Glikoliziran Enfuvirtid: glikopeptid z močno proti HIV aktivnostjo s podaljšanim delovanjem
Nizka biološka razpolovna doba je značilnost mnogih peptidnih zdravil. V pričujočem strokovnem besedilu so Cheng in sodelavci opisali uspešen primer podaljšanja biološke razpolovne dobe na primeru glikozilacije peptidnega zdravila Enfuvirtid.
Enfuvirtid (ENF) je polipeptidno zdravilo z dolžino 36 aminokislinskih ostankov. Predpisujejo ga za zdravljenje okužbe z virusom HIV. ENF preprečuje vstop virusa HIV v celico tako, da se veže na virusni glikoprotein 41, ki se nahaja na njegovi površini. Zdravilo so razvili v devetdesetih letih prejšnjega stoletja in je na tržišče prispelo leta 2003. Največjo oviro uspešnosti zdravila predstavlja njegova nizka biološka razpolovna doba, ki znaša 90 min. Posledično si morajo pacienti zdravilo injicirati dvakrat dnevno.
Predhodne raziskave na polipeptidih so pokazale, da lahko adicija sladkorja na C-terminalni ali N-terminalni del polipeptida vodi v povečanje njegove metabolne obstojnosti. Izziv pri temu pristopu predstavlja selektivna in enostavna glikozilacija polipeptida.
Avtorji opisanega strokovnega besedila so izbrali kemični pristop glikozilacije, ki omogoča selektivno adicijo na C-terminalni, N-terminalni ali na oba terminalna dela polipeptida. Za glikozilacijo so pripravili dva kandidatna azido sladkorja: laktozo (Lac) in sialil laktozo (SL) – derivat laktoze in sialične kisline. V naslednjem koraku so pripravili vezni člen, ki je osnovan na trimeru polietilenglikola (PEG). Uporabili so derivat, ki na enem koncu vsebuje alkilno skupino. Ta se lahko na tem mestu preko sistema »click« kemije poveže preko formacije triazolnega obroča na azido sladkor, na drugem koncu pa se poveže z reaktivno maleimidno skupino. Ker se ta skupina lahko veže izključno na cisteinske aminokislinske ostanke, so polipeptid ENF modificirali tako, da so na N-terminalnem delu, C-terminalnem delu ali obeh terminalnih delih dodali cistein.
Sintetične glikolizide so med seboj primerjali z luciferaznim testom za njihovo proti HIV aktivnost na celičnih linijah TZM-bl. Izkazalo se je, da so primerljivo ENF biološko aktivni SL-ENF in Lac-ENF, torej polipeptidi pri katerih je bil sladkor vezan na N-teminalni konec. V obeh primerih se je biološka aktivnost spojine izboljšala za tretjino v primerjavi z neglikoliziranim ENF.
Izbrana glikozida SL-ENF in Lac-ENF so dodatno analizirali še z metodo površinske plazmonske resonance (SPR) na tarčnem mestu virusnega glikoproteina 41. Izkazalo se je, da je vezava SL-ENF nekoliko slabša od vezave ENF, vezava Lac-ENF pa je bila še slabša. Po mnenju avtorjev to dejstvo ne bi smelo predstavljati težav, saj se razlike med glikolizidi pojavijo znotraj enakih velikostnih razredov.
Poleg že opisanega, so avtorji primerjali metabolično stabilnost ENF in glikolizidov SL-ENF ter Lac-ENF. Učinkovine so subkutano injicirali v miši in v različnih časovnih točkah spremljali upad koncentracije ENF, SL-ENF in Lac-ENF. Izkazalo se je, da je biološka razpolovna doba neglikoliziranega polipeptida ENF 1,5h. Biološka razpolovna doba glikoliziranih oblik pa se je podaljšala na 4,2 h za Lac-ENF in kar na 23,1 h za SL-ENF.
Sodeč na primeru glikozilacije zdravila ENF lahko zaključimo, da je takšen pristop modifikacije polipeptidov lahko primeren način za zaščito polipeptidnih učinkovin pred metabolično razgradnjo. Selektivno glikozilacijo lahko izvedemo z uporabo enostavnih kemičnih metod.
