Peptyd GHK-Cu: mechanizmy molekularne, gojenie ran, badania nad skórą i wyniki eksperymentalne

GHK-Cu jest kompleksem wiążącym miedź, powstającym z naturalnie występującego tripeptydu glicylo-L-histydylo-L-lizyny (GHK) oraz jonu miedzi. GHK składa się z trzech aminokwasów: glicyny, histydyny i lizyny. Został zidentyfikowany w ludzkim osoczu w 1973 roku. Obecność tego peptydu opisywano również w innych płynach ustrojowych, w tym w ślinie i moczu. Wczesne badania powiązały GHK ze zmianami produkcji białek w starzejącej się tkance wątroby, co zapoczątkowało zainteresowanie jego możliwym udziałem w utrzymaniu i naprawie tkanek.

Od tego czasu naukowcy badali GHK i jego kompleks z miedzią w kontekście biologii skóry, przebudowy ran, zapalenia, stresu oksydacyjnego oraz innych procesów eksperymentalnych. Zdolność peptydu do koordynowania jonów miedzi ma szczególne znaczenie, ponieważ miedź uczestniczy w działaniu wielu enzymów i procesów komórkowych. Samo wiązanie miedzi, zmiany biomarkerów laboratoryjnych czy poprawa wyników w modelach zwierzęcych nie stanowią jednak dowodu na korzyści kliniczne u ludzi.

GHK-Cu pojawia się także w badaniach kosmetycznych, szczególnie dotyczących wyglądu skóry oraz formulacji związanych z pielęgnacją włosów. Inne proponowane zastosowania, między innymi w chorobach neurologicznych i płucnych, pozostają na znacznie wcześniejszym etapie badań. Niniejszy przegląd przedstawia poszczególne badania, analizowane szlaki biologiczne oraz ograniczenia wynikających z nich wniosków.

GHK-Cu a naprawa tkanek: gojenie ran i przebudowa macierzy zewnątrzkomórkowej

Rekrutacja komórek naprawczych i regulacja sygnałów zapalnych

W przeglądzie z 2008 roku Pickart omówił udział GHK w przebudowie tkanek, w tym w przyciąganiu makrofagów i komórek związanych z naczyniami włosowatymi do miejsc uszkodzenia [1]. Komórki te uczestniczą w usuwaniu uszkodzonych składników, reakcjach naczyniowych oraz odbudowie tkanek. W przeglądzie opisano również wpływ na kolagen, elastynę i inne białka strukturalne odpowiedzialne za utrzymanie macierzy zewnątrzkomórkowej.

Proponowane mechanizmy obejmują zmiany aktywności czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF), czynnika wzrostu nerwów oraz pokrewnych sygnałów związanych z angiogenezą i organizacją tkanek. Badano również wpływ GHK-Cu na procesy oksydacyjne, w tym aktywność dysmutazy ponadtlenkowej, oraz na miejscowe reakcje naczyniowe.

Te wzajemnie powiązane mechanizmy stanowią biologiczne uzasadnienie zainteresowania peptydem. Wiele obserwacji pochodzi jednak z hodowli komórkowych lub doświadczeń na zwierzętach, a nie z rozstrzygających badań klinicznych [1].

Proliferacja keratynocytów, integryny i białko p63

Kang i współpracownicy badali kompleks GHK z miedzią w eksperymentach laboratoryjnych z udziałem keratynocytów, czyli komórek tworzących znaczną część zewnętrznej warstwy ochronnej skóry [2].

Zaobserwowano zwiększoną proliferację komórek oraz zmiany w białkach związanych z adhezją i odnową komórkową. W szczególności badacze opisali wzrost ekspresji integryn, jądrowego antygenu komórek proliferujących (PCNA) oraz białka p63, będącego markerem istotnym dla populacji komórek nabłonkowych.

Do oceny tych reakcji wykorzystano między innymi barwienia histologiczne, immunohistochemię i metodę Western blot.

Łącznie wyniki sugerują, że kompleks GHK z miedzią może wpływać na procesy komórkowe ważne dla regeneracji naskórka. Nie dowodzą jednak, że każdy preparat stosowany miejscowo wywołuje identyczną odpowiedź w nieuszkodzonej ludzkiej skórze [2].

Liposomalny GHK-Cu w komórkach naczyniowych i modelu oparzeń u myszy

W jednym z badań oceniono GHK-Cu zamknięty w liposomach o rozmiarach nanometrycznych, wykorzystując hodowle komórek naczyniowych oraz model oparzeń termicznych u myszy [3].

W ludzkich komórkach śródbłonka żyły pępowinowej (HUVECs) preparat liposomalny wiązał się ze wzrostem proliferacji komórek o 33,1%.

Wyniki cytometrii przepływowej wskazywały na zmianę rozkładu faz cyklu komórkowego: zwiększenie odsetka komórek w fazie G1 i zmniejszenie w fazie G2.

Badacze odnotowali również wyższe poziomy VEGF, czynnika wzrostu fibroblastów 2 (FGF-2), CDK4 i cykliny D1. Wyniki te były zgodne ze zmianami sygnalizacji odpowiedzialnej za rozwój naczyń i regulację cyklu komórkowego.

W eksperymentach dotyczących oparzeń u myszy formulacja liposomalna wiązała się z silniejszym barwieniem markerów CD31 i Ki67 oraz bardziej nasilonymi reakcjami angiogennymi niż wolny GHK-Cu.

Regenerację ran opisywano około 14. dnia po uszkodzeniu.

Wyniki mają znaczenie dla badań nad formulacjami, ponieważ systemy dostarczania mogą zmieniać sposób docierania substancji do tkanek. Nie można jednak automatycznie przenosić rezultatów uzyskanych dla liposomów na inne produkty zawierające GHK-Cu [3,4].

Kolagen, glikozaminoglikany i gromadzenie składników tkanki łącznej

W eksperymentach na szczurach oraz w hodowlach fibroblastów skóry szczurów oceniano, czy GHK-Cu wpływa na skład nowo powstającej tkanki w obrębie ran [5].

W doświadczeniach zwierzęcych opisywano wielokrotne wstrzyknięcia po 2 mg na podanie.

W leczonych ranach stwierdzano większą suchą masę tkanki i całkowitą zawartość białek, a także wzrost ilości kolagenu typu I i parametrów związanych z glikozaminoglikanami, takich jak hydroksyprolina i kwas uronowy.

Badacze obserwowali również zmiany dotyczące poszczególnych składników macierzy. W tkance ran zwiększała się ilość siarczanu chondroityny i siarczanu dermatanu, natomiast zawartość kwasu hialuronowego zmniejszała się w okresie obserwacji.

Wyniki sugerują selektywną regulację syntezy macierzy zewnątrzkomórkowej, a nie jednakowy wzrost wszystkich jej składników [5].

W szerszym przeglądzie omówiono zmiany związane z GHK w fibroblastach poddanych działaniu promieniowania, rekrutację komórek odpornościowych i śródbłonkowych oraz możliwe znaczenie dla skóry, mieszków włosowych i tkanek przewodu pokarmowego [6].

Analizowano również kosmetyczne punkty końcowe, takie jak tekstura skóry, elastyczność, drobne zmarszczki i widoczne oznaki fotostarzenia.

Są to jednak odrębne kategorie dowodów. Reakcje laboratoryjne pomagają wyjaśniać mechanizmy, natomiast wyniki kosmetyczne u ludzi wymagają odpowiednio kontrolowanych badań gotowych preparatów.

GHK-Cu w eksperymentalnych badaniach płuc

Włóknienie płuc wywołane bleomycyną

W kilku badaniach analizowano GHK lub GHK-Cu w mysich modelach włóknienia płuc.

W jednym z eksperymentów Ma i współpracownicy oceniali GHK-Cu po uszkodzeniu płuc wywołanym bleomycyną [7].

U zwierząt otrzymujących badany związek obserwowano zmniejszenie sygnałów zapalnych, stresu oksydacyjnego, gromadzenia kolagenu oraz biochemicznych cech związanych z włóknieniem.

Naukowcy analizowali również zmiany aktywności enzymów i szlaków regulacyjnych wpływających na przebudowę macierzy zewnątrzkomórkowej oraz zachowanie komórek nabłonkowych.

W powiązanym badaniu na myszach analizowano GHK w modelu włóknienia płuc wywołanego bleomycyną, koncentrując się na szlaku TGF-β1/Smad [8].

Zaobserwowano mniejsze pogrubienie tkanki śródmiąższowej, ograniczenie odkładania kolagenu oraz niższe poziomy markerów zapalnych i włóknienia.

Wyniki wskazywały również na zahamowanie przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego, czyli procesu, w którym komórki nabłonkowe nabywają cechy związane z przebudową tkanek.

Chociaż obserwacje te wskazują na biologicznie prawdopodobne mechanizmy, uszkodzenie płuc wywołane bleomycyną u myszy nie jest równoważne idiopatycznemu włóknieniu płuc u pacjentów [7,8].

Ostre uszkodzenie płuc i sygnalizacja zapalna

Park i współpracownicy badali GHK-Cu w modelu ostrego uszkodzenia płuc wywołanego lipopolisacharydem (LPS) [9].

W eksperymentach komórkowych ekspozycja na kompleks wiązała się z niższym poziomem reaktywnych form tlenu (ROS), większą aktywnością dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) oraz ograniczoną produkcją cytokin zapalnych.

W doświadczeniach na myszach opisano również mniejsze uszkodzenia tkanek i słabszą odpowiedź zapalną po eksperymentalnym wywołaniu uszkodzenia.

Obserwacje te uzasadniają dalsze badania nad szlakami oksydacyjnymi i zapalnymi w ostrym uszkodzeniu płuc.

Nie dowodzą jednak, że GHK-Cu leczy zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) u ludzi, którego przebieg kliniczny jest znacznie bardziej złożony [9].

Dym papierosowy, rozedma płuc i zaburzenia funkcji mięśni

W 12-tygodniowym modelu ekspozycji myszy na dym papierosowy oceniano, czy GHK-Cu zmienia cechy związane z rozedmą płuc [10].

W badaniu odnotowano mniejsze uszkodzenia strukturalne płuc, niższe poziomy cytokin zapalnych i markerów stresu oksydacyjnego oraz korzystniejszą równowagę między enzymami rozkładającymi tkanki a ich inhibitorami.

Dodatkowe eksperymenty na ludzkich komórkach płuc potwierdzały możliwość występowania działania antyoksydacyjnego w warunkach laboratoryjnych.

Odrębne badania dotyczyły zaburzeń funkcji mięśni szkieletowych towarzyszących ekspozycji na dym papierosowy [11].

W badanych komórkach i u myszy GHK-Cu wiązał się z niższymi wskaźnikami degradacji mięśni oraz zmianami w szlakach odpowiedzialnych za obronę antyoksydacyjną.

Badacze wskazali na rolę sirtuiny 1 (SIRT1), białka uczestniczącego w komórkowej odpowiedzi na stres.

Wyniki sugerują związek badawczy między uszkodzeniem mięśni wywołanym dymem a sygnalizacją zależną od SIRT1. Nie stanowią jednak dowodu na skuteczność GHK-Cu w leczeniu zaburzeń mięśniowych u osób z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP) [10,11].

Przebudowa dróg oddechowych w modelu związanym z astmą

W eksperymentalnym modelu wywołanym albuminą jaja kurzego (owalbuminą) badano wpływ GHK-Cu na przebudowę dróg oddechowych [12].

Opisywane wyniki obejmowały ograniczenie produkcji śluzu, zmniejszenie zmian strukturalnych dróg oddechowych oraz osłabienie sygnałów związanych z zapaleniem.

Jako istotny element obserwowanej odpowiedzi zaproponowano aktywację SIRT1 w komórkach nabłonka dróg oddechowych.

Ponieważ utrwalone ograniczenie przepływu powietrza w ciężkiej astmie rozwija się poprzez kilka nakładających się mechanizmów, model owalbuminowy pozwala wyjaśnić tylko część tego procesu.

Badanie dostarcza zatem dowodów przedklinicznych dotyczących sygnalizacji w drogach oddechowych, a nie potwierdzenia poprawy objawów lub funkcji płuc u pacjentów [12].

GHK-Cu a gojenie przeszczepu po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego

Fu i współpracownicy badali GHK-Cu u 72 szczurów po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego (ACL) [13].

Zwierzęta przydzielono do grup otrzymujących sól fizjologiczną lub preparaty GHK-Cu o stężeniach 0,3 mg/ml i 3 mg/ml.

Zgodnie z opisanym protokołem podawanie rozpoczynano w drugim tygodniu po operacji i kontynuowano raz w tygodniu przez cztery tygodnie.

Po sześciu tygodniach w grupach GHK-Cu stwierdzano mniejszą niestabilność stawu kolanowego niż u zwierząt otrzymujących sól fizjologiczną. Sugerowało to przejściową różnicę w stabilizacji przeszczepu.

Jednak w 12. tygodniu grupy nie różniły się już istotnie pod względem niestabilności, sztywności przeszczepu ani innych ocenianych parametrów mechanicznych.

Najważniejszy wniosek dotyczy więc ograniczonego w czasie charakteru obserwacji. Wczesna poprawa w tym modelu szczurzym nie przełożyła się na trwałą przewagę w późniejszej ocenie [13].

Badania kosmetyczne u ludzi: odnowa powierzchni skóry i markery kolagenu

W opublikowanym opisie przypadku przedstawiono 59-letniego mężczyznę, u którego zastosowano wieloskładnikową formulację kosmetyczną zawierającą kompleks GHK z miedzią, oligo-kwas hialuronowy, ekstrakt z różeńca górskiego, kwas traneksamowy i β-glukan [14].

Preparat dostarczano przy użyciu urządzenia Jet-M. Zabiegi wykonywano co tydzień przez trzy miesiące.

Fotografie kliniczne sugerowały zmiany tekstury skóry i zmarszczek w okolicy oczu.

W badaniu biopsyjnym wykazano silniejsze barwienie białek strukturalnych, w tym kolagenu IV, fibryliny-1, prokolagenu typu I i tropoelastyny.

U tego pacjenta nie zgłoszono działań niepożądanych.

Konstrukcja badania nie pozwala jednak określić udziału samego kompleksu GHK z miedzią, ponieważ jednocześnie zastosowano kilka składników oraz urządzenie do ich dostarczania.

Pojedynczy opis przypadku nie pozwala również ustalić ogólnego bezpieczeństwa ani skuteczności w większej populacji [14].

GHK-Cu a synteza glikozaminoglikanów w fibroblastach

Wegrowski i współpracownicy badali GHK-Cu w hodowlach fibroblastów, śledząc włączanie znakowanej radioaktywnie glukozaminy i siarczanów do glikozaminoglikanów [15].

Odpowiedź zależała od stężenia.

Największy wzrost obserwowano przy stężeniach około 10⁻⁹–10⁻⁸ M, natomiast wyższe stężenia prowadziły do wyników bardziej zbliżonych do wartości uzyskiwanych w komórkach kontrolnych.

Zmiany miały również charakter selektywny.

Ilość siarczanu dermatanu zwiększała się głównie w przestrzeni zewnątrzkomórkowej, natomiast siarczan heparanu wzrastał we frakcji związanej z komórkami.

Nie obserwowano odpowiadającego tym zmianom wzrostu syntezy kwasu hialuronowego.

Wyniki są istotne, ponieważ pokazują, że GHK-Cu nie pobudzał w jednakowym stopniu syntezy wszystkich glikozaminoglikanów [15].

GHK-Cu w szczurzym modelu komór gojenia ran

Maquart i współpracownicy wykorzystali wszczepiane komory z siatki ze stali nierdzewnej, aby stworzyć kontrolowane środowisko gojenia pod skórą szczurów [16].

Do komór wprowadzano sól fizjologiczną lub kompleks tripeptydu z miedzią.

Następnie badacze oznaczali suchą masę tkanki, zawartość DNA, całkowitą ilość białek, kolagen oraz składniki związane z glikozaminoglikanami.

W komorach otrzymujących GHK-Cu stwierdzano większe ilości kilku składników tkanki łącznej niż w grupie kontrolnej.

Wzrost ilości kolagenu był około dwukrotnie większy niż wzrost ilości białek niekolagenowych.

Zwiększało się również gromadzenie siarczanu dermatanu, natomiast poziom informacyjnego RNA dla TGF-β nie zmieniał się w sposób, jakiego można byłoby oczekiwać na podstawie prostego mechanizmu zależnego od jednego czynnika wzrostu.

Wyniki sugerują, że odkładanie składników macierzy może być regulowane przez kilka szlaków, a nie wyłącznie przez jednolite zwiększenie aktywności jednego sygnału [16].

GHK a uczenie się po deprywacji snu u myszy

Rosenfeld i współpracownicy badali, czy GHK wpływa na zdolność uczenia się u starzejących się myszy poddanych deprywacji snu [17].

W porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi otrzymującymi sól fizjologiczną grupa GHK wykazywała mniejsze pogorszenie wyników testów uczenia się opisanych w badaniu.

Badacze odnotowali również niższe poziomy białka chemotaktycznego monocytów 1 (MCP-1) i nitrotyrozyny w hipokampie.

Markery te są związane odpowiednio z sygnalizacją zapalną oraz stresem oksydacyjnym lub nitrozacyjnym.

Badanie dotyczyło GHK w modelu mysim. Nie powinno być interpretowane jako dowód, że produkt zawierający GHK-Cu zapobiega zaburzeniom pamięci związanym z niedoborem snu u ludzi.

Rozróżnienie między samym peptydem a jego kompleksem z miedzią ma szczególne znaczenie przy porównywaniu badań neurologicznych [17].

GHK w badaniach funkcji poznawczych związanych ze starzeniem

W badaniu obejmującym starsze myszy C57BL/6 oceniano donosowo podawany GHK przez około dwa miesiące [18].

W materiale źródłowym opisano eksperymentalną ilość 15 mg/kg dziennie.

Myszy otrzymujące GHK osiągały lepsze wyniki w testach uczenia przestrzennego lub orientacji niż zwierzęta kontrolne.

Obserwowano również niższe wartości parametrów związanych z neurozapaleniem i uszkodzeniem aksonów.

Badanie zostało przedstawione w dostarczonej bibliografii jako preprint opublikowany w serwisie bioRxiv.

Dlatego przed wyciąganiem mocnych wniosków należy szczególnie dokładnie ocenić status publikacji i zastosowaną metodologię.

Donosowa droga podania była elementem eksperymentu na zwierzętach, a nie zatwierdzoną metodą dostarczania substancji u ludzi ani zalecanym dawkowaniem [18].

GHK w modelach choroby Alzheimera

W innym preprincie naukowcy badali donosowo podawany GHK u transgenicznych myszy 5xFAD, wykorzystywanych do analizy wybranych cech choroby Alzheimera [19].

Eksperyment rozpoczęto, gdy zwierzęta miały około czterech miesięcy.

Opisany protokół obejmował 15 mg/kg trzy razy w tygodniu przez trzy miesiące.

Badacze przedstawili różnice w wynikach testów poznawczych, nagromadzeniu blaszek amyloidowych oraz markerach zapalnych w korze czołowej i hipokampie.

Wyniki mogą pomagać w formułowaniu hipotez dotyczących mechanizmów neurodegeneracji, ale nie potwierdzają zapobiegania chorobie Alzheimera ani jej leczenia u ludzi.

Model 5xFAD odzwierciedla tylko wybrane cechy choroby, a badaną substancją był GHK, niekoniecznie chemicznie scharakteryzowana formulacja GHK-Cu [19].

Badania ekspresji genów i stres oksydacyjny związany z miedzią

W przeglądzie danych dotyczących ekspresji genów omówiono możliwość wpływu GHK na grupy genów związanych z funkcjonowaniem układu nerwowego, naprawą komórkową, zapaleniem i starzeniem [20].

Autorzy wykorzystali między innymi dane Connectivity Map do analizy powiązań między peptydem a profilami ekspresji genów.

Wyniki obliczeniowe wskazują możliwe szlaki wymagające dalszych badań. Nie stanowią klinicznego dowodu, że GHK przywraca starzejącemu się ludzkiemu mózgowi młodszy stan biologiczny.

Inne przeglądy omawiały homeostazę miedzi, stres oksydacyjny, zapalenie i procesy epigenetyczne w kontekście degeneracji związanej z wiekiem [21].

Miedź jest niezbędna dla organizmu, ale przy zaburzonej regulacji może być szkodliwa. Zachowanie peptydu wiążącego miedź zależy więc od kontekstu chemicznego i biologicznego.

Twierdzenia dotyczące przywracania równowagi miedziowej lub zapobiegania pogorszeniu funkcji poznawczych wymagają bezpośrednich badań, a nie jedynie wnioskowania na podstawie markerów antyoksydacyjnych.

Agregacja białek wywołana metalami i uszkodzenia komórek

Min i współpracownicy badali GHK w układach laboratoryjnych poddanych działaniu miedzi lub cynku, analizując agregację białek i uszkodzenia komórek ośrodkowego układu nerwowego [22].

Eksperymenty sugerowały, że GHK może ograniczać niektóre reakcje agregacji i toksyczności związane z metalami.

W dostarczonym materiale omówiono również agregację albuminy surowicy bydlęcej oraz interakcje z udziałem parakwatu i miedzi.

Są to obserwacje mechanistyczne uzyskane in vitro.

Zdolność do wpływania na zachowanie białek w kontrolowanej mieszaninie eksperymentalnej nie jest równoznaczna z potwierdzoną możliwością zapobiegania chorobom neurodegeneracyjnym.

W organizmie znaczenie mają także transport, metabolizm i złożone interakcje tkankowe [22].

Matryce kolagenowe zawierające GHK w modelach ran cukrzycowych

Arul i współpracownicy opracowali materiał kolagenowy zawierający biotynylowany GHK, określany jako kolagen z wbudowanym peptydem (peptide-incorporated collagen, PIC), i ocenili go u szczurów z cukrzycą [23].

Badacze porównali ten materiał ze zwykłą folią kolagenową oraz ranami bez leczenia.

Oceniane parametry obejmowały zamykanie ran, zawartość kolagenu i kwasu uronowego, całkowitą ilość białek, DNA, tlenek azotu oraz wskaźniki antyoksydacyjne, takie jak glutation i kwas askorbinowy.

W grupie PIC obserwowano szybsze zamykanie ran i korzystniejsze parametry antyoksydacyjne niż w grupach porównawczych.

Badania histologiczne wskazywały na różnice w aktywności fibroblastów, odkładaniu kolagenu i organizacji rany.

Testy laboratoryjne sugerowały również, że materiał wspierał wzrost fibroblastów.

Należy podkreślić, że badano złożony biomateriał zawierający zmodyfikowany GHK, a nie wolny GHK-Cu bezpośrednio u ludzi [23].

Badania preparatów tripeptydu miedziowego u ludzi z owrzodzeniami stopy cukrzycowej

Mulder i współpracownicy badali miejscowy kompleks glicylo-L-histydylo-L-lizyny z miedzią, opisany w materiale źródłowym jako żel Iamin lub Lamin, u pacjentów z neuropatycznymi owrzodzeniami cukrzycowymi [24].

Uczestnicy otrzymywali również standardową opiekę nad ranami, obejmującą oczyszczanie, odciążanie, odpowiednie obuwie i edukację dotyczącą postępowania w cukrzycy.

Mediana zmniejszenia powierzchni ran wynosiła według źródła 98,5% w grupie aktywnego preparatu i 60,8% w grupie placebo.

Opisano również mniejszą liczbę zakażeń w grupie leczonej oraz szczególnie zauważalną odpowiedź w przypadku większych owrzodzeń.

Są to wyniki badań dotyczących gojenia ran u ludzi, jednak ich interpretacja zależy od projektu badania, charakterystyki uczestników i leczenia podstawowego stosowanego w obu grupach.

Nie dowodzą one, że inne, niezwiązane formulacje GHK-Cu osiągnęłyby porównywalne wyniki [24].

We wcześniejszym otwartym badaniu pilotażowym oceniano chelat GHK z miedzią oznaczony jako PC1020 w owrzodzeniach cukrzycowych [25].

W źródle opisano miejscowo podawane preparaty o stężeniach 0,03%, 0,3% i 3,0%, porównywane z solą fizjologiczną przez dwutygodniowy okres eksperymentalny.

W grupie 0,3% odnotowano większe zamykanie ran niż w grupie otrzymującej sól fizjologiczną.

Ponieważ badanie było niewielkie i miało charakter wstępny, wyniki należy traktować jako wczesny sygnał kliniczny wymagający potwierdzenia, a nie ustalony protokół leczenia [25].

GHK w eksperymentalnym krwotoku śródmózgowym

W szczurzym modelu krwotoku śródmózgowego oceniano wpływ GHK na uszkodzenia mózgu [26].

W materiale źródłowym opisano eksperymentalne ilości 5 i 10 µg/g.

Badacze odnotowali mniejszy obrzęk mózgu, korzystniejsze wyniki ocen neurologicznych, większą przeżywalność neuronów oraz zmiany markerów zapalnych i związanych z macierzą zewnątrzkomórkową.

Badanie wskazywało również na udział szlaku Akt/miR-146a-3p/AQP4.

Sugeruje to powiązanie sygnalizacji odpowiedzialnej za przeżywalność komórek z regulacją transportu wody po krwotoku.

Wyniki pochodzą z modelu zwierzęcego i towarzyszących mu badań mechanistycznych. Nie potwierdzają skuteczności GHK w leczeniu udaru krwotocznego u ludzi [26].

Miejscowy kompleks tripeptydu miedziowego w niedokrwiennych ranach u szczurów

Canapp i współpracownicy badali miejscowy kompleks tripeptydu miedziowego oznaczony jako żel Iamin 2% u 24 samców szczurów Sprague-Dawley z eksperymentalnie wywołanymi ranami niedokrwiennymi [27].

Grupy porównawcze otrzymywały samą bazę żelu lub nie otrzymywały leczenia.

Po 13 dniach zmniejszenie powierzchni ran wynosiło około 64,5% w grupie aktywnego preparatu, 45,6% w grupie otrzymującej bazę żelu i 28,2% w grupie bez leczenia.

Pomiary biopsyjne wskazywały również na niższe poziomy wybranych markerów zapalnych i związanych z degradacją tkanek w leczonych ranach.

Uwzględnienie grupy otrzymującej samą bazę preparatu ma znaczenie, ponieważ nośnik również może wpływać na warunki gojenia.

Mimo to szczurzy model niedokrwienia nie pozwala potwierdzić równoważnej skuteczności w ranach u ludzi [27].

Rekombinowany GHK a kardiotoksyczność wywołana miedzią u danio pręgowanego

Hsiao i współpracownicy uzyskali rekombinowane tripeptydy związane z GHK i badali ich interakcje z miedzią u larw danio pręgowanego [28].

U larw narażonych na miedź obecną w wodzie preparaty peptydowe wiązały się z mniejszą bradykardią i rzadszym występowaniem nieregularnych uderzeń serca.

W źródle opisano aktywność przy stężeniach już od 1 nM, bez porównywalnych zmian innych ocenianych parametrów sercowo-naczyniowych.

Badacze interpretowali wyniki w kontekście wiązania miedzi i ochrony przed toksycznością związaną z jej obecnością.

Jest to eksperymentalna obserwacja toksykologiczna w niewielkim modelu organizmu wodnego, a nie dowód, że GHK-Cu chroni ludzkie serce przed powszechnymi chorobami układu krążenia [28].

Badania włosów u ludzi: połączenie 5-ALA i GHK

Lee i współpracownicy oceniali formulację łączącą kwas 5-aminolewulinowy (5-ALA) i GHK, określaną jako ALAVAX, u 45 mężczyzn z łysieniem androgenowym [29].

Badanie trwało sześć miesięcy i porównywało różne stężenia preparatu z placebo.

Według źródła istotną poprawę liczby włosów stwierdzono w grupie otrzymującej preparat o średnim stężeniu, określonym jako 50 mg/ml, w porównaniu z grupą wyższego stężenia i placebo.

Uczestnicy zgłaszali również zadowolenie z zastosowanej interwencji, chociaż długość i grubość włosów nie różniły się istotnie między grupami.

W badaniu nie zgłoszono działań niepożądanych.

Ponieważ testowany preparat zawierał zarówno 5-ALA, jak i GHK, nie można wyodrębnić udziału samego GHK.

Wyników nie należy również przedstawiać jako dowodów dotyczących wyłącznie GHK-Cu [29].

GHK-Cu w kosmetycznych badaniach skóry: dowody u ludzi i ich ograniczenia

Przegląd z 2018 roku podsumował badania nad GHK-Cu i kosmetycznymi wskaźnikami starzenia się skóry [30].

W jednym z przytoczonych badań obserwowano 71 kobiet stosujących preparat do twarzy przez 12 tygodni. Opisano zmiany gęstości i grubości skóry, jej wiotkości, przejrzystości oraz drobnych zmarszczek.

Inne badanie, obejmujące 41 kobiet, dotyczyło kremu do okolic oczu stosowanego przez 12 tygodni.

Odnotowano poprawę wyglądu zmarszczek i parametrów gęstości skóry w porównaniu z wybranymi preparatami porównawczymi.

W przeglądzie omówiono także badanie produkcji kolagenu w skórze ud, w którym około 70% kobiet stosujących preparat GHK-Cu wykazywało wzrost parametrów związanych z kolagenem.

Przedstawiono również badania jędrności, nawilżenia i elastyczności skóry.

W odrębnym ośmiotygodniowym badaniu preparatu z nanolipidowym nośnikiem opisano zmniejszenie objętości i głębokości zmarszczek w porównaniu z serum kontrolnym i produktem Matrixyl 3000.

Wyniki mają znaczenie dla badań nad formulacjami kosmetycznymi, ale wymagają uwzględnienia kilku ograniczeń.

Przegląd łączy badania wykorzystujące różne preparaty, grupy porównawcze, populacje i metody pomiarowe.

Pozytywnego wyniku uzyskanego dla gotowego kremu nie można w całości przypisać GHK-Cu bez odpowiedniego badania kontrolowanego.

Podobnie poprawa parametrów zmarszczek lub grubości skóry nie potwierdza ogólnoustrojowego działania przeciwstarzeniowego [30].

Wnioski: co potwierdzają dostępne dowody?

GHK i GHK-Cu badano w wielu różnych układach eksperymentalnych.

Najczęściej powtarzające się mechanizmy dotyczą przebudowy macierzy zewnątrzkomórkowej, procesów związanych z kolagenem, aktywności keratynocytów i fibroblastów, angiogenezy oraz sygnalizacji zapalnej i oksydacyjnej.

W niewielkich badaniach z udziałem ludzi oceniano także konkretne preparaty miejscowe w przewlekłych ranach i kosmetycznych zastosowaniach dotyczących skóry.

Inne obszary, takie jak włóknienie płuc, neuropatologia cukrzycowa, krwotoczne uszkodzenie mózgu, modele choroby Alzheimera i toksyczność miedzi związana z funkcją serca, opierają się przede wszystkim na badaniach komórkowych lub zwierzęcych.

Część badań neurologicznych przytoczonych w źródle ma status preprintów, a w kilku eksperymentach wykorzystywano GHK bez potwierdzenia, że badana substancja jest równoważna GHK-Cu.

Preparaty wieloskładnikowe, nośniki liposomalne i zmodyfikowane peptydy wprowadzają dodatkowe różnice, których nie należy pomijać.

Łącznie badania dostarczają wartościowych hipotez dotyczących biologii peptydów wiążących miedź.

Szeroki zakres badanych mechanizmów nie powinien być jednak utożsamiany z równie silnymi dowodami klinicznymi dla wszystkich proponowanych zastosowań.

Przed przełożeniem wielu wyników eksperymentalnych na ustalone wnioski kliniczne konieczne są większe, dobrze kontrolowane badania z udziałem ludzi, dokładniejsza charakterystyka formulacji oraz ocena długoterminowego bezpieczeństwa.

Uwaga naukowa i redakcyjna: Artykuł przedstawia opublikowane i wstępne wyniki badań wyłącznie w celach edukacyjnych. Stężenia eksperymentalne, dawki stosowane u zwierząt i drogi podawania opisano jako elementy oryginalnych badań, a nie instrukcje stosowania u ludzi. Bibliografia pochodząca z materiału źródłowego nie została niezależnie zweryfikowana.

References

1. Pickart L. The human tri-peptide GHK and tissue remodeling. J Biomater Sci Polym Ed. 2008;19(8):969-88. doi: 10.1163/156856208784909435. PMID: 18644225. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18644225/
2. Kang YA, Choi HR, Na JI, Huh CH, Kim MJ, Youn SW, Kim KH, Park KC. Copper-GHK increases integrin expression and p63 positivity by keratinocytes. Arch Dermatol Res. 2009 Apr;301(4):301-6. doi: 10.1007/s00403-009-0942-x. Epub 2009 Mar 25. PMID: 19319546. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19319546/
3. Wang X, Liu B, Xu Q, Sun H, Shi M, Wang D, Guo M, Yu J, Zhao C, Feng B. GHK-Cu-liposomes accelerate scald wound healing in mice by promoting cell proliferation and angiogenesis. Wound Repair Regen. 2017 Apr;25(2):270-278. doi: 10.1111/wrr.12520. Epub 2017 Apr 27. PMID: 28370978. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28370978/
4. Siméon A, Monier F, Emonard H, Gillery P, Birembaut P, Hornebeck W, Maquart FX. Expression and activation of matrix metalloproteinases in wounds: modulation by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. J Invest Dermatol. 1999 Jun;112(6):957-64. doi: 10.1046/j.1523-1747.1999.00606.x. PMID: 10383745. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10383745/
5. Siméon A, Wegrowski Y, Bontemps Y, Maquart FX. Expression of glycosaminoglycans and small proteoglycans in wounds: modulation by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu(2+). J Invest Dermatol. 2000 Dec;115(6):962-8. doi: 10.1046/j.1523-1747.2000.00166.x. PMID: 11121126. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11121126/
6. Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. GHK Peptide as a Natural Modulator of Multiple Cellular Pathways in Skin Regeneration. Biomed Res Int. 2015;2015:648108. doi: 10.1155/2015/648108. Epub 2015 Jul 7. PMID: 26236730; PMCID: PMC4508379. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26236730/
7. Ma WH, Li M, Ma HF, Li W, Liu L, Yin Y, Zhou XM, Hou G. Protective effects of GHK-Cu in bleomycin-induced pulmonary fibrosis via anti-oxidative stress and anti-inflammation pathways. Life Sci. 2020 Jan 15;241:117139. doi: 10.1016/j.lfs.2019.117139. Epub 2019 Dec 4. PMID: 31809714. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31809714/
8. Zhou XM, Wang GL, Wang XB, Liu L, Zhang Q, Yin Y, Wang QY, Kang J, Hou G. GHK Peptide Inhibits Bleomycin-Induced Pulmonary Fibrosis in Mice by Suppressing TGFβ1/Smad-Mediated Epithelial-to-Mesenchymal Transition. Front Pharmacol. 2017 Dec 12;8:904. doi: 10.3389/fphar.2017.00904. PMID: 29311918; PMCID: PMC5733019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29311918/
9. Park JR, Lee H, Kim SI, Yang SR. The tri-peptide GHK-Cu complex ameliorates lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice. Oncotarget. 2016 Sep 6;7(36):58405-58417. doi: 10.18632/oncotarget.11168. PMID: 27517151; PMCID: PMC5295439. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27517151/
10. Zhang Q, Yan L, Lu J, Zhou X. Glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu²⁺attenuates cigarette smoke-induced pulmonary emphysema and inflammation by reducing oxidative stress pathway. Front Mol Biosci. 2022 Jul 22;9:925700. doi: 10.3389/fmolb.2022.925700. PMID: 35936787; PMCID: PMC9354777. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35936787/
11. Deng M, Zhang Q, Yan L, Bian Y, Li R, Gao J, Wang Y, Miao J, Li J, Zhou X, Hou G. Glycyl-l-histidyl-l-lysine-Cu²⁺rescues cigarette smoking-induced skeletal muscle dysfunction via a sirtuin 1-dependent pathway. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2023 Jun;14(3):1365-1380. doi: 10.1002/jcsm.13213. Epub 2023 Mar 10. PMID: 36905132; PMCID: PMC10235902. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36905132/
12. Zhang Q, Liu J, Deng MM, Tong R, Hou G. Relief of ovalbumin-induced airway remodeling by the glycyl-l-histidyl-l-lysine-Cu²⁺tripeptide complex via activation of SIRT1 in airway epithelial cells. Biomed Pharmacother. 2023 Aug;164:114936. doi: 10.1016/j.biopha.2023.114936. Epub 2023 May 29. PMID: 37257226. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37257226/
13. Fu SC, Cheuk YC, Chiu WY, Yung SH, Rolf CG, Chan KM. Tripeptide-copper complex GHK-Cu (II) transiently improved healing outcome in a rat model of ACL reconstruction. J Orthop Res. 2015 Jul;33(7):1024-33. doi: 10.1002/jor.22831. Epub 2015 Apr 10. PMID: 25731775. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25731775/
14. Byun SY, Chae JB, Na JI, Park KC. Significant improvement in crow’s feet after treatment with Jet-M and a mixed solution of copper-GHK, oligo-hyaluronic acid, rhodiolar extract, tranexamic acid, and β-glucan (GHR formulation). J Cosmet Laser Ther. 2016 Oct;18(5):293-5. doi: 10.3109/14764172.2016.1157367. Epub 2016 May 26. PMID: 27064823. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27064823/
15. Wegrowski Y, Maquart FX, Borel JP. Stimulation of sulfated glycosaminoglycan synthesis by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. Life Sci. 1992;51(13):1049-56. doi: 10.1016/0024-3205(92)90504-i. PMID: 1522753. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1522753/
16. Maquart FX, Bellon G, Chaqour B, Wegrowski J, Patt LM, Trachy RE, Monboisse JC, Chastang F, Birembaut P, Gillery P, et al. In vivo stimulation of connective tissue accumulation by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+ in rat experimental wounds. J Clin Invest. 1993 Nov;92(5):2368-76. doi: 10.1172/JCI116842. PMID: 8227353; PMCID: PMC288419. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8227353/
17. Rosenfeld M, Nickel K, Ladiges W. GHK peptide prevents sleep-deprived learning impairment in aging mice. Aging Pathobiol Ther. 2023;5(1):33-35. doi: 10.31491/apt.2023.03.109. Epub 2023 Mar 29. PMID: 37035833; PMCID: PMC10081520. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37035833/
18. Tucker M, Keely A, Park JY, Rosenfeld M, Wezeman J, Mangalindan R, Ratner D, Ladiges W. Intranasal GHK peptide enhances resilience to cognitive decline in aging mice. bioRxiv [Preprint]. 2023 Nov 17:2023.11.16.567423. doi: 10.1101/2023.11.16.567423. PMID: 38014118; PMCID: PMC10680828. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38014118/
19. Tucker M, Liao GY, Park JY, Rosenfeld M, Wezeman J, Mangalindan R, Ratner D, Darvas M, Ladiges W. Behavioral and neuropathological features of Alzheimer’s disease are attenuated in 5xFAD mice treated with intranasal GHK peptide. bioRxiv [Preprint]. 2023 Nov 21:2023.11.20.567908. doi: 10.1101/2023.11.20.567908. PMID: 38045355; PMCID: PMC10690187. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38045355/
20. Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. The Effect of the Human Peptide GHK on Gene Expression Relevant to Nervous System Function and Cognitive Decline. Brain Sci. 2017 Feb 15;7(2):20. doi: 10.3390/brainsci7020020. PMID: 28212278; PMCID: PMC5332963. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28212278/
21. Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. The human tripeptide GHK-Cu in prevention of oxidative stress and degenerative conditions of aging: implications for cognitive health. Oxid Med Cell Longev. 2012;2012:324832. doi: 10.1155/2012/324832. Epub 2012 May 10. PMID: 22666519; PMCID: PMC3359723. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22666519/
22. Min JH, Sarlus H, Harris RA. Glycyl-L-Histidyl-L-Lysine (GHK) Prevents Copper- and Zinc-Induced Protein Aggregation and CNS Cell Death in vitro. Metallomics. 2024 Apr 10:mfae019. doi: 10.1093/mtomcs/mfae019. Epub ahead of print. PMID: 38599632. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38599632/
23. Arul V, Kartha R, Jayakumar R. A therapeutic approach for diabetic wound healing using biotinylated GHK incorporated collagen matrices. Life Sci. 2007 Jan 2;80(4):275-84. doi: 10.1016/j.lfs.2006.09.018. Epub 2006 Sep 23. PMID: 17049946. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17049946/
24. Mulder GD, Patt LM, Sanders L, Rosenstock J, Altman MI, Hanley ME, Duncan GW. Enhanced healing of ulcers in patients with diabetes by topical treatment with glycyl-l-histidyl-l-lysine copper. Wound Repair Regen. 1994 Oct;2(4):259-69. doi: 10.1046/j.1524-475X.1994.20406.x. PMID: 17147644. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17147644/
25. Massey, P., Patt, L.M. and D’Aoust, J.C., 1998. The effect of glycyl-L-histidyl-L-lysine copper chelate on the healing of diabetic ulcers: a pilot study. Wounds, 4(1), pp.21-8. Link to study
26. Zhang H, Wang Y, Lian L, Zhang C, He Z. Glycine-Histidine-Lysine (GHK) Alleviates Astrocytes Injury of Intracerebral Hemorrhage via the Akt/miR-146a-3p/AQP4 Pathway. Front Neurosci. 2020 Oct 28;14:576389. doi: 10.3389/fnins.2020.576389. PMID: 33192260; PMCID: PMC7658812. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33192260/
27. Canapp SO Jr, Farese JP, Schultz GS, Gowda S, Ishak AM, Swaim SF, Vangilder J, Lee-Ambrose L, Martin FG. The effect of topical tripeptide-copper complex on healing of ischemic open wounds. Vet Surg. 2003 Nov-Dec;32(6):515-23. doi: 10.1111/j.1532-950x.2003.00515.x. PMID: 14648529. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14648529/
28. Hsiao CD, Wu HH, Malhotra N, Liu YC, Wu YH, Lin YN, Saputra F, Santoso F, Chen KH. Expression and Purification of Recombinant GHK Tripeptides Are Able to Protect against Acute Cardiotoxicity from Exposure to Waterborne-Copper in Zebrafish. Biomolecules. 2020 Aug 19;10(9):1202. doi: 10.3390/biom10091202. PMID: 32825031; PMCID: PMC7564529. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32825031/
29. Lee WJ, Sim HB, Jang YH, Lee SJ, Kim do W, Yim SH. Efficacy of a Complex of 5-Aminolevulinic Acid and Glycyl-Histidyl-Lysine Peptide on Hair Growth. Ann Dermatol. 2016 Aug;28(4):438-43. doi: 10.5021/ad.2016.28.4.438. Epub 2016 Jul 26. PMID: 27489425; PMCID: PMC4969472. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27489425/
30. Pickart, L. and Margolina, A., 2018. Regenerative and protective actions of the GHK-Cu peptide in the light of the new gene data. International journal of molecular sciences, 19(7), p.1987. https://www.mdpi.com/1422-0067/19/7/1987