Тірзепатид — це синтетичний пептид тривалої дії, розроблений для активації як рецептора глюкозозалежного інсулінотропного поліпептиду (GIPR), так і рецептора глюкагоноподібного пептиду-1 (GLP-1R). Дослідники вивчають його, оскільки ця єдина молекула поєднує дві системи передачі сигналів інкретинів, демонструючи при цьому відмінну фармакологію рецепторів.
Пептид містить 39 амінокислотних залишків та модифікацію у вигляді жирної дикислоти з 20 атомами вуглецю. Ця модифікація сприяє зв’язуванню з альбуміном та подовжує системну експозицію. Як результат, тирзепатид став важливою моделлю для вивчення коагонізму рецепторів, асиметричної сигналізації, регуляції метаболізму, біології жирової тканини, печінкового метаболізму, ниркової функції та кардіометаболічної фізіології.
У цьому науковому матеріалі розглядаються його молекулярна структура, фармакологія рецепторів, експериментальні дані, концентрації, що досліджуються, аналітична верифікація, стабільність та нові напрямки досліджень.
Тірзепатид, спочатку названий LY3298176, — це синтетичний пептид, послідовність якого значною мірою базується на послідовності людського GIP.
FDA описує цю молекулу як агоніст рецепторів GIP та GLP-1. Вона містить аміноізомасляну кислоту (Aib) у позиціях 2 та 13. Жирна дікислота з 20 атомами вуглецю приєднується через лінкер до Ліз20. Молекула також має С-кінцевий амід.
Молекулярна формула та молекулярна маса наводяться окремо в базі даних PubChem та на сайті FDA.
Спрощене зображення послідовності виглядає так:
H-Y-Aib-E-G-T-F-T-S-D-Y-S-I-Aib-L-D-K-I-A-Q-K-A-F-V-Q-W-L-I-A-G-G-P-S-S-G-A-P-P-P-S-NH₂
Бічна ланцюг Lys20 містить лінкер та групу жирної дікислоти C20.
Тірзепатид не містить залишків цистеїну. Тому звичайні внутрішньомолекулярні дисульфідні зв’язки не входять до складу його структури.
Натомість властивості пептиду залежать від його лінійної амінокислотної послідовності, штучно введених замін, кінцевого амідирування та кон’югації з ліпідами.
Особливо важливими є дві структурні зміни.
По-перше, залишки Aib підвищують стійкість до швидкого ферментативного розщеплення. По-друге, модифікація жирною дикислотою значно сприяє оборотній асоціації з альбуміном. Це уповільнює кліренс і сприяє подовженню тривалості дії.
У визнаній фармакології тирзепатиду не передбачено жодного встановленого функціонального мотиву, що зв’язує метал.
Як і в разі інших інкретинових пептидів, взаємодія з рецептором передбачає α-спіральну конформацію пептиду в комплексах рецепторів класу B, пов’язаних із G-білками. Однак дослідникам не слід вважати, що тирзепатид має єдину жорстку структуру розчину за будь-яких експериментальних умов.
Тірзепатид було розроблено в рамках спроб поєднати фармакологічні властивості GIP та рецепторів GLP-1 в одній молекулі.
Хронологія досліджень
Ця історія ілюструє, як дослідження тірзепатіду розвивалися від фармакології рецепторів до масштабних трансляційних досліджень результатів лікування.
Тірзепатид активує два GPCR класу B:
Однак це не просто ідеально збалансований агоніст у співвідношенні 50:50.
Коскун та його колеги повідомили, що значення EC50 для цАМФ становлять приблизно 0,0224 нМ за даними GIPR та 0,934 нМ при GLP-1R у системах рекомбінантних рецепторів. За цих умов проведення аналізу його активність щодо GIPR була схожою на активність нативного GIP. Його активність щодо GLP-1R була нижчою, ніж у нативного GLP-1.
Різні системи експресії рецепторів та методи аналізу дають різні числові значення EC50. Тому ці значення не слід розглядати як універсальні константи.
Як GIPR, так і GLP-1R в основному зв’язуються з Gαs.
Активація призводить до підвищення рівня внутрішньоклітинного циклічного АМФ. У подальшому сигнальному ланцюгу можуть брати участь:
Важливо, що тирзепатид також демонструє спотворена передача сигналів на GLP-1R.
Віллард та його колеги виявили, що тирзепатид сприяє активації сигнального шляху цАМФ порівняно з рекрутуванням β-арестину. Цей пептид також спричиняв слабшу інтерналізацію рецептора GLP-1, ніж нативний GLP-1.
У тестах на GTPγS тирзепатид виявляв повний агонізм щодо GIPR із значенням EC50, близьким до 0,379 нМ. У тесті на GLP-1R ця речовина проявила властивості часткового агоніста.
Ці відмінності ілюструють, чому фармакологію рецепторів слід розглядати в контексті платформи для проведення аналізів.
Експерименти з β-клітинами підшлункової залози пропонують одну з механістичних моделей.
Активація GIPR та GLP-1R підвищує рівень цАМФ, коли рівень глюкози дозволяє секрецію інсуліну. Отже, тирзепатид може підсилювати глюкозозалежний секреторний сигнал.
У фармакологічному огляді FDA також зазначається підвищення секреції інсуліну в першій та другій фазах та зниження концентрації глюкагону.
Тірзепатид поки що не має загальновизнаної “сигнатури експресії генів”.”
Опубліковані дослідження механізмів дії значною мірою зосереджуються на зв’язуванні з рецепторами, утворенні цАМФ, сигнальному шляху β-арестину, транспортуванні рецепторів, фізіології острівців та системних біомаркерах.
Отже, твердження про те, що тирзепатид послідовно підвищує або знижує експресію певних великих наборів генів у різних тканинах, на даний момент були б перебільшенням наявних даних.
Транскриптомічні експерименти залишаються перспективним напрямком досліджень. Однак на ці результати можуть впливати такі фактори, як тканина, метаболічний стан, тривалість впливу, кількість рецепторів та вид організму.
У рамках програми LY3298176 2018 року було об’єднано кілька експериментальних систем.
Дослідники використовували:
Ці експерименти підтвердили подвійну активність рецепторів і дали перші докази того, що активація GIPR і GLP-1R може відбуватися одночасно в одному модифікованому пептиді.
Згодом дослідження розширилися на такі напрямки:
Отже, для синтетичного пептиду обсяг доказів є надзвичайно великим.
Однак не всі ці напрямки досліджень мають однаковий рівень механістичної визначеності. Зв’язки з клінічними результатами не слід автоматично тлумачити як прямий вплив на клітинному рівні на кожен уражений орган.
Тірзепатид Спочатку дослідження були значною мірою зосереджені на глюкозозалежній ендокринній сигналізації.
FDA повідомляє, що тирзепатид посилює секрецію інсуліну в першій та другій фазах. Він також знижує концентрацію глюкагону натщесерце та після прийому їжі.
У ході фармакодинамічного дослідження прийом 15 мг знизив рівень глюкагону натщесерце приблизно на 28% та вплив глюкагону після прийому їжі приблизно на 43% через 28 тижнів, тоді як у групі, що отримувала плацебо, змін практично не спостерігалося.
У ході досліджень SURPASS згодом було кількісно оцінено системні ефекти.
У дослідженні SURPASS-2 через 40 тижнів тирзепатид забезпечив більше зниження рівня HbA1c, ніж семаглутид у дозі 1 мг, що вводився раз на тиждень. У ході дослідження також було зафіксовано більше середнє зниження маси тіла в групах, які отримували тирзепатид.
Ці результати підтверджують кілька дослідницьких гіпотез:
Однак відносний внесок кожного рецептора залишається актуальним питанням, пов’язаним із механізмом дії.
Тірзепатид а також впливає на енергетичний баланс організму в цілому.
У рамках дослідження SURMOUNT-1 2 539 учасників без діабету взяли участь у 72-тижневому рандомізованому дослідженні.
Середні значення змін маси тіла становили:
Крім того, 57% учасників, які отримували 15 мг, досягли зниження ваги щонайменше на 20%.
Це результати клінічних спостережень за людьми. Їх не слід трактувати як еквівалентні результати експериментів на клітинах або тваринах.
До сучасних моделей належать:
FDA зазначає, що уповільнення випорожнення шлунка найсильніше проявляється після прийому першої дози і зменшується при повторному прийомі.
Дослідження на основі МРТ дають кількісні дані, що виходять за межі показників маси тіла.
У піддослідженні SURPASS-3 з використанням МРТ взяли участь 296 учасників. Середній вихідний рівень вмісту жиру в печінці становив приблизно 15.71%.
На 52-му тижні в об’єднаних групах, що отримували тирзепатид у дозах 10 мг та 15 мг, було зафіксовано абсолютне зменшення жирової маси печінки на 8,09 процентних пунктів. Інсулін деглудек спричинив зниження 3,38 процентних пункти.
Розрахункова різниця між групами становила −4,71 процентних пункти.
Дослідники також зафіксували зменшення обсягів вісцеральної та підшкірної жирової тканини в області живота.
Ці дані свідчать на користь подальшого вивчення ліпідного обміну в печінці. Вони не доводять, що кожен ефект на печінку є наслідком прямої передачі сигналів через печінкові рецептори.
Дослідження SYNERGY-NASH розширило сферу досліджень печінки на захворювання, діагностовані за результатами біопсії.
У дослідженні 2-ї фази взяли участь 190 учасників із MASH та фіброзом стадії F2 або F3.
Через 52 тижні зникнення симптомів MASH без погіршення фіброзу спостерігалося у:
Покращення щонайменше на одну стадію фіброзу без погіршення показників MASH спостерігалося у 30% учасників групи плацебо та у 51–55% учасників групи, що отримували тирзепатид.
Ці результати є клінічно значущими науковими висновками. Однак це було дослідження фази 2, і його масштаб був відносно обмеженим.
Для визначення стійкості ефекту та довгострокових результатів щодо стану печінки необхідні подальші дослідження.
Результати лікування захворювань нирок є ще однією сферою, де активно ведуться дослідження.
У рамках пост-хок аналізу дослідження SURPASS-4 було проведено порівняння тирзепатіда з інсуліном гларгіном.
Середнє щорічне зниження eGFR становило:
Різниця між групами становила 2,2 мл/хв/1,73 м²/рік.
За сукупним показником щодо нирок було отримано коефіцієнт ризику, що становить 0.58 для порівняння тірзепатіду з інсуліном гларгіном.
Це були вторинні або пост-хок аналізи. Отже, вони мають слугувати для формування та підтвердження гіпотез, а не трактуватися так само, як результати первинних досліджень, орієнтованих саме на нирки.
У рамках дослідження SURMOUNT-OSA було обстежено дорослих із ожирінням та обструктивним апное сну середньої та тяжкої ступені.
У двох клінічних випробуваннях 3-ї фази спостереження за учасниками тривало 52 тижні.
У дослідженні, в якому пацієнти не застосовували PAP на початку дослідження, середнє змінення індексу апное-гіпопное становило:
У дослідженні з використанням PAP відповідні зміни були такими:
В обох порівняннях перевагу отримав тірзепатид.
Згодом, у грудні 2024 року, FDA затвердило застосування тирзепатиду для певної групи пацієнтів із СОАС.
Для науковців-лаборантів ці результати ставлять питання щодо взаємодії ожиріння, запалення, механіки дихання та метаболічних сигнальних шляхів.
Дослідження в галузі серцево-судинної системи стрімко розвиваються.
У рамках дослідження SUMMIT вивчалися учасники з ожирінням та серцевою недостатністю зі збереженою фракцією викиду.
Смерть від серцево-судинних захворювань або загострення серцевої недостатності спостерігалися у:
Зазначений коефіцієнт ризику становив 0.62.
Показники стану здоров’я також покращилися в більшій мірі при застосуванні тирзепатиду.
Нещодавно в рамках дослідження SURPASS-CVOT було набрано понад 13 000 учасників із цукровим діабетом 2-го типу та підтвердженим атеросклеротичним серцево-судинним захворюванням.
Первинна серцево-судинна кінцева точка спостерігалася у:
Коефіцієнт ризику становив 0.92 з довірчим інтервалом 95,31 TP3T у межах 0,83–1,01.
Тірзепатид виконав критерій негіршої ефективності, встановлений для клінічного дослідження. Він не досяг заздалегідь визначеного порогу переваги щодо первинної кінцевої точки.
Ця відмінність має наукове значення.
| Галузь досліджень | Дослідження | Модель / Зразок | Основні кількісні висновки |
|---|---|---|---|
| Сигналізація через рецептори | Коскун та ін. | Аналізи на основі рекомбінантних клітин | EC50 для цАМФ: ~0,0224 нМ для GIPR та ~0,934 нМ для GLP-1R |
| Маса тіла | SURMOUNT-1 | 2 539 дорослих | Середнє змінення через 72 тижні: −15,01 TP3T, −19,51 TP3T та −20,91 TP3T для доз 5, 10 та 15 мг |
| Жир у печінці | МРТ SURPASS-3 | 296 учасників | Об’єднані групи, що отримували дози 10 та 15 мг: зміна рівня жиру в печінці на −8,09 процентних пунктів на 52-му тижні |
| Результати щодо нирок | Аналіз SURPASS-4 | 1 995 учасників, які пройшли лікування | Нахил кривої eGFR −1,4 проти −3,6 мл/хв/1,73 м²/рік порівняно з інсуліном гларгіном |
| Гістологія MASH | SYNERGY-NASH | 190 учасників | Покращення показника MASH без погіршення фіброзу: 44–62% проти плацебо 10% |
| Обструктивний апное сну | SURMOUNT-OSA | Два клінічні випробування 3-ї фази | Різниця в лікуванні АГІ становить приблизно −20,0 та −23,8 епізодів на годину |
| Серцево-судинні наслідки | SURPASS-CVOT | 13 165 учасників, включених у аналіз за принципом «усі, хто почав» (ITT) | MACE-3 HR 0,92 порівняно з дулаглютидом; досягнуто негіршості |
Найбільш переконливим молекулярним механізмом є:
GIPR/GLP-1R → Gαs → аденілатциклаза → цАМФ → подальші сигнальні шляхи
За межами цієї рамки література стає більш залежною від конкретних моделей.
Дослідники продовжують вивчати:
Наразі жоден короткий перелік “генів тирзепатиду” не слід вважати загальновизнаним.
Не існує універсальної концентрації тірзепатиду, яка б підходила для всіх видів аналізів.
Опубліковані результати експериментів з рецепторами пояснюють, чому.
Коскун та ін. повідомили про значення EC50 для цАМФ, близькі до:
Віллард та ін. отримали різні оцінки активності, використовуючи інші показники сигнальних шляхів. Наприклад, аналізи GTPγS показали значення близько 0,379 нМ для GIPR та 0,617 нМ для GLP-1R.
Отже, напрямки досліджень повинні відображати:
Особливо важливу роль відіграє альбумін. Тірзепатид міцно зв’язується з альбуміном, тому концентрація вільного пептиду може суттєво відрізнятися залежно від матриці аналізу.
У доклінічних дослідженнях використовувалися різні моделі гризунів та різні режими експозиції.
Єдиної “стандартної дози для тварин” не існує.
Дослідники повинні вказувати вихідні дані щодо дози, шляху введення, виду тварин, тривалості лікування, лікарської форми та умов відбору проб, наведені в кожній публікації.
Результати досліджень на тваринах не слід безпосередньо перераховувати на рекомендації щодо дозування для людей.
У контексті наукових каталогів такі терміни, як тірзепатид 10 мг або тірзепатид 20 мг може вказувати номінальну кількість матеріалу.
Вони не встановлюють:
Отже, етикетку на дослідницькому флаконі з дозою 20 мг ні в якому разі не слід розглядати як підтвердження схеми дозування для людини в дозі 20 мг.
Тірзепатид пройшов всебічні фармакологічні та токсикологічні випробування.
Одне з важливих відкриттів стосується пухлин С-клітин щитовидної залози у щурів. У чинній інструкції щодо застосування препарату в США на основі цих результатів досліджень на тваринах збережено попередження у вигляді виділеного блоку. Значимість цих спостережень на гризунах для людей залишається невизначеною.
Це приклад того, чому токсикологію тварин і ризик для людини не можна розглядати як одне й те саме.
У всіх клінічних дослідженнях найчастіше повідомлялося про побічні ефекти, пов’язані з роботою шлунково-кишкового тракту.
Серед прикладів можна назвати:
У дослідженні SURPASS-2 нудота спостерігалася приблизно у 17–22% учасників, які отримували тирзепатид. Діарея спостерігалася приблизно у 13–16%.
FDA також зазначає панкреатит, захворювання жовчного міхура, гіперчутливість та інші клінічно значущі застереження.
Ризик гіпоглікемії значною мірою залежить від умов експерименту або клінічного дослідження. У дослідженнях на людях ризик підвищувався при застосуванні тирзепатиду у поєднанні з інсуліном або препаратами, що стимулюють секрецію інсуліну.
Дані щодо довгострокової ефективності для низки нових напрямків досліджень залишаються обмеженими.
Також не слід вважати, що висновки щодо безпеки, отримані на основі затверджених фармацевтичних препаратів, автоматично поширюються на неперевірені дослідні матеріали.
Дослідники можуть використовувати тірзепатид для вивчення:
До відповідних дослідницьких питань належать:
Дослідження на рівні тканин дозволяють вивчити:
Тірзепатид також слугує моделлю для вивчення того, як фармакологія молекулярних рецепторів впливає на системну фізіологію.
Ці взаємозв’язки є особливо цінними, оскільки на сьогоднішній день великі набори клінічних даних доповнюються результатами детальних експериментів на рівні рецепторів.
Відтворюваність досліджень залежить не лише від зазначеної назви пептиду.
ВЕЖХ і досі залишається корисним методом для оцінки хроматографічної чистоти.
Однак така наклейка, як Чистота за методом ВЕРХ ≥98% це специфікація постачальника або партії. Це не є властивістю самого тірзепатиду.
Крім того, сам по собі відсоток площі хроматографічного піку не є доказом правильної ідентифікації молекули.
Дослідження якості пептидів, проведені FDA, показали, що активні фармацевтичні інгредієнти (API) на основі пептидів можуть містити продукти делеції, продукти інсерції, продукти окислення, продукти деамідування та інші пов’язані домішки. Для адекватної характеристики деяких із них може знадобитися масс-спектрометрія високої роздільної здатності.
Більш потужний аналітичний пакет може включати:
Очікувана молекулярна маса повинна відповідати приблизно 4813,53 Да щодо самого тирзепатиду.
Щодо закупівлі для наукових досліджень, до корисної документації щодо партії можуть належати:
Вибір відповідних додаткових випробувань залежить від типу матеріалу та мети експерименту.
До можливих тестів належать:
Не кожне випробування є необхідним для кожного дослідницького застосування.
Стратегія випробувань повинна відповідати науково обґрунтованому рівню ризику.
Рекомендації щодо зберігання вимагають ретельного розмежування між затверджені лікарські форми та дослідження пептидних матеріалів.
Згідно з чинною інструкцією FDA щодо препарату «Mounjaro», його слід зберігати в холодильнику при температурі від 2 °C до 8 °C.
Крім того, це дозволяє зберігати певні однодозові препарати при температурі нижче 30 °C протягом не більше 21 дня. Препарат не слід заморожувати та слід захищати від світла.
Ці дані стосуються саме цієї валідованої фармацевтичної форми випуску.
Їх не слід автоматично копіювати на ліофілізований дослідницький матеріал, що не має до цього відношення.
Ліофілізований тирзепатид дослідницького класу може застосовуватися за різними затвердженими показаннями.
До відповідних факторів стабільності належать:
Отже:
Рекомендації щодо зберігання можуть відрізнятися залежно від складу препарату та технічних умов постачальника.
Рішення можуть бути більш вразливими до:
Не слід вважати повторювані цикли заморожування-розморожування нешкідливими, а слід проводити їх оцінку.
Для забезпечення відтворюваності експериментів лабораторії повинні дотримуватися даних щодо стабільності конкретної партії, якщо такі є.
Одне ключове питання залишається невирішеним:
Яка частка біологічної дії тирзепатиду зумовлена активацією GIPR, а яка — активацією GLP-1R?
Відповідь на це питання можуть дати селективний антагонізм рецепторів, генетичні моделі, тканинно-специфічне видалення рецепторів та сучасні методи візуалізації.
Питання щодо зміщення сигнального шляху GLP-1R заслуговує на подальше вивчення.
До важливих кінцевих точок належать:
Дослідникам дедалі частіше доводиться відокремлювати прямі ефекти рецепторів від вторинних ефектів, спричинених змінами маси тіла, рівня глюкози, інсуліну або запалення.
Це особливо актуально для:
У ході подальших досліджень можуть бути виявлені біомаркери, які дозволяють прогнозувати:
Тірзепатид також вплинув на розробку молекул нового покоління, що діють на кілька рецепторів.
Наразі дослідження охоплюють потрійні агоністи GLP-1/GIP/глюкагону та інші пептиди, що діють через кілька сигнальних шляхів.
Отже, тирзепатид виступає як дослідницька сполука, так і підтвердженням концепції одномолекулярної поліфармакології.
У разі контрольованих лабораторних досліджень документація повинна мати пріоритет над маркетинговою термінологією.
У разі можливості дані щодо ідентичності та чистоти повинні базуватися на перевірених аналітичних методах.
Корисний протокол серії досліджень повинен містити наступну інформацію:
номер партії → хроматограма → масс-спектр → технічні характеристики → інформація щодо зберігання
Це сприяє підвищенню простежуваності та відтворюваності експериментів.
Важливою є стабільність між партіями, оскільки навіть незначні зміни в:
можуть впливати на результати біологічних аналізів.
AllGrowPeptide надає документацію, орієнтовану на наукові дослідження, щодо сертифікованих пептидних матеріалів, за умови наявності партії та відповідно до технічних характеристик продукту.
Такі терміни, як “дослідницький клас”, ні в якому разі не повинні замінювати фактичні аналітичні дані.
Тірзепатид — це синтетичний пептид із 39 амінокислотними залишками, який поєднує агоністичну дію на GIPR та GLP-1R в одній молекулі тривалої дії. Модифікація у вигляді C20-жирної дикислоти сприяє зв’язуванню з альбуміном, тоді як заміни на Aib покращують метаболічну стабільність. У сукупності ці структурні особливості забезпечують тривалу дію препарату.
На молекулярному рівні дослідження свідчать про виражену активність GIPR поряд з активацією GLP-1R. Важливо зазначити, що тирзепатид демонструє сигнальні властивості, які відрізняються від властивих нативному GLP-1, зокрема знижене залучення β-арестину та змінений транспорт рецепторів.
Наразі наукова література виходить далеко за межі питань контролю рівня глюкози. У дослідженнях розглядалися фізіологія жирової тканини, жирові відкладення в печінці, стан нирок, гістологія MASH, обструктивний апное сну, серцева недостатність із збереженою фракцією викиду (HFpEF) та серцево-судинні наслідки. Проте клінічні взаємозв’язки не слід автоматично тлумачити як прямі молекулярні процеси в кожному органі.
Для лабораторних досліджень важливе значення має експериментальний контекст. Експресія рецепторів, схема проведення аналізу, концентрація альбуміну, якість матеріалу та стабільність пептиду — всі ці фактори можуть впливати на спостережувану активність.
Майбутні дослідження, ймовірно, будуть зосереджені на біології тканинно-специфічних рецепторів, сигнальних зміщеннях, молекулярних біомаркерах, розробці мультиагоністів та механізмах, що дозволяють відокремити пряму дію рецепторів від вторинних метаболічних змін.
Тільки для наукових цілей: Будь-який матеріал з тирзепатидом дослідницького класу, про який йдеться в розділах цієї сторінки, присвячених закупівлі та аналітиці, призначений виключно для контрольованих лабораторних досліджень та наукових досліджень. Він не позиціонується як лікарський засіб, метод лікування, діагностичний засіб або рекомендація щодо застосування у людей чи тварин. Затверджені FDA рецептурні препарати, що містять тирзепатид, є окремими фармацевтичними препаратами, що підлягають окремому регулюванню, і не повинні розглядатися як еквівалент незатверджених матеріалів для досліджень.
