Verkningsmekanism för DSIP: halveringstid, kortisol, struktur och fosfo-DSIP

Delta sleep-inducing peptide (DSIP), även känd som emideltide, verkar påverka flera neuronal- och neuroendokrina system istället för att verka via en enda bekräftad receptor. Dess exakta verkningsmekanism är dock fortfarande oklar, och merparten av data om dess biologiska vägar kommer från djur-, vävnads- eller cellstudier.

DSIP är en peptid bestående av nio aminosyror, som först identifierades i experiment som involverade venblod från kaninhjärnor som samlades in i samband med sömn. Dess namn antyder att den fungerar som en specifik sömnsignal. Senare studier har dock kopplat samman DSIP med stressreaktioner, utsöndring av hypofyshormoner, cirkadisk aktivitet, GABA- och glutamatsignalering, monoaminer samt processer relaterade till det opioida systemet. Dessa resultat har lett till flera möjliga mekanistiska förklaringar, men ingen av dem ger en fullständig och kliniskt bekräftad bild av DSIP:s verkan hos människa [1–4].

Osäkerheten sträcker sig längre än saknade detaljer om mekanismen. Forskare har inte identifierat någon unik DSIP-receptor med hög affinitet, någon konventionell prekursorgen som entydigt ansvarar för produktionen av den fria nonapeptiden, eller något konsekvent samband mellan en specifik koncentration i blodet och en specifik effekt hos människor. Mätningar som beskrivs som „DSIP-liknande immunoreaktivitet” kan också detektera en peptid som är bunden till större molekyler eller material med liknande struktur, snarare än enbart fri, intakt DSIP. Av denna anledning är det viktigt att skilja mellan kemisk identitet, direkt uppmätta experimentella effekter, neuroendokrina observationer hos människor och bredare mekanistiska hypoteser.

Hur fungerar DSIP?

Den mest välgrundade tolkningen förutsätter att DSIP kan fungera som en kontextberoende neuromodulator. En neuromodulator behöver inte aktivera en enda receptor och framkalla ett enda förutsägbart svar. Den kan däremot modifiera det sätt på vilket neurala kretsar reagerar på befintliga hämmande, exciterande, hormonella och dygnsrytmiska signaler. En sådan förklaring stämmer bättre överens med tillgänglig litteratur än att beskriva DSIP som ett konventionellt sömnmedel.

I experimentella studier har DSIP kopplats till förändringar i neuronal aktivitet, GABA-aktiverade strömmar, glutamaterg och NMDA-signalering, monoaminaktivitet, frisättning av hypofyshormoner, uttryck av stressrelaterade gener samt cirkadisk lokomotorisk aktivitet [3–9]. Riktningen och intensiteten av dessa effekter beror ofta på art, dos, administreringsväg, tid på dygnet, basala stresstoner samt det specifika hjärnområdet eller den experimentella modell som studeras. Äldre studier har också beskrivit icke-linjära dos-respons-samband eller klockformade/omvänt klockformade kurvor. I dessa experiment framkallade en medelstor dos ibland en effekt, medan lägre och högre doser inte gjorde det [3,10].

Dessa observationer pekar inte ut ett enda molekylärt mål. Det finns inga etablerade bevis för att DSIP fungerar som en direkt agonist eller antagonist till en specifik „DSIP-receptor”. Påståenden om att DSIP enbart verkar via GABA, serotonin, dopamin, NMDA-receptorer, sänkning av kortisol eller det opioida systemet går därför utöver tillgängliga data. Var och en av dessa vägar representerar en experimentell observation eller en föreslagen indirekt mekanism, snarare än en fullständig förklaring av DSIP:s verkan hos människor.

Aminosyrasekvens och molekylär struktur för DSIP

DSIP är en nonapeptid, vilket innebär att den består the nio aminosyrarester sammankopplade med peptidbindningar. Den fastställda sekvensen för den fria peptiden är:

• H–Trp–Ala–Gly–Gly–Asp–Ala–Ser–Gly–Glu–OH

Den enbokstaviga sekvenskoden är:

• WAGGDASGE

N-änden börjar med tryptofan, medan C-änden slutar med glutaminsyra. Serin finns på position 7 och är särskilt viktig när det gäller fosfo-DSIP, eftersom dess hydroxylsidokedja kan fosforyleras. De ursprungliga sekvensstudierna visade också att strukturella detaljer kan påverka aktiviteten. Syntetiskt DSIP ökade delta- och sömnspindelaktiviteten i EEG i en kaninmodell, medan de studerade fragmenten, analogerna med modifierad sekvens och beta-aspartylisomeren uppvisade lägre aktivitet eller förblev inaktiva under samma experimentella förhållanden [1]. Detta visar på struktur–aktivitetssambandet i den ursprungliga djurstudien, men bekräftar inte att det finns en specifik mänsklig DSIP-receptor.

För den omodifierade fria DSIP anger PubChem den molekylära formeln C35H48N10O15, en ungefärlig molekylmassa på 848,8 g/mol samt PubChem Compound ID 68816 [14]. CAS-numret 62568-57-4 tillskrivs allmänt emideltid eller fri DSIP. Ett CAS-nummer, ett identifieringsnummer i en kemisk databas eller ett internationellt icke-proprietärt namn identifierar dock en specifik kemisk substans. De bekräftar inte regulatoriskt godkännande, klinisk effekt, renhet eller ekvivalens mellan fri DSIP och dess saltform.

Textdiagram över strukturen

Strukturen för peptiden DSIP kan presenteras utan att man antyder att den har en enda fast, biologiskt aktiv tredimensionell konformation:

Ett platt sekvensdiagram är mer vetenskapligt lämpligt än att representera en enda polerad „molekylmodell” som den biologiskt aktiva DSIP-formen. Korta peptider förekommer i lösning som dynamiska uppsättningar av olika konformationer. Deras konformationsbeteende kan förändras beroende på pH, jonstyrka, lösningsmedel, membran, bindningspartner, fosforylering och koncentration. Ingen slutgiltig struktur för receptorbundet DSIP har fastställts som bekräftar en enda aktiv tredimensionell konformation.

Den angivna molekylvikten kräver också lämpligt sammanhang. Värdet på cirka 848,8 g/mol avser den neutrala, omodifierade peptiden som representeras av formeln C35H48N10O15. Acetatsalter, hydratiserade former, motjoner, fosforylering, isotopmärkning och andra modifieringar kan förändra molekylformeln eller den uppmätta molekylvikten. Mängden i milligram som anges på en kommersiell flaska bekräftar inte den exakta kemiska formen eller mängden intakt, aktiv peptid som finns i den.

Föreslagna neurala och neuroendokrina mekanismer

Forskning om DSIP omfattar flera nivåer av biologisk organisation, från elektriska svar hos isolerade neuroner till stressreaktioner hos hela djur. Dessa olika nivåer bör inte slås ihop till en enda väg. Ett elektrofysiologiskt experiment kan visa att DSIP modifierar neuronala svar under kontrollerade förhållanden, men det kan inte enbart bekräfta att samma mekanism framkallar sömn, sänker kortisol eller förbättrar det kliniska tillståndet.

Ett av de huvudsakliga områdena för mekanistisk forskning rör balansen mellan hämmande och aexciterande signalering. I hippokampus- och lillhjärnsneuron hos råttor förstärkte DSIP, på ett dosberoende sätt, strömmar som aktiveras av GABA, den huvudsakliga hämmande signalsubstansen i hjärnan. I preparat från barken och hippokampus blockerade DSIP dessutom den NMDA-aktiverade potentieringen. Experiment med synaptosomer från hjärnbarken antydde ytterligare en modulering av det presynaptiska kalciumupptaget kopplat till NMDA [6]. I separata experiment på råttneuron fann man att DSIP minskade de excitatoriska effekterna som utlöses av glutamat [7]. Sammantaget stöder dessa resultat en möjlighet till förskjutning mot lägre neuronal excitabilitet. De visar dock inte att DSIP binder direkt till GABA-A- eller NMDA-receptorer vid koncentrationer som kan uppnås hos människor.

Forskning om krampanfall och stress hos djur stämmer i stort sett överens med denna modell för balansen mellan hämning och excitation. Under förhöjt syretryck förknippades administrering av DSIP till råttor med högre koncentrationer av GABA och homokarnosin i hjärnbarken samt lägre koncentrationer av glutamat och aspartat [15]. Detta var en biokemisk upptäckt som härrörde från en specialiserad djurmodell för krampanfall. Den kan inte direkt översättas till påståenden om att DSIP är ett GABA-ergiskt läkemedel, en NMDA-antagonist eller ett kramplösande medel för människor.

Man studerade även de monoaminerga mekanismerna. I ett experiment rörande termoreglering hos råttor modifierades effekten av DSIP på temperaturförändringar utlösta av en serotoninagonist av farmakologisk blockad. Forskarna föreslog därför en möjlig inblandning av den mekanism som är kopplad till 5-HT1A-receptorn [8]. DSIP och fosforylerat DSIP förändrade också den hypotermi som utlöstes av apomorfin, medan haloperidol antagoniserade båda effekterna. Detta antydde ett samband med dopaminerg signalering i denna specifika termoregleringsmodell [9]. Dessa studier visar att specifika djurreaktioner är beroende av vissa banor, men de bekräftar inte att DSIP är en agonist till serotonin- eller dopaminreceptorer.

Den endogena biologin hos DSIP förblir särskilt oklar. DSIP-liknande immunoreaktivitet har upptäckts i hjärnan, hypofysen, perifer vävnad, plasma, cerebrospinalvätska, urin och mjölk. En del av detta immunoreaktiva material verkar vara bundet till större molekyler. Antikroppsbaserade metoder kan inte alltid skilja intakt fritt DSIP från bundet peptid, prekursorsliknande material eller korsreagerande sekvenser. I översikter har därför DSIP beskrivits som ett ofullständigt förstått peptidesystem snarare än ett fullständigt karaktäriserat hormon med en specifik gen, receptor, syntesväg och återkopplingsmekanism [2–4].

DSIP, ACTH och kortisol

DSIP har studerats som en potentiell regulator av hypotalamus-hypofys-binjureaxeln, allmänt känd som HPA-axeln. I den klassiska stressresponsvägen frisätter hypotalamus corticotropin-releasing hormone (CRH). CRH stimulerar hypofysen att utsöndra adrenokortikotropt hormon (ACTH), och ACTH stimulerar sedan binjurebarken att producera kortisol hos människor eller huvudsakligen kortikosteron hos råttor. Resultat relaterade till DSIP har observerats vid flera steg i detta system, men de bekräftar inte att DSIP är ett ämne som tillförlitligt sänker kortisolnivåerna.

En liten klinisk studie undersökte ACTH- och argininvasopressinsvar hos friska män. DSIP administrerades via infusion till åtta deltagare under en del av protokollet, medan ytterligare sju deltagare inkluderades under andra tidsförhållanden. DSIP sänkte avsevärt koncentrationen av ACTH i blodet, men påverkade inte den basala koncentrationen av vasopressin eller dess svar på osmotiska och ortostatiska stimuli [11]. Detta är direkta neuroendokrina bevis från en studie på människor. Experimentet var dock litet och till sin natur fysiologiskt. Det visade ingen terapeutisk effekt på kortisol, långsiktiga fördelar, klinisk effekt eller säkerheten för moderna subkutana eller intranasala DSIP-produkter.

I en annan studie på människor användes ett CRH-stimuleringstest på 12 personer med egen depression och 12 matchade kontrollpersoner. De basala nivåerna av DSIP och kortisol var korrelerade med varandra och högre hos deltagarna med depression. DSIP-svaren efter administrering av CRH skiljde sig också åt mellan de båda grupperna. Forskarna ansåg att dessa resultat stämde överens med en möjlig modulerande roll för DSIP vid reglering av HPA-axeln [12]. Eftersom detta dock var en biomarkör- och stimulussvarsstudie visar den inte att administrering av DSIP sänker kortisolnivåerna eller behandlar depression.

Djurdata är på liknande sätt beroende av de experimentella förhållandena. Hos råttor som utsattes för långvarig immobiliseringsstress ökade nivåerna av ACTH, kortikosteron och beta-endorfin. Administrering av DSIP minskade delvis ökningen av kortikosteron, men ledde inte till en enkel hämning av alla uppmätta hormoner [13]. Andra experiment antydde att DSIP:s neuronala effekter berodde på de basala kortikosteroidkoncentrationerna och blev tydligare under stressrelaterade förhållanden. Ett sådant mönster är mer förenligt med en tillståndsberoende modulering än med en universell mekanism för kortisolhämning.

Av denna anledning är påståendet „DSIP sänker kortisol” alltför kategoriskt. En mer precis slutsats är att begränsade data från studier på människor och djur tyder på att DSIP interagerar med reglerringen av HPA-axeln, inklusive ACTH- och kortikosteroidsvar, men det finns inget validerat kliniskt protokoll som visar en förutsägbar sänkning av kortisol. Kortisol styrs dessutom av en stark dygnsrytm och beror på sjukdomar, sömnbrist, matintag, fysisk aktivitet, läkemedel samt provtagningsförhållanden. En enskild kortisolmätning krä därför ett lämpligt sammanhang.

DSIP och sömnreglerande banor

DSIP har fått sitt namn baserat på den observerade experimentella fenotypen snarare än upptäckten av en specifik receptorväg. I ursprungliga experiment på kaniner användes material som samlats in under elektriskt framkallad sömn, och det visade sig att den isolerade och därefter syntetiskt framställda nonapeptiden ökade delta- och sömnspindelaktivitet i EEG efter intrakentrikulär administrering [1]. Senare experiment gav blandade resultat beroende på art, administreringsväg, dos och behandlingsschema. Denna inkonsekvens är en av anledningarna till att DSIP:s föreslagna roll som en universell endogen sömnfaktor är föremål för diskussion [2–4].

Flera mekanismer skulle potentiellt kunna koppla samman DSIP med sömnreglering. En ökning av GABA-associerad hämning i kombination med en minskning av glutamat- och NMDA-associerad excitation skulle kunna begränsa neuronal excitation i vissa kretsar [6,7]. Förändringar i serotoninerg och dopaminerg aktivitet skulle kunna påverka övergångarna mellan sömn och vakenhet, termoreglering och cirkadiska beteenden [8–10]. Modulering av HPA-axeln skulle indirekt kunna påverka sömnen under förhållanden med ökad aktivitet i stressystemet [11–13]. Ingen av dessa vägar har dock fastställts som den primära mekanismen som ansvarar för DSIP:s upprepade effekter på sömnen hos människor.

Djurstudier tyder också på att administreringstid och exponeringsmönster kan påverka svaret. Upprepad administrering förändrade den dygnsbundna lokomotoriska aktiviteten under konstant ljus, där nativt DSIP och P-DSIP framkallade olika mönster [10]. I sömnstudier på råttor ökade den fosforylerade analogen både långsamvågssömn och paradoxal sömn efter central administrering, även om intervallet för effektiva doser var olinjärt [16,17]. Dessa resultat kan bidra till att generera hypoteser om dygnsrytmens reglering och sömnarkitekturen, men de bevisar inte att perifer administrering hos människor leder till att samma hjärnområden nås eller framkallar samma effekter.

Människoförsök om sömnlöshet har inte konsekvent visat några starka effekter. I vissa mindre experiment har förändringar av sömnrelaterade parametrar noterats, men kontrollerade studier har i allmänhet visat svaga, variabla eller kliniskt begränsade fördelar. Även om DSIP skulle modifiera neurala banor som är förknippade med hämning, stress eller dygnsrytm, har därför mekanistiska resultat inte översatts till en etablerad behandlingsmetod för sömnlöshet.

Vad är känt om halveringstiden för DSIP?

En väl bekräftad elimineringshalveringstid för DSIP hos människa har inte fastställts, vilket skulle göra det möjligt att tillförlitligt bestämma klinisk verkningstid, ackumulering eller doseringsfrekvens.

Det ofta citerade värdet på cirka 15 minuter kommer från experiment om proteolytisk nedbrytning utförda på hjärnsnitt eller hjärnhomogenat. I dessa försök var den uppmätta slutpunkten avlägsnandet av N-terminalt tryptofan [3]. Detta är ett mått på nedbrytning i vävnad in vitro, snarare än ett samtida mått på farmakokinetisk halveringstid efter intravenös administrering till människa.

Tidigare studier med homogenat från råttans hjärna visar samma skillnad. Efter 7,5 minuters inkubation med 2,5% hjärnhomogenat frigjordes cirka 30% N-terminalt tryptofan DSIP. Nedbrytningshastigheten varierade beroende på försöksförhållanden och utvecklingsålder [5]. Ett sådant test visar känsligheten för enzymatisk nedbrytning. Det mäter inte direkt absorption, distribution, plasmaklarens, vävnadsbindning, renal utsöndring eller verkningstid i en levande människokropp.

Inkubationsstudier med blod visade på samma sätt att DSIP-nedbrytningen var beroende av tid, temperatur och art. Nativt DSIP försvann relativt snabbt i preparat av människo- eller råttblod, vilket bildade produkter som överensstämde med avlägsnandet av N-terminalt tryptofan. Fosforylerade eller N-terminalt modifierade märkta analoger degraderades långsammare och bildade komplex eller aggregat som potentiellt kunde förlänga den skenbara närvaron av intakt material [18]. Detta var biostabilitetsstudier och inte validerade farmakokinetiska studier på människor.

Denna skillnad förklarar varför termerna „halveringstid” och „effektens varaktighet” inte bör användas om vartannat. En peptid kan snabbt försvinna från den fria cirkulerande fraktionen i plazman samtidigt som den sätter igång nedströmsignalering som varar mycket längre. Å andra sidan kan immunreaktivt material förbli detekterbart eftersom det är bundet till en bärarmolekyl eller eftersom mätningen omfattar besläktade fragment, trots att dessa inte är biologiskt ekvivalenta med det intakta, fria DSIP.

De publicerade uppgifterna ger inte tillförlitliga värden för den terminala halveringstiden, biotillgängligheten, distributionsvolymen, clearance eller exponeringen hos människa efter intranasal eller subkutan administrering.

Metabolism, nedbrytning och farmakokinetisk osäkerhet

Den N-terminala tryptofanen verkar utgöra ett viktigt tidigt klyvningsställe i flera experiment som rör nedbrytning av DSIP. Peptidaser som finns i vävnader och blod kan sekventiellt avlägsna rester eller klyva peptidbindningar, vilket bildar fragment som kan vara inaktiva, uppvisa annan aktivitet eller fortfarande förbli detekterbara med specifika analytiska metoder. Den uppmätta nedbrytningshastigheten kan påverkas av temperatur, pH, enzymkoncentration, art, biologisk matris och peptidmodifiering [3,5,18].

Proteininbindning och aggregation komplicerar tolkningen ytterligare. Tidigare studier har antytt att endogen DSIP-liknande immunoreaktivitet kan vara bunden till större bärarproteiner, vilket potentiellt skyddar peptiden från snabb proteolytisk nedbrytning [3]. Modifierade analoger uppvisade också komplextbildning samt långsammare nedbrytning in vitro [18]. Följaktligen kan ett test som mäter den totala immunoreaktiviteten ge ett annat resultat än en analytisk metod som specifikt mäter intakt, fri DSIP.

Studier av blod-hjärnbarriären på djur och in vitro-modeller av endotelceller har tytt på en viss grad av DSIP-passage. Transportresultaten anger dock inte hur stor del av en modern nasal eller injicerad produkt som når de neuronala målen hos människor. Den administrationsberoende absorptionen, slemhinnesmetabolismen, den perifera bindningen, njurelimineringen och den lokala vävnadsnedbrytningen är otillräckligt karaktäriserade. Påståenden om att nasal DSIP helt „omgår” nedbrytning eller levererar en specifik del av substansen direkt till hjärnan stöds inte av adekvata farmakokinetiska studier.

Dessa farmakokinetiska osäkerheter förhindrar också vetenskapligt tillförlitlig omräkning av exponering mellan intravenös, subkutan, intranasal och oral administrering. Identiska mängder som ges via olika vägar leder inte nödvändigtvis till ekvivalenta blodkoncentrationer eller hjärnexponering. Litteraturen ger därför inte stöd för att motivera ett kliniskt doseringsschema baserat på den ungefär 15 minuter långa nedbrytning som observerats in vitro.

Vad är fosfo-DSIP eller P-DSIP?

Fosfo-DSIP, även känt som P-DSIP eller DSIP-P, är en fosforylerad form av DSIP där serinresten på position 7 innehåller en fosfatgrupp.

Fosforylering inför en extra negativt laddad kemisk grupp och kan förändra peptidens konformitet, känslighet för enzymer, bindningsegenskaper, aggregation och biologiska beteende. P-DSIP bör därför inte betraktas enbart som ett annat namn för det nativa DSIP.

Immunokemiska analyser identifierade en DSIP-liknande form fosforylerad på Ser7. Ett in vitro-enzymexperiment visade också att kaseinkinas II kan fosforylera DSIP med användning av ATP eller GTP som fosfatdonator. Under dessa förhållanden var den skenbara substrataffiniteten låg, och forskarna beskrev DSIP som ett potentiellt in vitro-substrat utan att peka ut det ansvariga enzymet för fosforylering i den levande människokroppen [19]. Att visa att ett enzym kan fosforylera DSIP i ett laboratoriesystem bevisar inte att samma reaktion utgör dess naturliga biosyntesväg i människokroppen.

Fosforylering förändrar också molekylvikten. Tillsatsen av en fosfatgrupp ökar peptidens massa med cirka 80 Da. Den förväntade molekylvikten för enkelphosphorylerad P-DSIP är därför cirka 928,8 Da, beroende på jonisering och saltform. Detta är ett beräknat kemiskt värde och inte ett analytiskt resultat för en specifik produktparti.

Nativ DSIP vs. fosforylerade analoger

Inbyggt DSIP och P-DSIP uppförde sig olika i djurförsök och in vitro-experiment.

Hos fritt rörliga råttor ökade en kontinuerlig, tio timmar lång intraventrikulär infusion av 0,5 nmol P-DSIP under natten den långvågiga sömnen med 22% och den paradoxala sömnen med 81%. Ökningen berodde på ett större antal sömnepisoder, medan både högre och lägre testade doser visade sig vara verkningslösa. I just detta test uppskattade forskarna att P-DSIP var ungefär fem gånger starkare än naturligt förekommande DSIP [16].

I ett annat experiment på råttor administrerades P-DSIP till hjärnans tredje kammare före mörkerperioden. Vid en dos på 200 pmol/kg ökade P-DSIP den långvågiga sömnen med 17,3% och den paradoxala sömnen med 32,3% under mörkerperioden som följde efter administreringen, utan att sömnlatensen förkortades. Effekten på långvågssömnen kvarstod under den efterföljande dagsperioden, varefter värdena återgick till kontrollnivån den andra dagen [17]. Detta var djurstudier där man använde central administrering. Dessa studier utfördes inte på människor och fastställer inte något protokoll för intranasal eller subkutan administrering.

P-DSIP betedde sig inte heller som en konsekvent mer långverkande form i alla experimentella modeller. I experimentet med apomorfininducerad hypotermi uppträdde och försvann effekten av P-DSIP snabbare än effekten av nativt DSIP [9]. I studier av inkubation med blod uppvisade däremot märkta fosforylerade analoger långsammare nedbrytning och bildning av komplex [18].

Dessa skiljaktiga resultat visar varför effektens varaktighet beror på vad som exakt mäts. Kemisk stabilitet i en biologisk matris, receptorrelaterad fysiologi, beteende och sömnarkitektur kan följa olika tidsramar.

Vilka påståenden om mekanismen är bekräftade och vilka är hypotetiska?

Till de bäst bekräftade kemiska fynden hör den nio aminosyror långa DSIP-sekvensen, den approximativa molekylformeln och massan för den fria peptiden samt lokaliseringen av fosforyleringsstället Ser7 [1,14,19].

Experimentella data visar också att DSIP kan brytas ned i hjärn- och blodpreparat, att P-DSIP kan bete sig annorlunda än nativt DSIP, och att DSIP kan modifiera parametrar relaterade till GABA, glutamat, NMDA, monoaminer och det neuroendokrina systemet i utvalda experimentella modeller [5–13,16–19].

Lika viktiga är osäkerhetsfaktorerna.

Ingen unik DSIP-receptor har fastställts. Ingen enskild intracellulär signalväg förklarar alla rapporterade effekter av DSIP. Det ofta citerade värdet på 15 minuter är inte en fastställd elimineringshalveringstid hos människa. Ingen förutsägbar kortizolsänkande effekt har påvisats. Det är också okänt om de observerade effekterna på GABA eller NMDA förklarar sömnreaktionerna hos människor.

På samma sätt bekräftar inte högre P-DSIP-aktivitet i utvalda djurförsök dess överlägsenhet hos människor. Detektion av DSIP-liknande immunoreaktivitet behöver inte heller indikera koncentrationen av intakt, fritt DSIP.

Begränsningar för verkningsmekanismens data

En betydande del av litteraturen om DSIP kommer från perioden mellan 1970- och 1990-talet. Många av dessa experiment använde metoder som utformats för att besvara betydligt smalare frågor än modern receptorfarmakologi, proteomik, masspektrometri-baserad farmakokinetik eller kontrollerade kliniska prövningar.

Många resultat baseras på intracerebroventrikulär administrering, isolerade neuroner, vävnadshomogenat, synaptosomer, radioimmunologiska tester eller specialiserade djurmodeller kopplade till stress och termoreglering.

Resultaten varierar också beroende på art, administreringsväg, dos, tid och utgångsvillkor för det fysiologiska tillståndet. Icke-linjära dos-respons-samband försvårar i synnerhet bred extrapolering.

Antikroppsbaserade mätningar av DSIP-liknande material kan också misslyckas med att konsekvent skilja mellan intakt fritt peptid, större bundna former och korsreagerande molekyler.

Mekanistiska resultat förblir därför värdefulla för att generera och testa forskningshypoteser, men de kan inte fastställa en effektiv dos för människor, behandlingsschema, klinisk nytta eller säkerhetsprofil.

Vanliga frågor om DSIP-mekanismen

Vad är verkningsmekanismen för DSIP?

DSIP verkar påverka hämmande, exciterande, monoaminerga, cirkadianska och HPA-axelrelaterade processer, men ingen enskild receptor eller enhetlig verkningsmekanism har bekräftats.

De mest direkta uppgifterna om banor kommer från studier av neuroneffekter och djurvävnad samt små neuroendokrina studier, snarare än från entydiga receptorstudier på människor.

Hur fungerar DSIP-peptiden på sömnen?

Potentiella sömnrelaterade mekanismer innefattar ökad GABA-erg hämning, begränsning av glutamat- och NMDA-associerad excitation, förändringar i monoaminerg signalering, modulering av dygnsrytmen samt förändringar i stressaxelns aktivitet under specifika förhållanden [6–13].

Ingen av dessa mekanismer har fastställts som den primära vägen som ansvarar för att påverka sömnen hos människor, och de kliniska resultaten gällande sömn har varit inkonsistenta.

Binder DSIP till GABA-receptorer?

DSIP förstärkte GABA-aktiverade strömmar i hippocampus- och lillhjärnsneuron hos råttor [6].

Detta resultat bevisar dock inte att DSIP binder direkt till ett visst GABA-receptorställe. Det bekräftar inte heller att DSIP verkar som bensodiazepiner eller andra GABA-ergiska läkemedel.

Påverkar DSIP glutaminat eller NMDA-receptorer?

Experiment med neuroner och synaptosomer från råtta visade förändringar beträffande glutamatberoende excitation, NMDA-relaterad potentiering och kalciumupptag [6,7].

Dessa prekliniska observationer stöder möjligheten att modulera excitatorisk signalering, men bekräftar inte någon kliniskt användbar NMDA-blockerande effekt hos människor.

Sänker DSIP kortisol?

Inte på ett förutsägbart sätt baserat på nuvarande bevis.

Små studier på människor och stressförsök på djur tyder på att DSIP kan påverka regleringen av ACTH, kortisol eller kortikosteron. Dessa studier stöder dock inte DSIP som en tillförlitlig metod för att sänka kortisolnivåerna [11–13].

Vilken är halveringstiden för DSIP-peptiden?

En validerad halveringstid för DSIP i humant plasma har inte fastställts.

Det ofta citerade värdet på cirka 15 minuter kommer från studier av proteolytisk eliminering av tryptofan i hjärnsnitt eller homogenat, snarare än från mätningar av farmakokinetisk elimination av DSIP hos människa [3].

Varför kan effekten av DSIP pågå längre än dess nedbrytningstid?

En peptid kan utlösa vidare neuronal- eller hormonsystemsprocesser som fortgår efter att den ursprungliga molekylen har brutits ned eller avlägsnats.

Bindning till större molekyler, distribution till vävnader, korsreaktivitet i tester samt förekomsten av mätbara eller biologiskt aktiva fragment kan också orsaka skillnader mellan uppmätt DSIP-liknande immunoreaktivitet och den faktiska koncentrationen av intakt, fritt DSIP.

Vad är molekylvikten för DSIP?

Omodifierad fri peptid har en ungefärlig molekylvikt på 848,8 g/mol och molekylformeln C35H48N10O15 [14].

Saltformer, motjoner, hydrering, isotopmärkning eller fosforylering kan förändra molekylformeln eller den uppmätta massan.

Vad är CAS-numret för DSIP?

CAS-nummer 62568-57-4 tillskrivs vanligen emideltid eller fritt DSIP.

Kataloguppgifterna bör dock kontrolleras med avseende på den exakta kemiska formen, eftersom den fria peptiden, acetatformerna, modifierade analoger och analytiska standarder inte automatiskt är ekvivalenta.

Vad är aminosyrasekvensen för DSIP?

DSIP-sekvensen är Trp–Ala–Gly–Gly–Asp–Ala–Ser–Gly–Glu, förkortat WAGGDASGE [1].

Detta är en nonapeptid som innehåller serin på position 7.

Vad är fosfo-DSIP?

Fosfo-DSIP, P-DSIP eller DSIP-P är en form av DSIP fosforylerad vid Ser7.

I utvalda in vitro- och djurstudier har skillnader observerats mellan P-DSIP och nativt DSIP när det gäller nedbrytning, termoreglering, dygnsrytmaktivitet och sömnrelaterade effekter [9,10,16–19].

Är P-DSIP bättre än nativt DSIP?

Detta har inte bekräftats hos människor.

P-DSIP uppvisade högre aktivitet i ett sömnexperiment på råttor med central administration, men dess effekter varierade beroende på dos och den experimentella modellen [16]. Det saknas adekvata direkta kliniska studier på människor som visar på högre effekt eller säkerhet.

Är DSIP ett endogent hormon?

Immunoreaktivitet liknande DSIP har identifierats i flera vävnader och biologiska vätskor, men dess endogena prekursor, syntesväg, receptor och biologiska identitet är ännu inte helt klarlagda.

Att beskriva DSIP som ett fullständigt karaktäriserat humant hormon skulle därför gå utöver tillgängliga bevis [2–4].

Ansvarsfriskrivning

Innehållet är endast avsett för utbildnings- och vetenskapligt informationssyfte. Det utgör inte medicinsk rådgivning, diagnos, behandlings- eller doseringsrekommendationer eller en rekommendation om att använda DSIP.

Delta sleep-inducing peptide (DSIP, emideltide) och fosfo-DSIP är inte godkända av den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten (FDA), Europeiska läkemedelsmyndigheten (EMA) eller den brittiska läkemedelsmyndigheten (MHRA) för behandling av sömnlöshet, sänkning av kortisolnivåer, behandling av stress eller andra tillämpningar som diskuteras i den här artikeln.

Tillgängliga data är begränsade och kommer främst från djurförsök, ex vivo-, in vitro- och mekanistiska studier samt mindre historiska studier på människor. Artikeln innehåller inte något protokoll för dosering, rekonstituering, injektion eller egenanvändning.

Referenser

[1] Schoenenberger, G. A., Maier, P. F., Tobler, H. J., Wilson, K., & Monnier, M. (1978). The delta EEG (sleep)-inducing peptide (DSIP). XI. Amino-acid analysis, sequence, synthesis and activity of the nonapeptide. Pflügers Archiv, 376(2), 119–129. https://doi.org/10.1007/BF00581575

[2] Kovalzon, V. M., & Strekalova, T. V. (2006). Delta sleep-inducing peptide (DSIP): A still unresolved riddle. Journal of Neurochemistry, 97(2), 303–309. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.03693.x

[3] Schoenenberger, G. A. (1984). Characterization, properties and multivariate functions of delta-sleep-inducing peptide (DSIP). European Neurology, 23(5), 321–345. https://doi.org/10.1159/000115711

[4] Graf, M. V., & Kastin, A. J. (1986). Delta sleep-inducing peptide (DSIP): An update. Peptider, 7(6), 1165–1187. https://doi.org/10.1016/0196-9781(86)90148-8

[5] Huang, J. T., & Lajtha, A. (1978). The degradation of a nonapeptide, sleep inducing peptide, in rat brain: Comparison with enkephalin breakdown. Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology, 19(2), 191–199. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25463/

[6] Grigorjev, V. V., Ivanova, T. A., Kustova, E. A., Petrova, L. N., Serkova, T. P., & Baturin, S. O. (2006). Effekter av delta-sömninducerande peptid på pre- och postsynaptiska glutamat- och postsynaptiska GABA-receptorer i neuroner i cortex, hippocampus och cerebellum hos råttor. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 142(4), 444–446. https://doi.org/10.1007/s10517-006-0323-9

[7] Umriukhin, P. E. (2002). Delta sleep-inducing peptide blocks excitatory effects of glutamate on rat brain neurons. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 134(1), 5–7. https://doi.org/10.1023/A:1020679815690

[8] Tsunashima, K., Kato, N., Masui, A., & Takahashi, K. (1994). The effect of delta sleep-inducing peptide (DSIP) on the changes of body (core) temperature induced by serotonergic agonists in rats. Peptider, 15(1), 61–65. https://doi.org/10.1016/0196-9781(94)90171-6

[9] Tsunashima, K., Masui, A., & Kato, N. (1990). The effect of delta sleep-inducing peptide (DSIP) and phosphorylated DSIP (P-DSIP) on the apomorphine-induced hypothermia in rats. Brain Research, 510(1), 171–174. https://doi.org/10.1016/0006-8993(90)90748-Z

[10] Graf, M., Christen, H., & Schoenenberger, G. A. (1982). DSIP/DSIP-P och cirkadian motorisk aktivitet hos råttor under kontinuerligt ljus. Peptider, 3(6), 1053–1057. https://doi.org/10.1016/0196-9781(82)90161-9

[11] Chiodera, P., Volpi, R., Capretti, L., Giacalone, G., Caffarri, G., Davoli, C., Nigro, E., & Coiro, V. (1994). Olika effekter av delta-sömninducerande peptid på sekretionen av arginin-vasopressin och ACTH hos friska män. Hormonforskning, 42(6), 267–272. https://doi.org/10.1159/000184207

[12] Lesch, K. P., Widerlöv, E., Ekman, R., Laux, G., Schulte, H. M., Pfüller, H., & Beckmann, H. (1988). Delta sleep-inducing peptide response to human corticotropin-releasing hormone (CRH) in major depressive disorder: Comparison with CRH-induced corticotropin and cortisol secretion. Biologisk Psykiatri, 24(2), 162–172. https://doi.org/10.1016/0006-3223(88)90271-5

[13] Juchananov, R. Ju., Rozjanets, V. V., Michaleva, I. I., & Majskij, A. I. (1990). Analys av mekanismen för den stresskyddande effekten av delta-sömninducerande peptid. Biulleten’ Eksperimental’noi Biologii i Meditsiny, 109(1), 46–47. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2159352/

[14] National Center for Biotechnology Information. (2026). PubChem Compound-sammanfattning för CID 68816, Delta Sleep-Inducing Peptide. PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/68816

[15] Mendzheritskii, A. M., Lysenko, A. V., Uskova, N. I., & Mikhaleva, I. I. (1997). Studies of the mechanism of the anticonvulsant effect of delta-sleep-inducing peptide in conditions of increased oxygen tension. Neuroscience and Behavioral Physiology, 27, 329–333. https://doi.org/10.1007/BF02461934

[16] Kimura, M., & Inoué, S. (1989). Den fosforylerade analogen till DSIP ökar långsam sömn och paradoxal sömn hos obundna råttor. Psykofarmakologi, 97(1), 35–39. https://doi.org/10.1007/BF00443409

[17] Nakagaki, K., Ebihara, S., Usui, S., Honda, Y., & Takahashi, Y. (1988). Sömnfrämjande effekt efter intrakerebroventrikulär injektion av en fosforylerad analog av delta sömninducerande peptid (DSIP-P) hos råttor. Neuroscience Letters, 91(2), 160–164. https://doi.org/10.1016/0304-3940(88)90761-6

[18] Graf, M. V., Saegesser, B., & Schoenenberger, G. A. (1987). Degradation and aggregation of delta sleep-inducing peptide (DSIP) and two analogs in plasma and serum. Peptider, 8(4), 599–603. https://doi.org/10.1016/0196-9781(87)90031-3

[19] Nakamura, A., & Shiomi, H. (1991). Phosphorylation of delta sleep-inducing peptide (DSIP) by casein kinase II in vitro. Peptider, 12(6), 1375–1377. https://doi.org/10.1016/0196-9781(91)90222-B