Cпособы химической модификации пептидов для повышения их пероральной биодоступности (Обзор литературы) Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Cпособы химической модификации пептидов для повышения их пероральной биодоступности (Обзор литературы)

Орлова А.Б., Никифоров А.С., Иванов И.М., Руйпо В.С.

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

Резюме
В обзоре рассмотрена проблема перорального применения пептидов, а также подходы к повышению их биодоступности за счет химической модификации, направленной на оптимизацию физико-химических и фармакологических свойств. В качестве применяемых стратегий рассмотрены: изменение исходной структуры пептида, введение липофильных и непротеиногенных аминокислот, включая ряд D- и N-метилированных аминокислотных остатков. Также продемонстрированы возможности циклизации пептидных структур с использованием различных подходов, таких как, циклизация основной цепи или «голова к хвосту» (N-конец к C-концу), боковая цепь к боковой цепи, боковая цепь к концу, циклизация с образованием дисульфидной или тиоэфирной связи. В качестве примеров перорально доступных пептидов были рассмотрены: пептид, разработанный для лечения аутоимунных заболеваний; модифицированное производное пептидного антибиотика гризелимицина; синтетический аналог вазопрессина - десмопрессин, а также иммунодепрессант циклоспорин и модифицированный циклический пептид, выделенный из моллюска.

Ключевые слова
пептиды, пероральная биодоступность, химическая модификация.

(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Erak M., Bellmann-Sickert K., Els-Heindl S. et al. Peptide chemistry toolbox-Transforming natural peptides into peptide therapeutics. Bioorganic & medicinal chemistry. 2018; 26(10): 2759-2765.

2. Verma S., Goand U.K., Husain A. et al. Challenges of peptide and protein drug delivery by oral route: Current strategies to improve the bioavailability. Drug development research. 2021; 82(7): 927-944.

3. Woodley J.F. Enzymatic barriers for GI peptide and protein delivery. Critical reviews in therapeutic drug carrier systems. 1994; 11(2-3): 61-95.

4. Patel G., Misra A. Oral delivery of proteins and peptides: concepts and applications. Challenges in delivery of therapeutic genomics and proteomics. 2011: 481-529.

5. Griffin B. T., O?Driscoll C. M. Opportunities and challenges for oral delivery of hydrophobic versus hydrophilic peptide and protein-like drugs using lipid-based technologies. Therapeutic delivery. 2011; 2(12): 1633-1653.

6. Brandsch M., Knütter I., Bosse‐Doenecke E. Pharmaceutical and pharmacological importance of peptide transporters. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2008; 60(5): 543-585.

7. Stolnik S., Shakesheff K. Formulations for delivery of therapeutic proteins. Biotechnology letters. 2009; 31: 1-11.

8. Dubey S.K., Parab S., Dabholkar N. et al. Oral peptide delivery: Challenges and the way ahead. Drug discovery today. 2021; 26(4): 931-950.

9. Diehl H.P., Wildey A., Prasasty V.D. et al. Organization of the intestinal mucosa and barriers to oral drug delivery. In Nanotechnology for Oral drug delivery. Academic Press.2020: 7-25.

10. Gibson G.G., Skett P. Introduction to drug metabolism. Springer. 2013.

11. London N., Movshovitz-Attias D., Schueler-Furman O. The structural basis of peptide-protein binding strategies. Structure. 2010; 18(2): 188-199.

12. Tyagi P., Subramony A. Oral Delivery of Therapeutic Peptides and Proteins. Elsevier. 2022.

13. Garton M., Nim S., Stone T.A. et al. Method to generate highly stable D-amino acid analogs of bioactive helical peptides using a mirror image of the entire PDB. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018; 115(7): 1505-1510.

14. Vinogradov A.A., Yin Y., Suga H. Macrocyclic peptides as drug candidates: recent progress and remaining challenges. Journal of the American Chemical Society. 2019; 141(10): 4167-4181.

15. Cabrele C., Martinek T.A., Reiser O. et al. Peptides containing β-amino acid patterns: challenges and successes in medicinal chemistry. Journal of Medicinal Chemistry. 2014; 57(23): 9718-9739.

16. Räder A.F., Reichart F., Weinmüller M. et al. Improving oral bioavailability of cyclic peptides by N-methylation. Bioorganic & medicinal chemistry. 2018; 26(10): 2766-2773.

17. Biron E., Chatterjee J., Ovadia O. et al. Improving oral bioavailability of peptides by multiple N‐methylation: somatostatin analogues. Angewandte Chemie International Edition. 2008; 47(14): 2595-2599.

18. Tugyi R., Mezö G., Fellinger E. et al. The effect of cyclization on the enzymatic degradation of herpes simplex virus glycoprotein D derived epitope peptide. Journal of Peptide Science: an Official Publication of the European Peptide Society. 2005; 11(10): 642-649.

19. Byk G., Halle D., Zeltser I. et al. Synthesis and biological activity of NK-1 selective, N-backbone cyclic analogs of the C-terminal hexapeptide of substance P. Journal of medicinal chemistry. 1996; 39(16): 3174-3178.

20. Nielsen D.S., Shepherd N.E., Xu W. et al. Orally absorbed cyclic peptides. Chemical Reviews. 2017; 117(12): 8094-8128.

21. Räder A.F., Weinmüller M., Reichart F. et al. Orally active peptides: is there a magic bullet?. Angewandte Chemie International Edition. 2018; 57(44): 14414-14438.

22. Tang F., Borchardt R.T. Characterization of the efflux transporter(s) responsible for restricting intestinal mucosa permeation of the coumarinic acid-based cyclic prodrug of the opioid peptide DADLE. Pharmaceutical research. 2002; 19(6): 787-793.

23. Daishon S., Schumacher-Klinger A., Gilon C. et al. Myristoylation Confers Oral Bioavailability and Improves the Bioactivity of c(MyD 4-4), a Cyclic Peptide Inhibitor of MyD88. Molecular pharmaceutics. 2019; 16(4): 1516-1522.

24. Kling A., Lukat P., Almeida D.V. et al. Targeting DnaN for tuberculosis therapy using novel griselimycins. Science. 2015; 348(6239): 1106-1112.

25. Price D.A., Mathiowetz, A.M., Liras S. Designing Orally Bioavailable Peptide and Peptoid Macrocycles. Practical Medicinal Chemistry with Macrocycles: Design, Synthesis, and Case Studies. 2017: 59-76.

26. Giordanetto F., Kihlberg J. Macrocyclic drugs and clinical candidates: what can medicinal chemists learn from their properties?. Journal of medicinal chemistry. 2014; 57(2): 278-295.

27. Nielsen D.S., Hoang H.N., Lohman R.J. et al. Improving on nature: making a cyclic heptapeptide orally bioavailable. Angewandte Chemie International Edition. 2014; 53(45): 12059-12063.