het mogelijk maakt voor het binden van koper en het beïnvloeden van de chemische eigenschappen ervan. Dankzij deze interactie is GHK-Cu een nuttig model voor onderzoek om de rol van kleine peptiden bij metaalcoördinatie en cellulaire signalering te analyseren.

Vroege studies richtten zich op zijn effect op fibroblaasjes, de cellen die verantwoordelijk zijn voor de productie en het onderhoud van veel bestanddelen van het bindweefsel.

Fibroblasten synthetiseren collageen, componenten die verband houden met elastine, glycosaminoglycanen en andere moleculen van het extracellulaire matrijs. Deze stoffen zijn verantwoordelijk voor de mechanische eigenschappen, de organisatie en de structurele stabiliteit van weefsels.

Onderzoek uitgevoerd door Borela, Maquart en collega's toonde aan dat GHK-Cu de metabole processen in de cytoplasma van fibroblasten kan beïnvloeden, zelfs bij concentraties van ongeveer 1–10 nanomolen per liter (nM) [10–13].

De waargenomen effecten omvatte veranderingen in de productie en degradatie van collageen, sulfatgeconjugeerde glycosaminoglycanen en kleine proteoglycanen zoals dekryna.

Wat belangrijk is, het behouden van de extracellulaire matrix vereist meer dan alleen een verhoogde productie van structurele eiwitten.

De juiste regeneratie van weefsels is gebaseerd op een gecoördineerde synthese, modificatie en afbraak van de componenten van het matrijs.

Metallo-proteasen (MMP) zijn betrokken bij de degradatie van de extracellulaire matrijs, terwijl tissue-inhibitors van metaloproteasen (TIMP) helpen bij het reguleren van hun activiteit.

In experimentele studies is vastgesteld dat GHK-Cu invloed heeft op de activiteit van MMP en de expressie van remmers zoals TIMP-1 en TIMP-2 [11, 12].

Deze observaties suggereren een verband tussen blootstelling aan GHK-Cu en veranderingen in de componenten van het weefsel. Ze wijzen echter niet uit dat deze relatie consequent een gunstige regeneratie van weefsels bij mensen veroorzaakt.

In aanvullende preklinische studies werd GHK-Cu geanalyseerd in modelwonden, waaronder experimenten met wondcontractie, integratie van transplantaten, inflammatoire signalering en celmigratie [3–5].

Andere studies keken naar de reactie van fibroblasten op stralingsgerelateerde beschadigingen. Er werden veranderingen in de groei en de vitaliteit van cellen en in de expressie van groeifactoren waargenomen [14].

In de experimenten werden ook interacties geanalyseerd waarbij immuuncellen en endothelcellen betrokken zijn, die bijdragen aan het weefselreactie op beschadiging [15].

Onderzoek bij dieren toonde veranderingen in de anti-oxidatieve activiteit en parameters die verband houden met letsels na blootstelling aan GHK-Cu of materialen die verwante peptiden bevatten [16–21].

Deze resultaten hebben de interesse in GHK-Cu als onderzoeksinstrument voor het analyseren van celveroudering, regulatie van de extracellulaire matrijs en de reactie van weefsels op oxidatieve en mechanische beschadigingen, vergroot.

Observaties over het sluiten van wonden, de activiteit van fibroblasten of moleculaire signalering in experimentele modellen mogen echter niet worden geïnterpreteerd als bewijs van therapeutische effectiviteit bij mensen.

Werking van GHK-Cu: resultaten van in vitro- en in vivo-onderzoeken

De biologische mechanismen die verband houden met GHK-Cu omvatten meerdere onderling verbonden signaleringsroutes en geen enkel duidelijk gedefinieerd moleculair doel.

In experimentele studies werd zijn effect op de expressie van genen, de signalering van groeifactoren, het metabolisme van de buitenste celmembraan, de reactie op oxidatieve stress, inflammatoire signaleringsroutes en de interactie van cellen met de omringende weefsels werden geanalyseerd.

Deze mechanismen zijn onderzocht met behulp van celculturen, dierlijke modellen en computermodellen.

Uitdrukking van genen en reconstructie van de longweefsel

Een belangrijk onderzoeksthema is de relatie tussen GHK en de expressie van genen die betrokken zijn bij chronische obstructieve longziekte (COPD).

In een multicenterstudie waarbij wetenschappers van de Boston University, de University of Groningen, de University of British Columbia en de University of Pennsylvania betrokken waren, werden de genexpressie-signatures geanalyseerd die verband houden met de vernietiging van de longweefsel bij pemphigus [22].

Een groep van 127 genen die betrokken zijn bij longontsteking is geïdentificeerd en is onderzocht of GHK een invloed kan hebben op onjuiste transcriptiepatronen.

Wetenschappers merkten op dat blootstelling aan GHK gepaard ging met veranderingen in de signalering van het transformerende groeifactor beta (TGF-β).

TGF-β is een belangrijk regulerend molecuul bij de celdifferentiatie, de productie van extracellulaire matrijs, de regeneratie van weefsels en de verdikking van de weefsels.

Zijn werking is afhankelijk van de biologische context. Hoewel TGF-β bijdraagt aan de juiste werking van weefsels, kan een gestoorde signalering ook bijdragen aan het pathologische ophopen van matriçsegroepen en de ontwikkeling van verdikking.

In laboratoriumexperimenten waarbij longfibroblasten werden gehaald van patiënten met COPD, was de blootstelling aan GHK gekoppeld aan een verbetering van de capaciteit om collageen te contracteren en te reorganiseren.

De onderzoekers merkten ook een verhoogde expressie van integrine β1 op, wat suggereert dat er mogelijk een interactie tussen integrine-afhankelijke cellulaire processen plaatsvindt [22, 23].

Integrinen zijn eiwitten die cellen helpen om te communiceren met de omringende extracellulaire matrix. Ze zijn betrokken bij adhesie en migratie van cellen, het overbrengen van mechanische signalen en de organisatie van weefsels.

Deze observaties suggereren dat GHK een invloed kan hebben op de relaties tussen TGF-β-signalisatie, integrin-expressie en de regulatie van de extracellulaire matrijs.

Experimenten wijzen echter niet uit dat GHK-Cu de voortgang van COPD omkeert of de luchtwegfunctie bij patiënten herstelt.

De resultaten betreffen patronen van genexpressie en celactiviteit in experimentele omstandigheden.

Uitdrukking van genen die betrokken zijn bij kanker en celvermeerdering

GHK werd ook geanalyseerd in onderzoeken naar genennetwerken die verband houden met kanker.

Hong en zijn collega’s bestudeerden de expressiepatronen van genen die verband houden met de progressie van dikke darmkanker en zijn verspreidingsmogelijkheden [7, 24].

Later interpretaties van deze gegevens koppelden GHK aan een vermindering van de expressie van ongeveer 70% geselecteerde genen die betrokken zijn bij metastasen.

In dit kader werden onder andere de genen MAP3K5, LMNA, APP en NFATC2 besproken.

Deze genen zijn betrokken bij verschillende biologische processen, waaronder intracellulaire signalering, organisatie van het celkernmembraan, celregulatie en transcriptietransmissie.

Veranderingen in de expressie van genen die verband houden met metastasen mogen echter niet worden gelijkgesteld met een bewezen preventie van metastasen.

De signatuur van genexpressies kan helpen bij het identificeren van routes die verband houden met de progressie van de ziekte, maar hun aanpassing vormt geen zelfstandig klinisch bewijs voor een antitumorale werking.

In andere laboratoriumstudies werd de blootstelling aan GHK bij menselijke kankercellen geanalyseerd.

In sommige experimenten met neuroblastoom- en borstkankermodellen werden veranderingen in de apoptose en proliferatie van cellen bij nanomoleculaire concentraties waargenomen [25].

Apoptoose is een gereguleerde vorm van celverlies die betrokken is bij de ontwikkeling van weefsels en bij het handhaven van de cellulaire homeostase.

Apoptoïsche stoornissen zijn belangrijk in de biologie van kanker, omdat kwaadaardige cellen mechanismen kunnen ontwikkelen die het vermogen omgaan met normale signalen die leiden tot celvernietiging kunnen vergroten.

Het waarnemen van apoptose in kankercellen-cultures bewijst echter niet dat er een selectieve antitumorale werking in het menselijk lichaam bestaat.

Cellulaire stamcellen verschillen van echte tumoren op het gebied van architectuur, metabolisme, microomgeving, interactie met het immuunsysteem en de omgevingscondities.

Daarom blijven deze resultaten relevant voor onderzoek naar de mechanismen van kankervorming, maar niet voor bevestigde toepassingen in klinische oncologie.

Activiteit van fibroblasten en reconstructie van de extracellulaire matrijs

Fibrilloculturen zijn een ander belangrijk onderdeel van de wetenschappelijke literatuur over GHK-Cu.

Na blootstelling aan complexen van ijzer-tripeptiden werden veranderingen in het collageenproductieproces, degradatie van het matrijs en expressie van groeifactoren waargenomen [9, 26].

De synthese van collageen is slechts één van de elementen van de regulatie van de extracellulaire matrijs.

Om de juiste weefselstructuur te behouden, moet de matrix ook onderhevig zijn aan gecontroleerde degradatie en reorganisatie.

GHK-Cu werd geassocieerd met veranderingen in de activiteit van matriële metaloproteïneremmers en de expressie van TIMP-1 en TIMP-2.

Deze resultaten suggereren dat de verbinding zowel de productie als de afbraak van de componenten van het matrijs kan beïnvloeden.

De richting en de betekenis van deze veranderingen zijn afhankelijk van het experimentele model en de omgevingsbiologische omstandigheden.

In modellen waarin fibroblasten werden bestraald, analyseerden de onderzoekers of metalen tripeptiden invloed hadden op de celgroei en de expressie van groeifactoren na blootstelling aan straling [26].

In analyses van de expressie van genen die in de literatuur worden besproken, zijn ook veranderingen in de routes betrokken die betrokken zijn bij DNA-reparatie. Deze omvatte 47 genen met een verhoogde expressie en vijf genen waarvan de expressie minstens 50% was afgenomen [9, 26].

Deze resultaten wijzen op veranderingen in de transcriptietransmissie van cellen.

Ze bewijzen echter niet per se een volledige herstel van het DNA, een omkeer van de cellulaire veroudering of het herstel van de normale functie van de weefsels.

Angiogene signalisatie en groeifactoren

GHK-Cu werd ook onderzocht in het kader van angiogenese, het proces waarbij nieuwe bloedvaten ontstaan uit bestaande vasculaire structuren.

Angiogenese is betrokken bij de ontwikkeling van weefsels, de reactie op beschadiging en het onderhouden van het bloedvatnetwerk.

In experimentele studies werd de relatie tussen materialen die GHK bevatten en factoren zoals vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF) en basaal fibroblastengroeifactor (bFGF) [27] geanalyseerd.

VEGF is betrokken bij de signalering van endothelcellen en de ontwikkeling van bloedvaten.

Het basisvormige FGF is betrokken bij de proliferatie en differentiatie van cellen en bij de weefselreactie, waarbij vasculaire cellen en bindweefsel betrokken zijn.

In sommige onderzoeken werd een verhoogde expressie of afscheiding van deze factoren waargenomen na blootstelling aan materialen die met GHK verband houden.

Als mogelijk onderdeel van deze effecten werd ook signalering die afhankelijk is van integriteit besproken.

Veranderingen in de expressie van VEGF of bFGF wijzen echter niet op het ontstaan van functionele bloedvaten.

De juiste angiogenese omvat meerdere fasen, waaronder de migratie van endothelcellen, de vorming van bloedvaten, hun stabilisatie en de integratie in het bestaande bloedstelsel.

De beschikbare resultaten leveren dus mechanistische bewijzen op die relevant zijn voor vasculaire studies, maar bevestigen niet de klinische voordelen die verbonden zijn met de werking van de bloedvaten.

Structuur en biochemie van GHK-Cu

De moleculaire structuur van GHK-Cu werd onderzocht met behulp van verschillende analytische en spectroscopische technieken.

Deze omvatten röntgenkristalografie, elektronemagnetisch resonantieonderzoek (EPR), absorptiespectroscopie bij röntgenstraling, protonemagnetisch resonantieonderzoek en chemische metingstechnieken [28–30].

Deze methoden hebben geholpen om het coördinatie-milieu van het metaal in het peptydische complex te karakteriseren.

Coördinatie van het metaal en de moleculaire geometrie

GHK bestaat uit drie aminozuren die in een sequentie van glycine-histidine-lysine zijn geordend.

De rest van de histidines is van bijzonder belang, omdat de imidazolylgroep ervan kan deelnemen aan de coordinatie van metalijonen.

Structuuronderzoek wijst uit dat koper(II) coördinatiebindingen met drie zuurstofatomen kan vormen die een elektronendonorfunctie hebben in het peptidemolecuul.

Daar behoren de zuurstofatomen van de aminogroep glycine, de ontdeprotonerte zuurstofatomen van de amidgroep die verbonden zijn met de glycine-histidinebinding, en de zuurstofatomen van de imidazolring van de histidine [28–30] tot de groep.

De vierde coördinatiepositie kan door een andere donorgroep worden ingenomen, afhankelijk van de chemische omgeving.

Deze structuur wordt vaak beschreven als een vierkante-planarische of bijna vierkante-planarische geometrie.

De exacte geometrie kan afhankelijk zijn van de pH, de oplosmiddelcondities, de aanwezigheid van extra liganden en de vorm van het complex dat wordt onderzocht.

De coördinatie van het koper heeft invloed op de chemische eigenschappen van GHK-Cu en onderscheidt deze complex van het onverbonden peptide GHK.

De structurele afhankelijkheid tussen het peptide en het metaal is van belang, omdat de binding van het metaal de reactiviteit van de molecule en haar interacties met andere biologische verbindingen kan veranderen.

Afbeelding: de moleculaire structuur van het GHK-Cu-complex

De moleculaire structuur van GHK-Cu laat zien hoe het glycine-histidine-lysin-peptid een coördinerende plaats biedt met een zuurstofatoom, waardoor de binding van metaal(II) mogelijk wordt.

In structurele en spectroscopische studies werd het zuurstof van de aminogroep, het zuurstof van de amidbinding en het zuurstof van het imidazoleringscherm van histidine geïdentificeerd als belangrijke elementen die bij de binding van koper betrokken zijn.

De coördinatiegroep helpt om te verklaren waarom GHK wordt onderzocht als een ijzerbindend peptide en als model voor de interacties tussen metalen en peptiden.

Interacties met albumine en andere metalen bindende stoffen

Bij een fysiologisch pH kan GHK-Cu betrokken zijn bij verschillende coördinatiebalansen met de participatie van extra liganden.

Lau en Sarkar bestudeerden de interacties tussen chroom(II), GHK, eiwitten die histidin bevatten en serumalbumine [28–30].

Serumalbumine is een eiwit dat in grote hoeveelheden in het plasma voorkomt. Het speelt een rol bij het transport en de binding van veel stoffen, waaronder geselecteerde metalijnen.

In de literatuur is beschreven dat zowel GHK als albumine een hoog bindvermogen hebben voor metaal. In de onderzochte omstandigheden werden waarden van ongeveer log₁₀ 16,44 voor GHK en log₁₀ 16,2 voor albumine gemeten.

Deze waarden suggereren dat GHK kan deelnemen aan concurrerende interacties die verband houden met de binding van koper.

Maar de distributie van koper in biologische vloeistoffen hangt echter af van meer dan alleen de bindingsterkte tussen de twee geïsoleerde moleculen.

De beschikbaarheid van metaal wordt ook beïnvloed door de concentraties van individuele stoffen, concurrerende liganden, proteïnemobiliteit en cellulaire transportsystemen.

De capaciteit van GHK om metaal te binden vormt dus de basis voor onderzoek naar metalentransfer en coördinatiebalansen.

Het bewijst echter niet dat GHK-Cu zink veilig naar alle weefsels transporteert of dat het alle oxiderende reacties die met zink samenhangen voorkomt.

Zinkafhankelijke enzymen en de regulatie van redoxprocessen

Messing is essentieel voor de werking van veel belangrijke enzymen.

Lysaseoxide speelt een rol bij de vorming van transversale bindingen tussen de eiwitten collageen en elastine.

De superoxide-dismutase van koper en zink, algemeen aangeduid als SOD1, ondersteunt de antioxidatieve bescherming door het katalyseren van de omzetting van overgevoerde zuurstofradicaal in minder reactieve producten.

Cytochroom c-oxidase is betrokken bij de mitochondriale elektronentransport en de productie van cellulaire energie.

Omdat GHK ijzer bindt, analyseerden de wetenschappers of GHK-Cu invloed kan hebben op de beschikbaarheid van dit metaal en de daarmee samenhangende biochemische processen.

De aanwezigheid van het ijzerbindend peptide betekent echter niet dat het metaal direct naar elk ijzerafhankelijke enzym wordt overgedragen.

De cellen beschikken over gespecialiseerde transporteurs, bindende eiwitten en regulerende systemen voor de intracellulaire distributie van metaal.

Deze mechanismen zijn belangrijk omdat vrij of onvoldoende gereguleerde ijzer kan deelnemen aan oxiderende reacties.

In bepaalde omstandigheden kunnen redoxreacties die verband houden met koper bijdragen aan de vorming van reactieve chemische stoffen.

Daarom werd GHK-Cu onderzocht op zijn potentieel effect op de reactiviteit van koper en oxiderende processen [31, 32].

Deze afhankelijkheid is chemisch ingewikkeld. De binding van koper kan de reactiviteit van het metaal veranderen, maar de biologische consequenties zijn afhankelijk van de totale chemische omgeving.

Debinding van aldehyden en de antioxidatieve chemie

GHK werd ook onderzocht op de reactievermogen met bepaalde aldehyden die ontstaan bij de peroxidering van lipiden.

Peroxidatie van lipiden omvat oxiderende reacties die van invloed zijn op lipiden van celmembranen en andere structuren die lipiden bevatten.

Als gevolg van deze reacties kunnen reactieve aldehyden ontstaan, zoals 4-hydroxybenzoen en acroleïne.

Beide verbindingen zijn onderzocht omdat ze met eiwitten en andere celmoleculen kunnen interageren.

In chemische studies is aangetoond dat GHK reactieproducten kan vormen met deze aldehyden, wat suggereert dat ze mogelijk in experimentele omstandigheden kunnen binden [31, 32].

Deze resultaten geven informatie over de chemische reactiviteit van GHK.

Maar de capaciteit om te reageren met aldehyden in een laboratoriumsysteem bewijst niet dat het peptide de oxidatieve schade aan weefsels bij mensen voorkomt.

De concentraties van reagentia, de aanwezigheid van concurrerende biologische moleculen en de reactietijd zijn van belang bij de beoordeling van de mogelijke biologische gevolgen.

Celladhesie en interacties met de extracellulaire matrix

GHK-Cu werd ook onderzocht in relatie tot de adhesie van cellen en hun interactie met extracellulaire materialen.

Celladhesie is essentieel voor de juiste organisatie van weefsels, omdat cellen de omgeving die hen omringt moeten kunnen herkennen en met deze omgaan.

In studies waarbij osteoblastische cellen en hepatocyten-adhesiemodellen werden gebruikt, werd de effectiviteit van GHK-gerelateerde materialen op de verspreiding van cellen, hun adhesie en het fenotype geanalyseerd [33, 34].

Deze studies zijn van belang voor de ontwikkeling van biomaterialen waarin peptiden kunnen worden geïntegreerd in of aan de oppervlakken van de techniek.

De waargenomen effecten zijn afhankelijk van het type peptide, de samenstelling van het materiaal, het type cellen en de experimentele omstandigheden.

Ze leveren informatie over de interacties tussen peptiden en oppervlakken, tussen cellen en het maagzoutmembraan, en niet over directe bewijzen van weefselregeneratie bij mensen.

Toepassingen van GHK-Cu in wetenschappelijk onderzoek

GHK-Cu is onderzocht in veel moleculaire en preklinische onderzoeksgebieden.

Deze omvatten de biologie van oxidatieve stress, inflammatoire signalering, fibrose, longschade, neuronale reacties, regulatie van de bloedvaten, reconstructie van de buitenste celmembraan en analyse van de genexpressie.

De volgende secties geven de belangrijkste experimentele resultaten en de beperkingen ervan aan.

Onderzoek naar de antioxiderende werking en redoxprocessen

Zinkafhankelijke antioxidatieve enzymen vormen een belangrijk onderdeel van de cellulaire bescherming tegen oxidatieve stress.

Een voorbeeld hiervan is SOD1, die voor een goede werking van het lichaam nodig heeft aan zink en koper.

Onderzoeken naar het ijzertekort hebben aangetoond dat een tekort aan ijzer de activiteit van SOD1 kan beïnvloeden en de waarden van parameters die verband houden met oxidatieve stress kan verhogen [35–38].

Deze resultaten bevestigen het biologische belang van een goede regulering van de metaalhandel.

Maar onderzoeken naar een ijzertekort of het herstellen van de aanbod van ijzer in de voeding kunnen niet automatisch worden beschouwd als bewijs van een identiek effect van GHK-Cu.

Het onderscheid is belangrijk, omdat het biologische gedrag van een specifieke kopercomplexen afhankelijk is van hun moleculaire structuur, distributie en interacties met de signaleringsroutes die de werking van dit metaal reguleren.

In experimentele studies waarbij biomaterialen met GHK en complexen van ijzer-tripeptiden werden gebruikt, werden de antioxiderende reacties en parameters die betrekking hebben op weefsels geanalyseerd.

Een deel van de studies ging over de vraag of GHK-Cu invloed heeft op de peroxidering van lipiden die verband houden met ferrytyne.

Feritine is een eiwit dat betrokken is bij het intra-celaire opslaan van ijzer.

Ijzer kan deel uitmaken van oxiderende reacties wanneer het in reactieve vormen voorkomt.

Uit studies is gebleken dat koper in combinatie met GHK kan bijdragen aan ferritine-afhankelijke peroxidering van lipiden onder bepaalde experimentele omstandigheden [39, 40].

Deze observaties leveren informatie op over de interacties tussen kopercomplexen, processen die ferro-elektrisch effecten veroorzaken en de chemie van oxidatiereacties.

Bij aanvullende chemische analyses werden de reacties van GHK met lipidperoxidatieproducten geanalyseerd, zoals 4-hydroxybenzoen en acroleïne [41, 42].

De resultaten rechtvaardigen verdere studies naar GHK als een molecule die in chemische reacties met aldehyden kan participeren.

Maar de antioxidatieve activiteit die in een chemisch onderzoek of in een celmodel is aangetoond, bewijst geen klinische bescherming tegen oxidatieve schade.

Signaleremming en regulatie van cytokinen

De ontstekingstijdvakken omvatten gecoördineerde interacties tussen immuuncellen, signaalproteïnen en weefselreacties.

In verschillende laboratoriumonderzoeken werd de invloed van GHK-Cu op inflammatoire routes geanalyseerd.

In laboratoriumonderzoeken waarbij RAW 264.7-macrofagachtige cellen en Caco-2-darmcelletjes werden gebruikt, werden veranderingen in de oxiderende en ontstekingsgerelateerde parameters waargenomen na blootstelling aan GHK-Cu.

Dit omvatte een vermindering van de productie van reactieve zuurstofvormen, een verhoging van de waarden van antioxidatieve parameters die verband houden met glutathion en veranderingen in ontstekingsmediatoren zoals TNF-α en IL-6 [43–47].

De onderzoekers analyseerden ook signaalroutes die de kernfactor kappa B (NF-κB) en de mitogen-geactiveerde proteïne kinase p38 (p38 MAPK) omvatten.

NF-κB is betrokken bij de regulatie van genen die verband houden met ontsteking, weerstand, celoverleving en stressreactie.

Het p38 MAPK-systeem is betrokken bij cellulaire reacties die verband houden met ontstekingsmediatoren en milieu-stress.

In experimentele studies werd GHK-Cu geassocieerd met veranderingen in de signalering van NF-κB p65 en p38 MAPK.

Deze resultaten suggereren dat het verbinding een invloed kan hebben op de routes die betrokken zijn bij het inflammatoire reactieproces in laboratoriumomstandigheden.

Niet alle onderzoeken die in de bredere discussie worden genoemd evalueren echter GHK-Cu direct. Een deel van de publicaties bevat algemene informatie over ontstekingsroutes of andere experimentele verbindingen.

Daarom bewijst het alleen al het bestaan van onderzoeken naar NF-κB of p38 MAPK niet dat GHK-Cu een bepaald klinisch anti-inflammatoir effect veroorzaakt.

Deze resultaten zijn het meest nuttig voor het onderzoeken van mogelijke moleculaire interacties en het identificeren van onderwerpen die verdere experimenten vereisen.

Modellen voor vezelvervorming, longbeschadiging en neuroprotectie

Verkleving is het onjuiste verzamelen of ordenen van de componenten van het extracellulaire matrijs in weefsels.

Het kan zich ontwikkelen in reactie op aanhoudende schade, een ontsteking of een veranderde cellulaire signalering.

GHK werd onderzocht in experimentele modellen van longverkleuring vanwege zijn beschreven effect op de activiteit van fibroblasten en de straten die verband houden met TGF-β.

In een muismodell van pneumatische vernietiging veroorzaakt door bleomycin, merkten de onderzoekers veranderingen in de dikte van de weefsels, een toename van de druk door ontstekingcellen en routes die verband houden met het transmembraan-mesenchymale overgangsproces [48].

In het onderzoek werd de TGF-β1/Smad-signalisatie geanalyseerd, die betrokken is bij cellulaire reacties die verband houden met de vorming van matrijs en de verdikking van de weefsels.

Deze observaties suggereren dat GHK een invloed kan hebben op geselecteerde weefselvertragingroutes in dierstudies.

Maar het effect dat bij een chemisch veroorzaakte muismodell van de ziekte werd bereikt, wijst niet op effectiviteit bij de behandeling van longfibrose bij mensen.

De biologische mechanismen, de verloop van de ziekte en de klinische omstandigheden kunnen aanzienlijk verschillen.

In neurobiologische studies met betrekking tot GHK werden ook oxidatieve stress, inflammatoire signalering en mogelijke interacties met genreguleringsroutes geanalyseerd.

Sommige studies koppelen deze mechanismen aan HDAC2 (histon deacetylase 2), een enzym dat betrokken is bij de regulatie van de chromatine en de expressie van genen.

De geciteerde literatuur over cognitieve veranderingen bij ouder wordende muizen en de mechanismen die met HDAC's samenhangen, omvat echter ook studies die niet direct het effect van het specifieke effect van GHK-Cu bevestigen [49].

Daarom vereisen de beweringen over verbetering van cognitieve functies, vermindering van neuroinflammatie of directe regulatie van HDAC2 door GHK-Cu een duidelijke scheiding van de resultaten van onderzoeken naar andere experimentele interventies.

De beschikbare gegevens rechtvaardigen het belang van mechanistische studies, maar bevestigen niet de vastgestelde neuroprotectieve werking bij mensen.

Observaties in modellen voor angiogenese en vasculaire biologie

Angiogenese is een essentieel proces bij de ontwikkeling en reparatie van weefsels.

Het omvat de vorming van nieuwe bloedvaten en vereist gecoördineerde interacties tussen de endothelcellen, groeifactoren, componenten van de extracellulaire matrijs en de omringende weefsels.

GHK-Cu werd onderzocht in experimentele systemen die betrekking hebben op vasculaire signalering en weefselreconstructie.

In sommige onderzoeken zijn veranderingen in angiogene factoren waargenomen, waaronder VEGF en bFGF [50, 51].

Deze eiwitten zijn betrokken bij de activiteit van endothelcellen, de ontwikkeling van bloedvaten en de cellulaire reactie op beschadiging.

De wetenschappers analyseerden ook de relaties tussen de verbindingen die verband houden met GHK en structurele eiwitten zoals collageen en elastine.

Collageen zorgt voor de sterkte van de weefsels, terwijl elastine de mogelijkheid van deze weefsels om te rekken en terug in hun oorspronkelijke vorm te komen ondersteunt.

Beide eiwitten zijn belangrijk voor de structuur van de bloedvaten en de organisatie van de buitenste celmembranen.

Veranderingen in de expressie van groeifactoren of in de eiwitproductie van de moedermelk hoeven echter niet te betekenen dat de bloedstroom verbetert.

Functionele vasculaire reconstructie omvat aanvullende processen, waaronder de vorming van de bloedvaten, hun rijping, integratie en fysiologische regulatie.

In sommige bredere studies over de regeneratie van de bloedvaten wordt ook melding gemaakt van de antischimmelwerking en de verruiming van de bloedvaten.

Dit zijn afzonderlijke fysiologische processen en men mag er niet van uitgaan dat ze direct voortkomen uit blootstelling aan GHK-Cu, zonder dat er voldoende bewijs is voor deze specifieke verbinding.

De huidige resultaten blijven dus vooral belangrijk voor experimentele studies naar angiogenese en vasculaire biologie.

Bevindingen uit neuronale en neurotrofische modellen

De ontwikkeling en reparatie van neuronen omvat de aanwezigheid van groeifactoren, interacties met de extracellulaire matrijs, migratie van cellen en verlenging van de neuronale uitlopers.

De toename van neurieten is een van de experimentele parameters die worden gebruikt om de differentiatie en ontwikkeling van neuronen te onderzoeken.

In eerdere studies waarbij neuronale weefselculturen werden gebruikt, werd het effect van gepreparate peptiden en voedingsstoffen op de neuronendifferentiatie geanalyseerd [52, 53].

Deze studies hebben geleid tot een groter belangstelling voor korte peptiden als mogelijke regulatoren van celgedrag.

Materialen die betrekking hebben op GHK zijn ook geanalyseerd in experimentele systemen voor de regeneratie van zenuwen.

In één van de onderzoeken werd een peptide geïntroduceerd dat de adhesie van cellen aan collageenvezels ondersteunt die worden gebruikt om onderbroken delen van zenuwvezels te verbinden [54].

Wetenschappers hebben veranderingen waargenomen in factoren die de groei en het ontstekingstherapie van het immuunsysteem beïnvloeden, waaronder het neurotrofische factor voor nerven (NGF) en de neurotrofische factoren NT-3 en NT-4.

De aanvullende observaties omvatte de parameters van de axonen en de reacties van de Schwanna-cellen.

Schwanna-cellen zijn een belangrijk onderdeel van het perifere zenuwstelsel. Ze ondersteunen de axonen en spelen een rol bij de reactie op beschadiging van de perifere zenuwen.

Maar de resultaten die met behulp van collageenleidingen met peptiden zijn verkregen, mogen niet automatisch worden toegeschreven aan het vrij ronddrijvende GHK-Cu.

De waargenomen effecten kunnen worden beïnvloed door biomateriaal, de lokale omgeving, de manier waarop het peptide wordt gepresenteerd en het gebruikte experimentele model.

Net zoals een verhoogde expressie van groeifactoren of een verhoogd aantal axonen in het experimentele systeem geen bewijs is voor functionele neurologische regeneratie bij mensen.

Deze studies kunnen het beste worden geïnterpreteerd als analyses van biomaterialen die peptiden en neurotrofische signalisatie bevatten.

Regulering van genen en herstructurering van het moederlichaam

Onderzoek naar de expressie van genen is een belangrijk onderdeel geworden van de wetenschappelijke discussie over GHK en GHK-Cu.

Vroege experimenten richtten zich op cellulaire reacties in verband met wonden, waaronder de activiteit van fibroblasten, de productie van collageen en de organisatie van de extracellulaire matrijs [55, 56].

Later studies van Maquart en collega's analyseerden de invloed van GHK-Cu op de synthese van collageen en de moleculen die aan het matrijs zijn gekoppeld [57–59].

In experimenten waarbij fibroblasten werden gekweekt, werden veranderingen in de collageenproductie bij lage concentraties waargenomen.

In andere studies werden sulfatgeconjugeerde glucosamineglycanen en kleine proteoglycanen geanalyseerd.

Deze moleculen zijn betrokken bij de organisatie van de extracellulaire matrijs, het behouden van vocht, de mechanische eigenschappen en de interacties tussen cellen en de omringende weefsels.

GHK-Cu is ook geassocieerd met veranderingen in de expressie van matriële metaloproteïneasen, waaronder MMP-2 [59].

Dit is belangrijk omdat het behoud van het extracellulaire membraan zowel een gecontroleerde degradatie als een synthese vereist.

Alleen het verhogen van de productie van collageen is niet voldoende om de weefselstructuur te verbeteren.

Vergelijkbaar kan een verhoogde activiteit van MMP leiden tot verschillende gevolgen, afhankelijk van het type weefsel en de biologische context.

De onderzoeken suggereren dus dat GHK-Cu kan invloed hebben op de veranderingen in de baarmoeder door middel van verschillende samenwerkende signaleringsroutes.

Deze observaties wijzen echter niet op genezing zonder het ontstaan van littekens of een voorspelbare regeneratie van weefsels bij mensen.

In aanvullende experimenten werden veranderingen waargenomen bij deeltjes zoals dekoryna, dermanatanen en chondroïtinesulfaat [60].

Dekoryna is een klein proteoglycaan dat betrokken is bij de organisatie van collageen en de regulatie van de extracellulaire matrijs.

Dermatanzuur en chondroïtinesulfaat zijn glycoproteïnen die invloed hebben op de structuur en eigenschappen van bindweefsels.

Veranderingen in hun expressie of synthese leveren informatie over de metabolisme van de moeder op.

Ze bewijzen echter niet per se zelf de verbetering van de taaiheid van de weefsels, hun uiterlijk of de klinische resultaten van het genezingsproces.

Integriteitsprestaties en onderzoek naar de huidcellen

Keratocyten zijn het meest voorkomende type huidcellen.

Ze nemen deel aan het vormen van de huidbarrière, de celdifferentiatie en de reactie op weefselbeschadiging.

Wetenschappers van de Seoul National University onderzochten de invloed van het metaalpeptide GHK op de expressie van integrinen en de aanwezigheid van cellen die een positieve expressie van p63 in keratocyten vertonen [61].

Integrinen zijn betrokken bij de aanhechting van cellen en de communicatie met de extracellulaire matrix.

Proteïne p63 is betrokken bij de ontwikkeling van het epitheel en bij het behoud van bepaalde populaties van epitheelcellen.

In het onderzoek werd een verhoogde expressie van integrine en een hoger percentage positieve cellen met betrekking tot p63 waargenomen na blootstelling aan het metaalpeptide GHK.

Deze observaties suggereren een mogelijke invloed op de cellulaire eigenschappen die verband houden met het behoud van de bovenhuid.

Maar veranderingen in deze markers zelf verklaren niet de verhoogde regeneratie van de huid bij mensen.

De resultaten blijven beperkt tot de gebruikte cellulaire modellen en de geanalyseerde parameters.

Grootstroomige profilering van genexpressie

Computermethoden hebben de mogelijkheden verhoogd om de invloed van verschillende verbindingen op het genexpressie-netwerk te analyseren.

De Connectivity Map, vaak afgekort tot cMap, is een onderzoeksdatabase die wordt gebruikt om patronen van genexpressie te vergelijken met betrekking tot biologische toestand en blootstelling aan chemische stoffen.

Gerelateerde computermethoden, waaronder MANTRA, werden gebruikt om de relatie tussen relaties en transcriptieve reacties te onderzoeken [62, 63].

GHK werd in deze context besproken vanwege zijn verband met de omvangrijke veranderingen in de expressiepatronen van genen.

In één van de analyses werden 268 genen waargenomen die meer werden geëxpresseerd en 167 genen die minder werden geëxpresseerd.

In andere studies werd GHK geassocieerd met veranderingen die betrekking hadden op een groter aantal genen en signaleringsroutes [9, 62–64].

Deze resultaten suggereren dat de reacties op GHK meerdere biologische systemen kunnen omvatten en niet slechts één enkel moleculair doelwit.

Maar gegevensverzamelingen met betrekking tot genexpressie vereisen een zorgvuldige interpretatie.

Een verandering in de hoeveelheid informatiereinvoer van RNA (mRNA) hoeft niet noodzakelijkerwijs gepaard te gaan met een verandering in de concentratie van het eiwit of in de biologische functie.

De expressiepatronen van genen zijn ook afhankelijk van het type cel, de blootstellingsomstandigheden, de meetmethoden en de analytische grenswaarden.

Daarom mogen de getallen van genen die met een bepaald bestanddeel in verband staan niet worden beschouwd als een directe maatstaf voor de therapeutische werking ervan.

Computermodellen zijn nuttig bij het formuleren van hypothesen, maar ze vereisen een experimentele bevestiging.

Genennetalen die verband houden met neuroprotectie

Analyses van de genexpressie in literatuur over GHK identificeerden veranderingen die betrekking hadden op genen die betrokken zijn bij de werking van neuronen, het overleven van cellen en ontwikkelingssignalen.

Voorbeelden zijn SIGMAR1, EPM2A, NAIP, FGFR2 en SLIT2 [65].

Deze genen zijn betrokken bij verschillende biologische processen.

SIGMAR1 codeert het sigma-1-receptor, een eiwit dat betrokken is bij cellulaire signalering en stressgerelateerde processen.

EPM2A is betrokken bij laforin, een eiwit dat belangrijk is voor het metabolisme van glycogeen.

NAIP is betrokken bij routes die verband houden met celoverleving en immuunrespons.

FGFR2 codeert een receptor die betrokken is bij de signalering van fibroblastengroeifactoren.

SLIT2 neemt deel aan ontwikkelingsprocessen die samenhangen met het richten en migreren van cellen.

De rol van deze genen in de neurologische biologie heeft de interesse gewekt voor hun mogelijke relatie met de transcriptietransmissies die door GHK worden veroorzaakt.

Maar de aanwezigheid van het gen in de dataset die met GHK te maken heeft, bewijst niet dat GHK deze gen in elk biologisch milieu direct controleert.

Het bewijst ook niet dat GHK dementie voorkomt of een verbetering van de neurologische functies veroorzaakt.

De geciteerde onderzoeken over delen van deze genen leveren een bredere biologische context dan directe bewijzen voor de werking van GHK-Cu.

Daarom moeten deze resultaten worden begrepen als observaties die dienen om hypothesen te formuleren over genregulatie en neurobiologie.

Uitkomsten van epigenetische studies en routes die verband houden met HDAC

Epigenetische regulatie omvat veranderingen in de activiteit van genen die geen aanpassing van de basissequenties van het DNA vereisen.

Een belangrijk mechanisme hiervoor is de modificatie van histonen.

Histonen zijn eiwitten waarrond het DNA is geordend. Hun chemische modificaties kunnen invloed hebben op de beschikbaarheid van bepaalde regio's van het DNA voor het transcriptieapparaat.

Histon-deacetylases (HDAC's) verwijderen acetylgroepen van histonen en andere eiwitondersteunende stoffen.

Hun activiteit kan invloed hebben op de structuur van de chromatine en de expressie van genen.

GHK werd besproken in het kader van HDAC-geassocieerde routes vanwege bredere observaties over genregulatie en transcrittie-veranderingen die verband houden met de leeftijd [66, 67].

De geciteerde studies over HDAC en epigenetische veroudering leveren echter vooral algemene informatie over deze biologische processen.

Ze zelf bewijzen niet dat GHK-Cu een klinisch bevestigd HDAC-remmer is.

Vergelijkbaar, veranderingen in de expressie van genen mogen niet automatisch worden beschouwd als een omgekeerde epigenetische veroudering.

Een directe verklaring voor HDAC-remming vereist experimenten die de activiteit van deze enzymen in bepaalde omstandigheden laten zien.

Aanvullende bewijzen zijn nodig om de beweringen over het keren van veroudering te ondersteunen, waarbij moleculaire metingen worden gecombineerd met belangrijke biologische resultaten.

De relatie tussen GHK, chromatineregulatie en het ouderworden-geassocieerde genexpressie blijft dus een gebied waar nog meer mechanistische studies moeten worden uitgevoerd.

De kwaliteit en het onderzoek van GHK-Cu-materialen die voor wetenschappelijk onderzoek zijn bestemd

De analytische karakterisering van GHK-Cu is belangrijk, omdat de resultaten van de studies afhankelijk zijn van de identiteit, samenstelling en kwaliteit van het geanalyseerde materiaal.

Het preparaat dat als GHK-Cu wordt aangeduid, moet worden beoordeeld met methoden die het mogelijk maken om de peptydische component te karakteriseren en bewijzen te leveren over zijn vormgeving in combinatie met metaal.

De kwaliteitsanalyse kan chromatografie, massaspectrometrie, metaalgehalteanalyse en andere technieken omvatten die zijn gekozen op basis van het specifieke analytische doel.

Geen enkele routine-test bevestigt echter alle belangrijke kwalitatieve parameters.

Chromatografie met vloeistof en gekoppeld aan massaspectrometrie

Chromatografie in vloeistof met massaspectrometrie (LC-MS) combineert een chromatografische scheiding met een massadetectie op basis van de massa van de ionen.

Een chromatografische deel is bedoeld om de verbindingen die aanwezig zijn in het monster te scheiden.

De massaspectrometer levert informatie over de ionen op basis van hun massa-relatie met de lading.

LC-MS kan helpen bij de identificatie van een peptide door het detecteren van moleculaire ionen die overeenkomen met het verwachte bestanddeel.

Afhankelijk van de gebruikte methode kunnen aanvullende informatie over de fragmentatie helpen bij het karakteriseren van de peptidssequentie.

Maar het waarnemen van een moleculaire massa die overeenkomt met GHK bevestigt niet automatisch alle aspecten van de structuur van het molecuul.

Net zoals het detecteren van signalen die overeenkomen met de aanwezigheid van een metaalverbonden vorm, hoeft niet te impliceren dat er een volledige coördinatieve geometrie bestaat of dat alle alternatieve complexen uitgesloten moeten worden.

De karakterisering van de koperbinding kan aanvullende studies vereisen met behulp van geschikte spectroscopische methoden of metingen van de metalengehalte.

LC-MS is dus een waardevol analytisch instrument, maar de betrouwbaarheid van de verkregen conclusies hangt af van de methode, de referentiemethoden, de preparatie van de monsters en de aanvullende bewijzen.

Hoge efficiëntie van vloeibare chromatografie en zuiverheid

Hochperformante vloeibare chromatografie (HPLC) wordt veel gebruikt om de bestanddelen van peptidenpreparaten te scheiden.

Het kan helpen bij het identificeren van verontreinigingen die verband houden met de synthese, degradatie of andere productieprocessen.

Het chromatografische zuiverheidsresultaat is meestal gebaseerd op relatieve signalen die worden waargenomen onder bepaalde analytische omstandigheden.

Maar chromatografische zuiverheid is niet hetzelfde als chemische identiteit, peptidegehalte, stechiometrie van het kopercomplex of de algemene kwaliteit van het materiaal.

Bijvoorbeeld, de aangegeven zuiverheid van 98% betekent niet noodzakelijk dat de volledige massa van het monster 98% GHK-Cu bevat.

De interpretatie hangt af van de gebruikte analytische methode en de manier waarop het resultaat wordt berekend.

De chromatogram geeft ook geen bewijs van sterilisatie, endotoxines of het ontbreken van alle mogelijke verontreinigingen.

Het bronmateriaal beschrijft de aangegeven zuiverheidsgraad van minimaal 98% voor bepaalde onderzoeksproducten.

Deze specificatie moet worden beschouwd als een verklaring van de leverancier, tenzij deze wordt ondersteund door beschikbare analytische documentatie betreffende een specifieke partij.

Filtratie, steriliteit en controle op de aanwezigheid van vaste deeltjes

De brontekst beschrijft filtratie door membranen met een porendichtheid van 0,22 micron als onderdeel van het proces voor de preparatie van materiaal.

Membraanfiltratie kan worden gebruikt om bepaalde microbiologische verontreinigingen te beperken, als de gebruikte methode en de omstandigheden hiervoor geschikt zijn.

Maar het doorlaten van de oplossing door een filter met een porendichtheid van 0,22 micrometer bevestigt niet automatisch de steriliteit van het eindproduct.

De waarborging van steriliteit hangt af van het gehele proces, waaronder het materiaal, de omgeving, de integriteit van het filter, de manier waarop met het materiaal wordt omgegaan en de gevalideerde controleprocedures.

De filtratie hoeft ook niet de endotoxinen, de oplosbare chemische verontreinigingen of alle soorten vaste verontreinigingen te verwijderen.

Daarom vereisen beweringen over sterilitat of bruikbaarheid voor een bepaald onderzoeksonderzoek geschikte tests en documentatie, en niet alleen de grootte van de poriën van het filter als basis.

Goede laboratoriumpraktijk en documentatie

Laboratoryele goede praktijken (GLP) is een kwaliteitsysteem dat betrekking heeft op de organisatie, uitvoering, monitoring, documentatie en rapportage van bepaalde niet-klinische onderzoeken.

De constatering dat de procedures in overeenstemming zijn met de GLP-principes, hoeft niet te betekenen dat de procedures ook daadwerkelijk in overeenstemming zijn met de GLP-vereisten of dat er een passende certificering is verleend.

De betekenis van een dergelijke verklaring hangt af van de specifieke procedures, documentatie en het toepasselijke kwaliteitsmanagementsysteem.

De onderzoeksgegevens kunnen ook vergezeld gaan van een certificaat van analyse (Certificate of Analysis, COA).

De COA bevat meestal geselecteerde resultaten van analyses betreffende een specifieke partij.

Belangrijke informatie kan onder meer omvatten onderzoeken naar de identiteit, metingen van de zuiverheid, de inhoud van de stoffen, de gebruikte analytische methoden, partijidentificatiecodes en andere specificatieparameters.

De informatieve waarde van een COA is echter afhankelijk van de methoden en gegevens die als basis voor de publicatie ervan dienen.

Het certificaat zelf bewijst niet dat het materiaal geschikt is voor gebruik bij mensen, als cosmetisch of therapeutisch middel.

Net als analytische zuiverheid bevestigt geen biologische werkzaamheid of klinische veiligheid.

In wetenschappelijk onderzoek moet de meest nuttige kwalitatieve documentatie gedetailleerd, identificeerbaar en voldoende compleet zijn om een juiste interpretatie van de analytische resultaten mogelijk te maken.

Meer informatie over het onderscheiden van producenten, leveranciers, kwaliteitsverklaringen en partijdocumentatie vindt u in het artikel Productiebedrijven en leveranciers van peptiden.

Samenvatting

GHK-Cu is een natuurlijk voorkomend complex van een tripeptide met koper, dat al meer dan vijf decennia wordt onderzocht.

Zijn moleculaire structuur, de bindingseigenschappen van koper en de interacties met celstructuren maakten het een belangrijk onderwerp van onderzoek op het gebied van de biochemie van peptiden, de biologie van de extracellulaire matrijs, oxidatieve stress en genregulatie.

Het complex bestaat uit glycylo-L-histidyl-L-lysine en koper(II). Structurele studies hebben de coördinerende plekken aangetoond die betrokken zijn bij de binding van koper en die invloed hebben op de chemische eigenschappen van de molecule.

Deze eigenschappen vormen de basis voor het analyseren van de effecten van korte peptiden op metalionen en van de invloed van coördinatiechemie op biologische processen.

In experimentele studies werden veranderingen in de collageenproductie, de productie van glycosaminoglycanen, de expressie van matrijs-metallo-proteasen, de integrin-signalisatie, ontstekingsmediatoren en parameters die verband houden met de antioxidatieve bescherming waargenomen.

De aanvullende onderzoeken omvatte antwoorden op GHK in fibroblasten, modelrondes voor wonden, experimenten met luchtwond, neuronale systemen en biomaterialen die peptiden bevatten.

Computermodellen hebben GHK ook gekoppeld aan omvangrijke veranderingen in het netwerk van genexpressie.

De wetenschappelijke betekenis van deze waarnemingen is echter afhankelijk van de experimentele context.

Veranderingen in het genexpressiepatroon hoeven niet te leiden tot veranderingen in de activiteit van de eiwitten.

Verhoogde collageenproductie hoeft niet noodzakelijkerwijs te betekenen dat de structuur van de weefsels verbeterd is.

Veranderingen in inflammatoire markers vormen geen zelfstandig klinisch bewijs van een anti-inflammatoir effect.

Vergelijkbaar zijn de resultaten van onderzoeken met kankercellen, modellen voor de vorming van longfibres en neuronencellen niet bewijzen dat ze effectief zijn bij de bijbehorende ziekten bij mensen.

Er zijn ook belangrijke verschillen tussen GHK en GHK-Cu en tussen experimenten die specifiek op het betreffende verbinding betreffen en studies die slechts een algemeen biologisch kader bieden.

Deze verschillen moeten worden geëvalueerd bij de interpretatie van de werking van de mechanismen en de voorgestelde toepassingen.

Een andere belangrijke kwestie is de analytische kwaliteit. Technieken zoals LC-MS en HPLC kunnen waardevolle informatie over de identiteit en zuiverheid leveren, maar bevestigen niet automatisch alle structurele, microbiologische en biologische eigenschappen van het preparaat.

Over het algemeen blijft GHK-Cu een nuttig instrument voor moleculaire onderzoek naar de coördinatie van het metaal, cellulaire signalering, het metabolisme van de extracellulaire matrijs en de reactie op oxidatieve stress.

Zijn bekende chemische eigenschappen en de uitgebreide preklinische literatuur vormen de basis voor verdere wetenschappelijke onderzoeken. De beweringen over klinische effectiviteit en veiligheid vereisen echter afzonderlijke, adequaat gecontroleerde onderzoeken met mensen.

Disclaimer

Dit artikel heeft uitsluitend een educatieve en wetenschappelijke informatieve functie. Het beschrijft onderzoeken met betrekking tot de moleculaire structuur van GHK-Cu, de coördinatie van het metaal, biologische mechanismen, analytische kenmerken en experimentele toepassingen.

Het vormt geen medisch advies, wordt niet aanbevolen voor gebruik bij mensen of dieren, beschrijft geen behandelingsschema's en wordt niet aanbevolen voor diagnostische, therapeutische of cosmetische toepassingen.

De resultaten die zijn verkregen uit celculturen, dierproeven, computermodellen en biochemische analyses mogen niet worden geïnterpreteerd als bewijs van klinische effectiviteit of veiligheid bij mensen.

Informatie over de analytische zuiverheid, materiaal van het onderzoeksklasse, certificaten voor analyses of laboratoriumonderzoeken wijst niet uit dat het betreffende preparaat geschikt is voor toediening aan mensen of voor enige andere toepassing die is gereguleerd door de wetgeving.

Alle medische beslissingen moeten worden genomen door deskundig personeel van de gezondheidszorg op basis van relevante klinische bewijzen en de geldende wetgeving.

Referenties

1. Pickart L. A Tripeptide uit menselijk serum dat de groei van neoplastische levercellen en de overleving van normale levercellen verbetert. San Francisco, Californië, VS: Universiteit van Californië; 1973.
2. Pickart L., Freedman J. H., Loker W. J., et al. Een groeimodulerend plasma-tripeptide kan functioneren door het vergemakkelijken van de opname van koper in cellen. Nature. 1980;288(5792):715–717. doi: 10.1038/288715a0.
3. Pickart L. Gebruik van GHL-Cu als wondgenezend en ontstekingsremmend middel. 1988, http://www.freepatentsonline.com/4760051.html.
4. Downey D., Larrabee W. F., Jr., Voci V., Pickart L. Versnelling van de wondgenezing met glycyl-histidyl-lysine-koper (II) Chirurgisch Forum. 1985;25:573–575.
5. Pickart L. Iamin: een menselijk groeifactor met meerdere wondherstellende eigenschappen. In: Sorenson J., redacteur. Biologie van kopercomplexen. Clifton, NJ, VS: Humana Press; 1987. pp. 273–285.
6. Meiners S., Eickelberg O. Next-generation personalized drug discovery: het tripeptide GHK komt centraal aan bod bij chronische obstructieve longziekte. Genome Medicine. 2012;4(8, artikel 70) doi: 10.1186/gm371.
7. Hong Y., Downey T., Eu K. W., Koh P. K., Cheah P. Y. Een ‘metastase-gevoelige’ signatuur bij sporadische kolorectale kankerpatiënten met een hoog niveau van mismatch-repair in een vroeg stadium en de implicaties hiervan voor mogelijke therapeutische maatregelen. Clinical and Experimental Metastasis. 2010;27(2):83–90. doi: 10.1007/s10585-010-9305-4.
8. Gruchlik A., Jurzak M., Chodurek E. W., Dzierzewicz Z. Effect van Gly-Gly-His, Gly-His-Lys en hun kopercomplexen op TNF-α-afhankelijke IL-6-secretie bij normale menselijke dermale fibroblasten. Acta Poloniae Pharmaceutica. 2012;69(6):1303–1306.
9. Pickart L., Vasquez-Soltero J. M., Margolina A. GHK en DNA: het herstellen van het menselijk genoom naar een gezonde toestand. BioMed Research International. 2014;2014:10. doi: 10.1155/2014/151479.151479
10. Wegrowski Y., Maquart F. X., Borel J. P. Stimulatie van sulfatengeconjugeerde glycosaminoglycanen door het tripeptidecoppercomplex Glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. Life Sciences. 1992;51(13):1049–1056. doi: 10.1016/0024-3205(92)90504-i.
11. Siméon A., Emonard H., Hornebeck W., Maquart F.-X. Het tripeptide-kopercomplex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+ stimuleert de expressie van matrix-metalloproteïnease-2 bij fibroblastenculturen. Life Sciences. 2000;67(18):2257–2265. doi: 10.1016/s0024-3205(00)00803-1.
12. Ehrlich H. Stimulatie van de genezing van de huid bij immuunonderdrukte ratten. Verslagen van het symposium over collageen en huidreparatie; september 1991; Reims, Frankrijk.
13. Siméon A., Wegrowski Y., Bontemps Y., Maquart F.-X. Expressie van glycosaminoglycanen en kleine proteoglycanen in wonden: modulatie door het tripeptide-kopercomplex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. Journal of Investigative Dermatology. 2000;115(6):962–968. doi: 10.1046/j.1523-1747.2000.00166.x.
14. McCormack M. C., Nowak K. C., Koch R. J. Het effect van kobalt-tripeptide en tretinoïne op de productie van groeifactoren in een serumvrij fibroblast-model. Archives of Facial Plastic Surgery. 2001;3(1):28–32.
15. Buffoni F., Pino R., Dal Pozzo A. Effect van tripeptide-kopercomplexen op het proces van wondgenezing en op gekweekte fibroblasten. Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Therapie. 1995;330(3):345–360.
16. Gul N. Y., Topal A., Cangul I. T., Yanik K. De effecten van het topische tripeptidemetaalcomplex en het helium-neonlaser op de wondgenezing bij konijnen. Veterinary Dermatology. 2008;19(1):7–14. doi: 10.1111/j.1365-3164.2007.00647.x.
17. Cangul I. T., Gul N. Y., Topal A., Yilmaz R. Evaluatie van de effecten van het topische tripeptide-kopercomplex en zinkoxide op de genezing van openwonden bij konijnen. Veterinary Dermatology. 2006;17(6):417–423. doi: 10.1111/j.1365-3164.2006.00551.x.
18. Pickart L. Methode voor het gebruik van koper(II)-houdende verbindingen om de wondgenezing te versnellen. 1992, http://www.freepatentsonline.com/5164367.html.
19. Arul V., Kartha R., Jayakumar R. Een therapeutische benadering voor de genezing van diabetische wonden met behulp van biotinylgemaakt GHK-geïntegreerde collageenmatrices. Life Sciences. 2007;80(4):275–284. doi: 10.1016/j.lfs.2006.09.018.
20. Canapp S. O., Jr., Farese J. P., Schultz G. S., et al. Het effect van het topische tripeptidecop-complex op de genezing van ischemische open wonden. Veterinary Surgery. 2003;32(6):515–523. doi: 10.1111/j.1532-950X.2003.00515.x.
21. Swaim S. F., Vaughn D. M., Kincaid S. A., et al. Effect van lokaal geïnjecteerde medicijnen op de genezing van plekswonden bij honden. American Journal of Veterinary Research. 1996;57(3):394–399.
22. Campbell J. D., McDonough J. E., Zeskind J. E., et al. Een genexpressie-signature van emfyseemgerelateerde longbeschadiging en de reversering daarvan door het tripeptide GHK. Genome Medicine. 2012;4, artikel 67, doi: 10.1186/gm367.
23. Boo S., Dagnino L. Integrinen als modulatoren van het signaleren van transforming growth factor beta bij dermale fibroblasten tijdens de regeneratie van de huid na een letsel. Advances in Wound Care. 2013;2(5):238–246. doi: 10.1089/wound.2012.0394.
24. Lubick K., Radke M., Jutila M. Securinine, een GABAA-receptorantagonist, verbetert de eliminatie van fase II C. burnetii door macrofagen: vergelijking met TLR-agonisten. Journal of Leukocyte Biology. 2007;82(5):1062–1069. doi: 10.1189/jlb.0407255.
25. Matalka L. E., Ford A., Unlap M. T. Het tripeptide GHK induceert geprogrammeerde celvernietiging bij SH-SY5Y-neuroblastocellen. Journal of Biotechnology & Biomaterials. 2012;2, artikel 144, doi: 10.4172/2155-952X.1000144.
26. Pollard J. D., Quan S., Kang T., Koch R. J. Effecten van kobalt-tripeptide op de groei en expressie van groeifactoren door normale en bestralde fibroblasten. Archives of Facial Plastic Surgery. 2005;7(1):27–31. doi: 10.1001/archfaci.7.1.27.
27. Jose S., Hughbanks M. L., Binder B. Y. K., Ingavle G. C., Leach J. K. Verhoogde trofische factorsecretie door mesenchymale stam-/stromale cellen met glycine-histidine-lysine (GHK)-gemodificeerde alginehydrogels. Acta Biomaterialia. 2014;10(5):1955–1964. doi: 10.1016/j.actbio.2014.01.020.
28. Lau S. J., Sarkar B. De interactie tussen koper(II) en glycyl-L-histidyl-L-lysine, een groei-modulerend tripeptide uit plasma. Biochemical Journal. 1981;199(3):649–656. doi: 10.1042/bj1990649.
29. Perkins C. M., Rose N. J., Weinstein B., Stenkamp R. E., Jensen L. H., Pickart L. De structuur van een kopercomplex van de groeifactor glycyl-L-histidyl-L-lysine met een resolutie van 1,1 Å. Inorganica Chimica Acta. 1984;82(1):93–99. doi: 10.1016/s0020-1693(00)82544-x.
30. Freedman J. H., Pickart L., Weinstein B., Mims W. B., Peisach J. Structuur van het glycyl-L-histidyl-L-lysine-koper(II)-complex in oplossing. Biochemistry. 1982;21(19):4540–4544. doi: 10.1021/bi00262a004.
31. Pickart L., Lovejoy S. Biologische activiteit van het menselijk plasma-koperbindend groeifactorglycyl-l-histidyl-l-lysine. Methods in Enzymology. 1987;147:314–328. doi: 10.1016/0076-6879(87)47121-8.
32. Beretta G., Arlandini E., Artali R., Anton J. M. G., Maffei Facino R. Acrolein-sekvestratiecapaciteit van het endogene tripeptide glycyl-histidyl-lysine (GHK): karakterisering van de conjugatieproducten door ESI-MSn en theoretische berekeningen. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2008;47(3):596–602. doi: 10.1016/j.jpba.2008.02.012.
33. Godet D., Marie P. J. Effecten van het tripeptide glycyl-L-histidyl-L-lysine-kopercomplex op de verspreiding, de hechting en het fenotype van osteoblastische cellen. Cellular and Molecular Biology (Noisy-le-Grand, Frankrijk) 1995;41(8):1081–1091.
34. Kawase M., Miura N., Kurikawa N., et al. Immobilisatie van tripepride-groeifactor glycyl-L-histidyl-L-lysine op poly(vinylalcohol)-quarterniseerd stilbazol (PVA-SbQ) en het gebruik ervan als ligand voor de hechting van hepatocyten. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 1999;22(9):999–1001. doi: 10.1248/bpb.22.999.
35. Lutsenko S, Bhattacharjee A, Hubbard AL. Mechanische apparatuur voor het behandelen van koper in de hersenen. Metallomics. 2010;2(9):596–608. doi: 10.1039/c0mt00006j.
36. Hawk SN, Lanoue L, Keen CL, Kwik-Uribe CL, Rucker RB, Uriu-Adams JY. Embryo’s van ratten met een tekort aan koper vertonen een lage superoxide-dismutaseactiviteit en verhoogde superoxide-anionen. Biology of Reproduction. 2003;68(3):896–903. doi: 10.1095/biolreprod.102.009167.
37. Bayer TA, Schäfer S, Simons A, et al. Diëtetische Cu stabiliseert de activiteit van de hersen-superoxid-dismutase 1 en vermindert de productie van amyloïd Aβ bij APP23-transgenische muizen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2003;100(24):14187–14192. doi: 10.1073/pnas.2332818100.
38. Arul V, Gopinath D, Gomathi K, Jayakumar R. GHK-peptid geïntegreerd in de collageenmatrix: een nieuw biomateriaal voor de genezing van wonden in de huid bij ratten. Journal of Biomedical Materials Research. 2005;73(2):383–391. doi: 10.1002/jbm.b.30246.
39. Miller DM, DeSilva D, Pickart L, Aust SD. Effecten van glycyl-histidyl-lysyl-gechelateerd Cu(II) op ferritin-afhankelijke lipoproteïneperoxidatie. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1990;264:79–84. doi: 10.1007/978-1-4684-5730-8_11.
40. Alberghina M, Lupo G, La Spina G, et al. Cytoprotectieve werking van koper(II)-complexen tegen ethanol-gerelateerde schade aan de maagwand van ratten. Journal of Inorganic Biochemistry. 1992;45(4):245–259. doi: 10.1016/0162-0134(92)84013-d.
41. Beretta G, Artali R, Regazzoni L, Panigati M, Facino RM. Glycyl-histidyl-lysine (GHK) is een remmer van α,β-4-hydroxy-trans-2-nonenal: een vergelijking met carnosine. Insights into the mechanism of reaction by electrospray ionization mass spectrometry, 1H NMR, and computational techniques. Chemical Research in Toxicology. 2007;20(9):1309–1314. doi: 10.1021/tx700185s.
42. Beretta G, Arlandini E, Artali R, Anton JM, Maffei Facino R. Acrolein-afscheiding vermogen van het endogene tripeptide glycyl-histidyl-lysine (GHK): karakterisering van de conjugatieproducten door ESI-MSn en theoretische berekeningen. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2008;47(3):596–602. doi: 10.1016/j.jpba.2008.02.012.
43. Park JR, Lee H, Kim SI, et al. Het tripeptidengebaseerde GHK-Cu-complex verbetert acute longschade veroorzaakt door lipopolysaccharide bij muizen. Oncotarget, 2016, 7(36): 58405.
44. Gao M, Chen L, Yu H, et al. Diosgenin remonteert de regulatie van de NF-κB p65/p50- en p38MAPK-routes en vermindert acute longschade die wordt veroorzaakt door lipopolysaccharide bij muizen. International immunopharmacology, 2013, 15(2): 240–245.
45. Liu T, Zhang L, Joo D, et al. NF-κB-signalisatie bij ontsteking. Signaaltransductie en gerichte therapie, 2017, 2(1): 1–9.
46. Kaminska B. MAPK-signaalroutes als moleculaire doelwitten voor ontstekingsremmende therapie—van moleculaire mechanismen tot therapeutische voordelen. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Proteins and Proteomics, 2005, 1754(1–2): 253–262.
47. Yong HY, Koh MS, Moon A. De p38 MAPK-remmers voor de behandeling van inflammatoire ziekten en kanker. Expert-oordeel over onderzoeksvaccins, 2009, 18(12): 1893–1905.
48. Zhou XM, Wang GL, Wang XB, et al. GHK-peptid remt bleomycine-geïnduceerde longfibrose bij muizen door het onderdrukken van de epitheel-tot-mesenchymale overgang die wordt gemedieerd door TGFβ1/Smad. Frontiers in Pharmacology, 2017, 8: 904.
49. Mukherjee K, Lee A, Zhu L, et al. De slaaptekort veroorzaakte cognitieve achteruitgang bij oudere muizen wordt verlicht door rapamycine. Aging Pathobiology and Therapeutics, 2019, 1(1): 05–09.
50. Kalaria RN. Vaskulaire basis voor hersenverval: verzwakte controlemechanismen en risicofactoren voor dementie. Nutrition Reviews. 2010;68(supplement 2):S74–S87. doi: 10.1111/j.1753-4887.2010.00352.x.
51. Pollard JD, Quan S, Kang T, Koch RJ. Effecten van koper-tripeptide op de groei en expressie van groeifactoren door normale en bestralde fibroblasten. Archives of Facial Plastic Surgery. 2005;7(1):27–31. doi: 10.1001/archfaci.7.1.27.
52. Sensenbrenner M, Jaros GG, Moonen G, Meyer BJ. Effect van geconditioneerde media op de neuronendifferentiatie. Experientia. 1980;36(6):660–662. doi: 10.1007/BF01970123.
53. Lindner G, Grosse G, Halle W, Henklein P. Het effect van een synthetisch tripeptide op het zenuwweefsel dat in vitro wordt gekweekt. Zeitschrift für Mikroskopisch-Anatomische Forschung. 1979;93(5):820–828. (Ger.).
54. Ahmed MR, Basha SH, Gopinath D, Muthusamy R, Jayakumar R. Eerste verhoging van de aanmaak van groeifactoren en inflammatoire mediatoren tijdens de regeneratie van zenuwen in aanwezigheid van cellen met geïntegreerde collageenbuisjes met adhesiepeptiden. Journal of the Peripheral Nervous System. 2005;10(1):17–30. doi: 10.1111/j.1085-9489.2005.10105.x.
55. Pickart L. Gebruik van GHL-Cu als wondheler en anti-inflammatoir middel. Verenigde Staten-octrooi 4.760.051, juli 1988.
56. Downey D, Larrabee WF, Voci V, Pickart L. Versnelling van wondgenezing met glycyl-histidyl-lysyl Cu(II) Surgical Forum. 1985;36:573–575.
57. Maquart FX, Pickart L, Laurent M, Gillery P, Monboisse JC, Borel JP. Stimulatie van collageensynthese in fibroblastenculturen door het tripeptidecopermcomplex glycl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. FEBS Letters. 1988;238(2):343–346. doi: 10.1016/0014-5793(88)80509-x.
58. Wegrowski Y, Maquart FX, Borel JP. Stimulatie van sulfatde sulfoglycosaminoglycan synthese door het tripeptide-kopercomplex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. Life Sciences. 1992;51(13):1049–1056. doi: 10.1016/0024-3205(92)90504-i.
59. Siméon A, Emonard H, Hornebeck W, Maquart FX. Het tripeptid-kopercomplex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+ stimuleert de expressie van matrix-metalloproteinase-2 bij fibroblastencellen. Life Sciences. 2000;67(18):2257–2265. doi: 10.1016/s0024-3205(00)00803-1.
60. Siméon A, Wegrowski Y, Bontemps Y, Maquart FX. Expressie van glycosaminoglycanen en kleine proteoglycanen in wonden: modulatie door het tripeptidecoplement glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. Journal of Investigative Dermatology. 2000;115(6):962–968. doi: 10.1046/j.1523-1747.2000.00166.x.
61. Kang YA, Choi HR, Na JI, et al. Copper-GHK verhoogt de expressie van integrine en de positieve expressie van p63 bij keratinocyten. Archives of Dermatological Research. 2009;301(4):301–306. doi: 10.1007/s00403-009-0942-x.
62. Lamb J. The Connectivity Map: een nieuw instrument voor biomedisch onderzoek. Nature Reviews Cancer. 2007;7(1):54–60. doi: 10.1038/nrc2044.
63. Iorio F, Bosotti R, Scacheri E, et al. Ontdekking van de werkingswijze van geneesmiddelen en het herpositioneren van geneesmiddelen op basis van transcriptiemetingen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010;107(33):14621–14626. doi: 10.1073/pnas.1000138107.
64. Hong Y, Downey T, Eu KW, Koh PK, Cheah PY. Een ‘metastasispunjachtige’ signatuur voor sporadische kolorectale kankerpatiënten met een hoog risico op metastasering en de implicaties hiervan voor mogelijke therapeutische maatregelen. Clinical and Experimental Metastasis. 2010;27(2):83–90. doi: 10.1007/s10585-010-9305-4.
65. Huang P, Kishida S, Cao D, et al. Het neuronale differentiëringsfactor neuroD1 remt de expressie van het neuronale afwerende factor Slit2 en bevordert de celmotiliteit en tumorvorming bij neuroblastoom. Cancer Research. 2011;71(8):2938–2948. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-10-3524.
66. Fischer A, Sananbenesi F, Mungenast A, Tsai LH. Het richten op de juiste HDAC(s) om cognitieve stoornissen te behandelen. Trends in Pharmacological Sciences. 2010;31(12):605–617. doi: 10.1016/j.tips.2010.09.003.
67. Koch CM, Wagner W. Epigenetische verouderingssignalen om de leeftijd in verschillende weefsels te bepalen. Aging. 2011;3(10):1018–1027. doi: 10.18632/aging.100395.