Maciej Miliński, Piotr Najgebauer, Radosław Balwierz, Urszula Skotnicka-Graca, Monika Anna Staś
Leki peptydowe przyszłością medycyny?
2022-08-29
Obecnie w praktyce lekarskiej jest w użyciu około 80 leków peptydowych, ponad 150 peptydów jest testowanych w badaniach klinicznych, a 400–600 zostało przebadanych przedklinicznie. Peptydy działają jako hormony, czynniki wzrostu, neuroprzekaźniki, ligandy kanałów jonowych a także środki przeciwinfekcyjne, dlatego też są doskonałymi kandydatami do otrzymania leków o wysokiej skuteczności i przydatności terapeutycznej.
Przykładem takiego zastosowania są interferujące peptydy (IP), które modulują interakcje pomiędzy białkami (PPI). Leki peptydowe stosuje się m.in. przy infekcjach bakteryjnych i wirusowych, problemach z układem krążenia, cukrzycy, osteoporozie, zaburzeniach apetytu oraz układu hormonalnego, nowotworach, a także w terapii wielu innych chorób. Najczęściej stosowanym lekiem peptydowym jest insulina, jednak od 2000 r. pojawiły się 33 nowe nieinsulinowe leki peptydowe, w tym: liraglutyd, teryparatyd i zykonotyd. Charakterystyczne dla peptydów jest wysokie powinowactwo i specyficzność względem celu komórkowego, jednak nadal istnieje pole do rozwoju w dostarczaniu i optymalizacji właściwości peptydów, takich jak transport przez błony komórkowe i stabilność in vivo. Naturalne peptydy są doskonałym źródłem inspiracji dla tworzenia leków peptydowych, przykładem mogą być toksyny lub jady zwierząt oraz metabolity bakterii i grzybów. Cyklizacja, włączanie niestandardowych reszt aminokwasowych do łańcucha lub PEGylacja to tylko kilka strategii mających na celu poprawę okresu półtrwania i rozpuszczalności peptydów. W artykule przedstawiono historię stosowania peptydów terapeutycznych. Ich stosowanie rozpoczęło się od zastępowania naturalnych hormonów. Opisano, w jakich obszarach peptydy wykazują większą skuteczność terapeutyczną od leków małocząsteczkowych i przeciwciał. Zwrócono uwagę na wyzwania w zakresie produkcji i zastosowań peptydów, aby osiągnęły swój pełny potencjał terapeutyczny. Omówiono także strategie opracowane w celu optymalizacji produkcji peptydów. Przedstawiono w szerszym aspekcie zastosowanie insuliny, ale zwrócono również uwagę na inne nieinsulinowe leki peptydowe. Wspomniano także o zastosowaniu leków peptydowych w terapii nowotworowej.
Słowa kluczowe: leki peptydowe, peptydy, insulina.
© Farm Pol, 2022, 78 (6): 308–316
Are peptide drugs the future of medicine?
To date, approximately 80 peptide drugs have been used practically. More than 150 peptides are in clinical development, and 400–600 peptides have been preclinically studied. Peptides act as hormones, growth factors, neurotransmitters, ion channel ligands, or anti-infective agents, therefore peptides are excellent candidates for drug discovery to complement medical treatment unmet by other types of medicines. For example, interfering peptides (IPs) have a high potential for modulation of protein-protein interaction (PPIs). Peptide drugs are used for bacterial and viral infections, problems with the circulatory system, diabetes, osteoporosis, appetite and hormone regulation, cancer, and many others. The most successful peptide drug is insulin, however, since 2000 there have been 33 new, noninsulin peptide drugs approved, for example, liraglutide, teriparatide, and ziconotide. Characteristics for peptides are high affinity and specificity to target, however, there is still room for development in peptide delivery and optimization of their properties like membrane permeability and in vivo stability. Natural peptides are a great source of inspiration for peptide drugs, such as animal toxins or venoms and bacteria or fungi metabolites. Cyclization, incorporation of nonstandard amino acid residues, or PEGylation are only a few strategies to improve peptides’ half-life and solubility. With current technology developments, the future growth of the peptide field is predicted. The article has presented a history of therapeutic peptides treatment, which started with mimicking natural hormones. The advantages over small drugs and antibodies are described, as well as challenges faced by scientists in peptide production and applications which need to be addressed for them to reach their full potential. There are several strategies developed to optimize peptides, which are concisely discussed. The use of insulin is also shown in a broader aspect; however other examples of peptide drugs are also mentioned. We also highlighted the usage of peptide drugs in cancer therapy.
Keywords: peptide drugs, peptides, insulin.
© Farm Pol, 2022, 78 (6): 308–316