La technologie NL-PEPTIDES DELIVERY™ comme méthode innovante pour créer des peptides de nouvelle génération

Synthagen Laboratories

La technologie NL-PEPTIDES DELIVERY™ comme méthode innovante de production de peptides de nouvelle génération Une comparaison de l'action et de la durabilité des peptides traditionnels par rapport à une méthode innovante de synthèse et de délivrance orale des peptides.

Résumé : En pratique, seuls quelques peptides traditionnels trouvent une application en raison de leur instabilité biologique et de leur dégradation rapide. La solution à ce problème est la modification des peptides, qui permet d'obtenir des formes stables et efficaces de peptides. Les peptides de nouvelle génération, produits par synthèse utilisant la technologie NL-PEPTIDES, ont été encapsulés dans une double capsule créée dans le système NL-PEPTIDES DELIVERY™, permettant de maximiser l'efficacité et la stabilité des peptides.

Liste des abréviations : • AFP – Peptides Pharmaceutiquement Actifs • NL-PEPTIDES – Peptides de Nouvelle Génération • NL-PEPTIDES DELIVERY – Technologie de Délivrance Orale

Mots-clés : • peptide • liaison peptidique • analogue • modification • salage • amidation • acétylation • synthèse • technologie • salage • arginine

Introduction

La technologie NL-PEPTIDES DELIVERY™, en tant que méthode innovante, permet d'obtenir un effet thérapeutique surpassant l'action des peptides traditionnels. L'efficacité de NL-PEPTIDES DELIVERY™ a été confirmée par des réponses aux problèmes liés à la production de peptides qui atteignent l'intestin intacts et sont ensuite entièrement absorbés. La technologie innovante NL-PEPTIDES DELIVERY™ est protégée par la loi sur les brevets en tant que nouvelle forme d'analogues peptidiques pour le développement et la commercialisation de peptides oraux, combinée à un système de délivrance spécialisé.

QUELS SONT LES PEPTIDES TRADITIONNELS

D'un point de vue purement chimique, les peptides se présentent sous une forme non ramifiée et possèdent seulement deux extrémités spécifiques. L'une d'elles est appelée le terminus amino, où un acide aminé avec un groupe libre α-groupe amino est présent. L'autre est appelé le terminus carboxyle ou C-terminus, où un acide aminé avec un groupe libre α-groupe carboxyle est présent. Les peptides sont des composés chimiques constitués, de manière similaire aux protéines, d'acides aminés. Ils suscitent un large intérêt en remplissant des fonctions biologiques importantes. De nombreuses hormones et neurotransmetteurs sont en fait des peptides. Dans le cas des peptides endogènes, ils agissent de manière antimicrobienne, fonctionnant comme le système de défense de l'organisme. Les peptides naturels sont considérés comme des composés attrayants d'importance thérapeutique en raison de leur haut degré d'activité, leur faible toxicité et l'absence d'interactions médicamenteuses. En pratique médicale, seuls quelques peptides trouvent une application en raison de leur instabilité biologique et de leur dégradation rapide. La solution au problème mentionné de la stabilité des peptides est leur synthèse, qui permet d'obtenir des formes stables de peptides. Il en va de même pour la synthèse de peptides issus de sources naturelles, utilisés notamment dans la production de vaccins.

LA LIAISON PEPTIDIQUE

Carbone, à la suite de la réaction du αgroupe –carboxyle, se lie à l'azote du αgroupe –amino via une liaison simple — une liaison peptidique. On suppose généralement que cette liaison se forme sous deux structures qui restent en équilibre mutuel défini. La liaison C–N passe à C=N et vice versa. La rotation autour de l'axe C=N n'est pas possible, c'est pourquoi la liaison peptidique est suffisamment rigide pour posséder les caractéristiques d'une double liaison. Les acides aminés qui participent à la formation d'une liaison peptidique perdent des fragments de leurs molécules — spécifiquement le groupe –OH du groupe carboxyle et le –H du groupe amino. Pour cette raison, les acides aminés présents dans les peptides et les protéines sont appelés résidus d'acides aminés. Les liaisons peptidiques résultantes sont stables, et leur rupture ne peut se produire que sous l'action de bases et d'acides forts à des températures simultanément élevées.

SYNTHÈSE PEPTIDIQUE

Selon le peptide que nous souhaitons obtenir, une méthode appropriée de une synthèse est requise. En bref, nous tenterons de présenter la synthèse peptidique en relation à sa taille. Pour obtenir un dipeptide, un réactif doit être utilisé qui conduit à activation du groupe carboxyle de l'acide aminé acylant, ou de l'acylant l'acide aminé doit être converti en anhydride. Un processus plus laborieux et complexe est la synthèse dans le cas de peptides plus grands, qui sont obtenus à partir du dipeptide par le groupe protecteur est retiré du groupe amino de l'acide aminé N-terminal et il est acylé avec le suivant acide aminé protégé en N. Ce processus est particulièrement long, car les étapes mentionnées ci-dessus sont répétées jusqu'à ce que le peptide avec la séquence prévue la séquence est obtenue. Dans le cas de l'obtention de peptides de grande taille, la méthode la plus performante et méthode la plus simple est la méthode de Merrifield. Cette méthode est réalisée en phase solide phase. L'acide aminé C-terminal est attaché au polymère, où la l'acide aminé suivant est ensuite couplé, jusqu'à ce que la chaîne désirée la longueur est atteinte.

ANALOGUES PEPTIDIQUES

En réponse à la nature instable des peptides traditionnels, leurs analogues sont conçus et produits. Les analogues peptidiques sont définis comme composés chimiques dans lesquels un atome est remplacé par un autre par rapport au composé parent. Le général la structure du peptide restent inchangées. Les analogues peptidiques incluent des analogues avec une structure hélicoïdale ainsi que βtournant β et βanalogues de feuillets β. Dans le premier cas, hélices sont l'un des éléments structurels clés des peptides bioactifs. La stabilisation de courts fragments oligomères en conformation hélicoïdale entraîne une augmentation de l'activité. En βtournant β et βanalogues de feuillets β, résidus d'acides aminés D ou β,γ,δdes résidus d'acides aminés sont insérés. Les analogues peptidiques permettent d'obtenir de nouveaux composés peptidiques plus stables, tout en trouvant simultanément une application dans un plus large éventail d'indications et en permettant des solutions innovantes aux problèmes liés à l'action des formes pré-analogues existantes.

ANALOGUES PEPTIDIQUES PAR MODIFICATION

Les peptides traditionnels, malgré leurs avantages indéniables et nombreux, présentent également de nombreuses limites liées à leur application. La recherche de nouveaux analogues peptidiques maximisant la stabilité avec un large spectre d'action est le résultat de l'instabilité des peptides traditionnels. Les analogues des peptides traditionnels contenant le séquence clé du peptide est enrichie par des modifications réalisées au sein de la chaîne peptidique ou la chaîne latérale des résidus d'acides aminés présents dans la séquence. L'introduction de l'amidation et de l'acétylation contribue à une meilleure stabilité métabolique et sélectivité. Parmi les exemples connus de modifications, selon le profil d'action que le le peptide est destiné à présenter, sont l'acétylation N-terminale du peptide, la cyclisation, le marquage avec des fluorophores, l'amidation C-terminale du peptide, et des acides aminés D.

LE PROCESSUS DE SALAGE DU PEPTIDE

Le processus de salage consiste à modifier les charges des protéines. Les charges des protéines sont neutralisées par les anions et cations d'un sel. Les molécules de protéines ne s'attirent pas entre elles et ne forment pas d'agrégats, et la protéine elle-même est précipitée à la suite de la perte de sa couche d'hydratation. Le processus de salage est réversible. Dans le processus inverse, le sel est éliminé par dialyse ou sa concentration est réduite par l'ajout d'eau. Le salage, par l'ajout d'une molécule d'arginine, conduit à la formation d'une forme stable du peptide et constitue une méthode innovante pour assurer la stabilité des peptides et, par conséquent, élargir l'activité biologique des peptides.

ACÉTYLATION ET AMIDATION D'UN PEPTIDE

L'acétylation N-terminale d'un peptide implique la fixation de radicaux acétyle sur des substrats — qui sont des composés avec un groupe NH2, OH ou SH — avec la participation de l'enzyme N-acétyltransférase. La source du radical acétyle est l'acétyl-CoA. La fonction principale des N-acétyltransférases est de faciliter la liaison du groupe acétyle avec le groupe amino des amines aromatiques et des hydrazines (la réaction d'acétylation N), c'est-à-dire la détoxification de composés exogènes potentiellement toxiques. Lorsque les liaisons peptidiques sont rompues et, par conséquent, la chaîne polypeptidique est fragmentée, des groupes carbonyle se forment. L'oxydation d'une molécule protéique par un radical hydroxyle commence par le retrait d'un atome d'hydrogène au niveau du α carbone de l'acide aminé. Le radical alkyle résultant réagit avec l'oxygène pour former un radical alkylperoxyle, qui se transforme en hydroperoxyde alkyle. Le radical alkoxyle formé à partir de celui-ci peut être converti en un résidu d'acide aminé hydroxylé au α carbone, ou cela peut entraîner la fragmentation de la chaîne polypeptidique. La présence du radical alkoxyle favorise la fragmentation de la chaîne polypeptidique. La rupture de la liaison peptidique peut se produire via α-amidation ou diamidation. Le peptide N-terminal formé lors de αLa fragmentation -amide contient un groupe amide à son extrémité C-terminale, tandis que le second peptide contient un N-α-dérivé cétoacyle à son extrémité N-terminale. La fragmentation via la voie diamide se caractérise par la formation d'un peptide N-terminal contenant une structure diamide et d'un peptide dérivé de l'extrémité C-terminale de la molécule protéique contenant une structure isocyanate à son extrémité N-terminale.

QU'EST-CE QUE LES NL-PEPTIDES™

En réponse aux défis liés à la production de peptides atteignant l'intestin intacts, nous avons créé un groupe de nouveaux peptides appelés NL-peptides, également désignés sous le nom de peptides de nouvelle génération, abrégés AFP. Les caractéristiques des peptides pharmaceutiquement actifs reflètent leur supériorité par rapport aux peptides traditionnels. Ils se distinguent principalement par leur longévité prolongée et résistance aux variations de pH et de température, tant pendant le stockage du produit que dans l'environnement gastro-intestinal, où, après l'ingestion de la capsule et son transport vers l'intestin grêle, le peptide ne subira pas de dégradation. Le groupe des NL-peptides se caractérise par la capacité à imiter les protéines naturelles et par une grande stabilité métabolique, ce qui signifie que les NL-peptides, agissant comme des protéines naturelles, sont absorbés intacts par l'intestin et ne subissent pas de dégradation lors de l'absorption.

LA FORMATION DES NL-PEPTIDES™ PAR SYNTHÈSE

La description chimique des NL-peptides produits par modification via synthèse est expliquée ci-dessous. La technologie fonctionnant sur le principe de la précipitation du peptide avec de l'arginine a été améliorée grâce à une synthèse impliquant la N-acétylation de l'extrémité amino du peptide combinée à une amidation simultanée de l'extrémité carboxyle de la liaison. L'ensemble des processus de modification réalisés entraîne une augmentation par 10 de la stabilité des NL-PEPTIDES et la capacité susmentionnée à imiter la protéine naturelle.

TECHNOLOGIE NL-PEPTIDES DELIVERY™

En entreprenant la tâche de créer une technologie moderne pour la délivrance orale des peptides, il était essentiel de résoudre les problèmes concernant, d'abord, la création d'une technologie simple basée sur la polyvalence par rapport à une large gamme de produits, ainsi que la production simultanée de plusieurs produits efficaces à la fois, grâce à une méthode permettant le développement d'un système autorisant un tel mode de fonctionnement. Les problèmes existants liés à l'absorption avaient été abordés uniquement par l'utilisation des modifications de peptides mentionnées précédemment. Dans notre cas, en plus de modifier le peptide, nous nous sommes concentrés sur le défi indéniablement important de résoudre le problème lié au transport du peptide depuis le moment de l'administration orale, en passant par le passage à l'intestin grêle, jusqu'au point d'absorption du composé. La solution aux problèmes technologiques mentionnés ci-dessus est la création d'une nouvelle technologie simple et efficace de délivrance des peptides, que nous appelons NL-PEPTIDES DELIVERY™.

LE PROFIL D'ACTION DE LA TECHNOLOGIE NL-PEPTIDES DELIVERY™

Le profil d'action, basé sur la technologie NL-PEPTIDES DELIVERY, permet principalement au peptide d'atteindre l'intestin grêle via un enrobage spécialement conçu entourant le NL-peptide. Au-delà de la simple délivrance du peptide dans l'intestin grêle, il est important que l'ensemble de l'environnement local dans l'intestin soit propice à l'absorption du peptide qui y est délivré. Ce problème était important en raison de la présence d'enzymes dégradant les peptides — les peptidases — dans l'intestin. Les principales enzymes qui dégradent les peptides sont des enzymes protéolytiques appelées protéases, qui empêchent le peptide de poursuivre son chemin en le dégradant dans l'intestin grêle. Un autre facteur problématique, que nous avons résolu, est la mauvaise absorption du peptide lui-même à travers la paroi de l'intestin grêle.

AVANTAGES DE LA TECHNOLOGIE NL-PEPTIDES DELIVERY™

En se concentrant sur le profil d'action spécifique de la technologie NL-PEPTIDES DELIVERY™, elle repose sur le développement d'une nouvelle double capsule avec des revêtements protecteurs, qui résout le problème à la fois de la délivrance du peptide dans l'intestin grêle et de son passage à travers la paroi intestinale, ainsi que de la dégradation du peptide à cet endroit. L'enrobage protecteur, formant la surface la plus externe de la capsule, protège le composé des variations de pH et de l'acide gastrique, permettant au peptide d'atteindre l'intestin. Grâce à l'utilisation d'un inhibiteur de protéase dans la composition de la capsule, le peptide — qui est autrement susceptible à la dégradation — ne se décompose pas, tout en abaissant simultanément le pH intestinal local et en préparant son environnement pour l'absorption du peptide. Un activateur d'absorption a été utilisé pour améliorer l'absorption du peptide à travers l'intestin grêle. Le NL-peptide a été entouré d'un enrobage qui le sépare de l'inhibiteur de protéase. L'inhibiteur lui-même est un acide, qui en combinaison avec le peptide pourrait le dégrader. En le séparant de l'acide grâce à une approche capsule-dans-la-capsule, nous avons obtenu une composition pharmaceutique stable qui ne se dégrade pas pendant le stockage.

COMMENT FONCTIONNE LA TECHNOLOGIE NL-PEPTIDES DELIVERY™ DANS LE SYSTÈME DIGESTIF

Les peptides de nouvelle génération sont produits par synthèse en utilisant la technologie NL-PEPTIDES. Enfermés sous forme de double capsule créée dans le système NL-PEPTIDES DELIVERY™, ils suivent un parcours défini à travers le système digestif lors de l'administration orale. La capsule avalée atteint l'intestin grêle intacte, où l'inhibiteur de protéase est libéré, créant ainsi un environnement d'absorption approprié en abaissant le pH intestinal à 5,5. À l'étape suivante, le principe actif et l'activateur d'absorption sont libérés, permettant au peptide d'être efficacement absorbé par l'organisme.

RÉSULTATS DE L'UTILISATION DE LA TECHNOLOGIE NL-PEPTIDES DELIVERY™

Une comparaison des résultats de l'administration orale sous forme de double capsule versus l'administration nasale du peptide permet de déterminer la supériorité et l'efficacité de l'une des méthodes d'administration. La concentration du peptide lors de l'administration orale de notre capsule est bien plus élevée que la concentration du peptide lors de l'administration nasale. Les mêmes doses de peptide ont été utilisées dans la capsule et le spray nasal durant l'étude. Les résultats de ces études démontrent clairement la supériorité de notre technologie par rapport à l'administration nasale.

LE RÉSULTAT DU TRAVAIL DES LABORATOIRES SYNTHAGEN

La tâche que nous nous sommes fixée concernait la création d'une nouvelle technologie pour augmenter l'efficacité des peptides. La technologie de délivrance orale de peptides NL-PEPTIDES DELIVERY est basée sur une thérapie peptidique innovante combinée à la nouvelle méthode d'administration orale que nous avons développée. Une présentation multi-canaux de notre technologie permet une compréhension précise de chacune de ses étapes.

Visuellement, les résultats de notre travail peuvent être vus dans la présentation.