THYMOSIN ALPHA 1

Definícia

Thymosin alpha 1 (Tymozín alfa 1) je peptid, ktorý sa prirodzene nachádza v týmuse, a o ktorom je už dlhšie známe, že modifikuje, zvyšuje a obnovuje imunitné funkcie. Thymosin alpha 1 sa používa pri liečbe stavov so zníženou imunitou a malignít, ako posilňovač odpovede na vakcínu a ako prostriedok na potlačenie chorobnosti a úmrtnosti na sepsu a početné infekcie. Štúdie predpokladajú, že thymosin alpha 1 by mohol pomôcť zlepšiť výsledok u ťažko chorých pacientov na koronavírusové ochorenie 2019, a to liečením poškodení spôsobených nadmernou aktiváciou lymfocytovej imunity, a taktiež ako thymosin alpha 1 môže zabrániť nadmernej aktivácii T buniek. V tomto posudku rozoberáme kľúčovú literatúru o základných znalostiach a súčasnom klinickom použití produktu thymosin alpha 1. Vzhľadom na známe biochemické vlastnosti vrátane antibakteriálnych a antivírusových vlastností, časovo overených aplikácií a nových sľubných zistení týkajúcich sa po- užitia produktu thymosin si myslíme, že thymosin alpha 1 si zaslúži ďalšie preskúmanie jeho antivírusových vlastností a možného opätovného nasadenia ako liečby proti ťažkému akútnemu respiračnému syndrómu koronavírus-2.

Špecifikácie

Molárna hmota: 3108.32 g/mol
Molekulárny vzorec: C129H215N33O55
Sekvencia: Ac-Ser-Asp-Ala-Ala-Val-Asp-Thr-Ser-Ser-Glu-Ile-Thr-Thr-Lys-Asp-Leu-Lys-Glu-Lys-Lys-Glu-Val-Val-Glu-Glu-Ala-Glu-Asn-OH
Číslo CAS: 62304-98-7

ÚVOD

Thymosin alpha 1 je peptid s 28 aminokyselinami, ktorý bol pôvodne izolovaný z týmusu [1], a ktorý bol v značnej miere skúmaný z hľadiska jeho funkcií v imunitnom systéme. Thymosin alpha 1 je už dlhšie uznávaný ako látka posilňujúca imunitu, modulujúca imunitu, aj ako prostriedok na obnovenie imunity [2], a ako taký sa využíva v početných klinických a výskumných zariadeniach. Syntetická forma prostriedku thymosin alpha 1, tymalfasín, je schválená vo viac ako 35 krajinách na liečbu hepatitídy B a C a ako posilňovač imunity pri niekoľkých ďalších ochoreniach [1]. Presnejšie, je prínosom ako prostriedok na zvýšenie imunitnej odpovede pri imunitnej nedostatočnosti [3], pri psoriatickej artritíde[4], pri starnutí[3], ako aj pri zvyšovaní odpovede na vakcíny[3] a znižovaní toxicity vyvolanej chemoterapiou[5]. Ďalej má veľký význam pri liečbe onkologických pacientov, najmä pacientov s hepatocelulárnym karcinómom, karcinómom renálnych buniek a nemalobunkovým karcinómom pľúc [5]. V neposlednom rade sa používa v boji proti mnohým infekciám, ako je vírus ľudskej imunodeficiencie (HIV) [6], pseudomonas[1], a plesňovej toxicite[7], ako aj sepse[8], a nedávno pri ťažko chorých pacientoch na koronavírusové ochorenie 2019 (COVID-19)[9]. Vzhľadom na súčasnú pandemickú situáciu sa na celom svete vyvíja úsilie na pochopenie vplyvu infekcie spôsobenej ťažkým akútnym respiračným syndrómom koronavírus-2 (SARS-CoV-2) na imunitný systém v nádeji, že sa priblížia k účinnej liečbe. S týmto účelom by bolo vhodné ďalej skúmať thymosin alpha 1 prostredníctvom príslušnej publikovanej literatúry. V tomto posudku sa zameriavame na pochopenie charakteristík produktu thymosin alpha 1, od jeho chemickej štruktúry a biologických vlastností až po jeho klinické aplikácie, ich bezpečnosti a účinnosti, ktoré by poskytli prehľad o tom, či by sa dal použiť ako terapeutická možnosť na obmedzenie úmrtnosti a zlepšenie výsledkov u ťažko chorých pacientov s COVID-19.

BIOCHÉMIA

Tymozínové proteíny sú krátke, pozitívne nabité a vo svojej podstate neregulované peptidy. Indukcia konfigurácie tymozínového proteínu via organické činidlá, ako sú trifluóretanol, hexafluórizopropanol, dodecyltrimetylamóniumbromid a ióny Zn2+, nabije proteíny ich neutralizáciou pri nízkom pH, aby zosilnil ich absolútne účinky[10]. Štruktúra nukleárnej magnetickej rezonancie produktu thymosin alpha 1 bola stanovená zmiešaním v rozpúšťadle z 40 % trifluóretanolu/60 % vody (v/v). Štúdia určila 800 MHz polypeptidového reťazca pozostávajúceho z 28 rezíduí. Pre pochopenie jeho zreteľnej štruktúry, boli na vytvorenie trojrozmernej konfigurácie peptidu použité viacnásobné molekulárne testy s rozpúšťadlom zloženým zo 40 % trifluóretanolu/60 % prenosného intermolekulárneho potenciálu s 3 dielmi vody (v/v). Nakoniec dokázala znázorniť skreslenú špirálovitú konfiguráciu s dvoma stabilnými oblasťami: Miesto alfa-helixu zo 14-26 rezíduí a dve dvojité otočenia v β oblasti v N-terminálnom mieste pozostávajúce z 12 rezíduí[11].
Tymalfasín, syntetický analóg produktu thymosin alpha 1, indukuje produkciu interleukínu (IL) -2, diferenciáciu nezrelých lymfocytov pupočníkovej krvi, produkciu rastových faktorov B buniek a zvýšenú účinnosť prezentácie makrofágového antigénu. Používa sa na liečbu chemoterapiou vyvolanej imunosupresie a na zvýšenie účinnosti vakcín proti chrípke a hepatitíde B u pacientov so zníženou imunitou [12]. Terapia produktom thymosin alpha 1 moduluje a čiastočne normalizuje počty a funkciu T-lymfocytov. Preukázalo sa, že percentá ružice T buniek sa zvyšujú u pacientov s lymfopéniou T buniek. Tymalfasín môže byť prospešný pri stavoch, ako je lymfopénia T buniek, imunosupresia a imunitná dysregulácia pozorovaná u COVID-19 v dôsledku cytokínovej búrky vyvolanej so SARS-CoV-2 a imunosupresívnych účinkov proteínov vírusového obalu.[13]. Toto je dôvod, prečo sa v Číne Thymalfasin používa na všeobecnú liečbu pacientov s COVID-19 už od apríla 2020[14].

EXTRAKCIA A ANALÝZA

Tymozín alfa 1 je peptidový hormón, ktorý je endogénne produkovaný týmusovou žľazou a potencuje imunitné reakcie sprostredkované T bunkami via diferenciáciou a dozrievaním progenitorových buniek T-buniek, aktiváciou dendritových a prirodzených ničiacich buniek a stimuláciou cytokínmi sprostredkovaného zápalu[15]. Odkedy bol thymosin alpha 1 prvýkrát izolovaný z prípravku hovädzích týmusov, ktorý bol v roku 1977 pomenovaný thymosin frakcia 5, je všeobecne známy pre svoje vlastnosti zvyšujúce imunitu. Preto boli vyvinuté rôzne úsilia na nájdenie najefektívnejšej metódy na jeho výrobu a očistenie. V súčasnosti existujú tri odlišné spôsoby, ako je možné získať bio-aktívny thymosin alpha 1. Prvým spôsobom extrakcie je via izolácie z teľacích týmusov. Môže sa tiež extrahovať z tymozínovej frakcie 5, ktorá sa najskôr izolovala z týmusov teliat pomocou techniky opísanej v roku 1975[12]. Druhá metóda spočíva v syntéze na pevnej fáze, čo je čisto chemický spôsob syntézy peptidov a v súčasnosti je jedinou metódou akceptovanou na výrobu látky thymosin alpha 1 na klinické použitie. A na záver, expresia genetického inžinierstva využíva pokrok v biotechnológii na výrobu čistej rekombinantnej látky thymosin alpha 1 buď z prokaryotických organizmov, ako je Escherichia coli, alebo z eukaryotických organizmov, ako sú kvasinky, rastliny alebo Pichia Pastoris. Pokiaľ ide o expresiu tymozínu alfa 1 v Escherichia coli, bolo vyvinutých veľa expresných systémov založených na inzercii rekombinantného génu pre ľudský tymozín alfa 1 v rôznych vektoroch, ako sú pGEX-2T, pThioHis B, pBV222. Podľa Antachopoulosa et al[7] (2012), najsľubnejšie výsledky priniesol systém BL21 / pET-28a, pričom tymozín alfa 1 tvoril 70 % celkovej produkcie bakteriálnych proteínov. Proteín je potom možné analyzovať via dodecylsulfát-polyakrylamidovou gélovou elektroforézou alebo meraním absorbancie ultrafialového žiarenia pri 215 nm. Na čistenie sú navrhovanými primárnymi metódami niklová afinitná chromatografia, tepelná denaturácia a vysokoúčinná kvapalinová chromatografia. Expresia tymozínu alfa 1 v kvasinkách je atraktívnou alternatívou, pretože sú umožnené posttranslačné modifikácie a vývoj stabilných bunkových línií.[6].
Chen et al[16] opisujú vlastný expresný systém na báze kvasiniek pre tymozín alfa 1, ktorý sa ukázal ako účinný pri produkcii tymozínu alfa 1, schopný zvýšiť počet CD8+ u myší predbežne ošetrených cyklofosfamidom. Príklad expresie tymozínu alfa 1 v rastlinách (transgénna paradajka Solanum Lycopersicum) popisuje Chen et al[17]. Akokoľvek sa to môže javiť ako sľubné, metóda genetického inžinierstva pre produkciu tymozínu alfa 1 ešte nebola zavedená do klinickej praxe, hlavne kvôli ťažkostiam súvisiacim s extrakciou a čistením. Okrem priamej extrakcie z teľacieho týmusu, ktorý môže produkovať iba stopové množstvá peptidu, pochádza thymosin alpha 1 používaný na terapeutické účely z chemickej syntézy.
Najbežnejšie používanými metódami na kvantitatívnu analýzu peptidu sú enzýmovo viazané imunosorbentné testy a rádioimunotesty. Tuthill et al[18] navrhujú tiež kvapalinovú chromatografiu s tandemovou hmotnostnou spektrometriou, ktorá sa ukázala ako presná a citlivá na meranie tymozínu alfa 1 v sére [18].

SKLADOVANIE PRODUKTU THYMOSIN ALPHA 1

Thymosin alpha 1 by sa mal skladovať pri teplote -20 stupňov Celzia. Lyofilizovaný thymosin alpha 1 môže zostať stabilný až tri týždne pri izbovej teplote; na dlhodobé skladovanie by sa však mal udržiavať pod -180 stupňov Celzia a uchovávať v sušenej forme. Pred použitím, môže byť rekonštituovaný a následne skladovaný pri teplote 40 stupňov Celzia po dobu dvoch až siedmich dní. Ak je zámerom uchovávať thymosin alpha 1 po dlhšiu dobu, odporúča sa skladovať ho v kombinácii s nosičovým proteínom, ako je 0,1 % ľudský sérový albumín alebo hovädzí sérový albumín. Neodporúča sa opakované zmrazovanie a rozmrazovanie[19].

BIOLOGICKÉ AKTIVITY A PRIAZNIVÉ ÚČINKY NA ZDRAVIE

Thymosin alpha 1 funguje ako mýtny receptor (TLR) -9 a agonista TLR-2 v myeloidných aj dendritových bunkách, v profesionálnych bunkách prezentujúcich antigén.[20]. Zacielením na TLR môže thymosin alpha 1 stimulovať adaptívnu imunitnú odpoveď, ktorá je nevyhnutná na boj proti vírusovým, bakteriálnym a plesňovým infekciám a rakovinám, ako aj stimuláciu posteriórnej humorálnej imunity[20-22]. Thymosin alpha 1 môže ďalej zvyšovať hladiny IL-2, IL-10, IL-12, interferónu (IFN) -α a IFN-y[23]. Úloha látky thymosin alpha 1 pri stimulácii produkcie protilátok závislých od T-buniek je tiež dôvodom, prečo sa považoval za adjuvans vakcíny na zvýšenie odpovede na vakcíny.[24].
Thymosin alpha 1 má širokú škálu biologických aktivít, ktoré sa pohybujú od protinádorových až po imunomodulačné vlastnosti (Obrázok ​(Obrázok č. 1).1). Imunitná odpoveď látky thymosin alpha 1 je spôsobená jeho pôsobením pri zvyšovaní aktivity dozrievania T buniek na CD4+/CD8+ T buniek. Funguje na princípe priamej aktivácie prirodzených ničiacich buniek, ako aj CD8+ T buniek, prostredníctvom ktorých ničí vírusovo infikované bunky. Thymosin alpha 1 má negatívny účinok na IL-1β a α-faktor nekrózy nádorov, čo vedie k zníženiu zápalovej odpovede a je dosť prospešný pri ochoreniach, ako je chronická hepatitída a akútna pankreatitída. Nielenže zohráva úlohu pri zvyšovaní expresie cytokínov, ale tiež zvyšuje dôležitosť hlavného komplexu histokompatibility l/vírusových antigénov na ich príslušných cieľových infikovaných bunkách a znižuje replikáciu vírusu[6]. Naylor a jeho spolupracovníci zdôraznili, že thymosin alpha 1 nemá iba jeden, ale má aj rôznorodú škálu cieľov pre svoju imunitu zvyšujúcu aktivitu[25].

Obrázok č. 1

Thymosin alpha 1 má širokú škálu biologických aktivít. IL: Interleukín; IFN: Interferón; TLR: Mýtne receptory.

Thymosin alpha 1 vykazuje schopnosť brániť rastu nádorov, a preto sa používa pri liečbe rôznych druhov rakoviny. Má antiproliferatívne vlastnosti, ktoré sa prejavili v metastázach nádorov pľúc a pečene. Podľa štúdií vykonaných Moodym et al[25], proti nádorová aktivita látky thymosin alpha 1 fungovala najlepšie pri malej veľkosti nádoru. Vo všeobecnosti látka thymosin alpha 1 funguje via dva hlavné mechanizmy: Buď stimuluje imunitný systém, alebo využíva svoje antiproliferačné aktivity na nádorových bunkách. Ochranné pôsobenie látky thymosin alpha 1 proti oxidačnému poškodeniu v dôsledku jeho účinku na superoxid dismutázu pečene a glutatiónperoxidázu preskúmal Armutcu et al[26].

Pretože thymosin alpha 1 je polypeptid prirodzene sa nachádzajúci v týmuse, zohráva zásadnú úlohu pri kontrole zápalu, imunity a tolerancie. Thymosin alpha 1 má imunomodulačný účinok prostredníctvom svojej interakcie s mýtnymi receptormi. Kvôli pôsobeniu látky thymosin alpha 1 na iné bunkové typy používa sa ako terapeutický prostriedok pri ochoreniach so zjavnou imunitnou dysfunkciou[4]. Klinické testy s látkou thymosin alpha 1 boli vykonané na ochorenia ako DiGeorgeov syndróm, nemalobunkový karcinóm pľúc, hepatocelulárny karcinóm, hepatitída B a C, HIV a melanóm, a priniesli sľubné výsledky[27,28]. FDA schválila liek na zriedkavé choroby thymalfasin (Zadaxin) na liečbu malígneho melanómu, chronickej aktívnej hepatitídy B, DiGeorgeovej anomálie s imunitnými defektmi a hepatocelulárneho karcinómu, a to kvôli jeho imunomodulačnému a protinádorovému účinku.

KLINICKÉ A KOMERČNÉ APLIKÁCIE

Thymosin alpha 1 je rozsiahlo testovaný a jeho syntetická forma, thymalfasin, je vo veľkej miere používaná v klinickej oblasti (Obrázok ​(Obrázok č. 2).2). Niektoré z jeho aplikácií sú nasledovné.

Obrázok 2

Klinické aplikácie látky thymosin alpha 1.

Hepatitída B

Bezpečnosť a účinnosť látky thymosin alpha 1 u pacientov s chronickou hepatitídou B boli testované prostredníctvom klinických štúdií. Thymosin alpha 1 je testovaný ako monoterapia, ako aj v kombinácii s interferónom-alfa a inými nukleozidovými analógmi. Zistila sa miera úplnej virologickej odpovede [klírens deoxyribonukleovej kyseliny vírusu hepatitídy B a antigénu hepatitídy B] 40,6 % u pacientov, ktorí dostávali 1,6 mg subkutánnej injekcie dvakrát týždenne, a 26,5 % u pacientov, ktorí dostávali rovnaký režim počas 52 týždňov[29]. Je však dôležité poznamenať, že liečba hepatitídy B pomocou látky thymosin alpha 1 sa používala iba v ére interferónu a v súčasnosti je zastaraná v ére po objavení priamych antivírusových látok.

Hepatitída C

Zdá sa, že thymosin alpha 1 ako monoterapia nie je pri liečbe infekcie hepatitídou C užitočný.

Avšak kombinovaná liečba látkou thymosin alpha 1 a pegylovaného interferónu alfa 2a by mohla účinne potlačiť vírusovú replikáciu u pacientov s hepatitídou C. Thymosin alpha 1 v kombinácii s interferónom alfa 1 bol tiež testovaný na liečbu u pacientov s chronickou hepatitídou C. Okrem toho je thymosin alpha 1 dobre tolerovaný bez významných nežiaducich účinkov. Metaanalýza uskutočnená Shermanom zahŕňala mnoho štúdií ukazujúcich prevahu kombinácie tymozínu alfa 1 a interferónu alfa 1 v porovnaní s monoterapiou interferónom alfa[30]. Je stále potrebné poznamenať, že podobne ako pri hepatitíde B, bola liečba hepatitídy C s látkou thymosin alpha 1 prerušená v prospech priamych antivírusových látok.

Sepsa

Použitie látky thymosin alpha 1 u pacientov so sepsou preukázalo významné zníženie úmrtnosti v dôsledku zlyhania viacerých orgánov, ktoré je hlavnou príčinou smrti pri sepse[8].

Infekcia HIV

Kombinovaná liečba látkou thymosin alpha 1, interferónom alfa 1 a zidovudínom bola u pacientov s HIV dobre tolerovaná. Thymosin alpha 1 zvyšuje funkciu a zvyšuje počet CD4+ T buniek, a zároveň znižuje vírusovú záťaž. Thymosin alpha 1 ovplyvňuje produkciu týmusových T-buniek. Bezpečnosť a účinnosť látky thymosin alpha 1 v kombinácii s vysoko aktívnou antiretrovírusovou terapiou pri stimulácii imunitnej rekonštitúcie sa potvrdila[6]. Ukázalo sa, že thymosin alpha 1 je dobre tolerovaný a mohol by dramaticky zvýšiť hladinu excíznych kruhov signálneho kĺbového receptoru T buniek u pacientov s pokročilým ochorením HIV. Účinnejšie je dlhodobé užívanie vysokých dávok látky thymosin alpha 1[2].

Pseudomonas – pacienti po transplantácii kostnej drene

Thymosin alpha 1 sa používa aj pri iných infekciách, ako sú pseudomonády alebo infekcie po transplantácii kostnej drene[1].

Plesňová toxicita

Tento týmusový peptid má schopnosť primárne aktivovať dendritové bunky a zosilňovať Th1 a Treg bunky tak, aby bol zápal vyrovnaný a bola vyvinutá antifungálna odpoveď. Odpoveď Th1 aktivuje produkciu Th2 cytokínov (IFN-y, IL-2, IL-12, IL-18), stimuluje fagocytárnu aktivitu. Preto sa budú produkovať cytotoxické CD4+, CD8+ a T bunky a opsonizujúce protilátky, ktoré budú generovať ochranný účinok proti plesňovým patogénom[7].

Imunitná nedostatočnosť

Liečba látkou thymosin alpha 1 slúži ako stimul pre expresiu receptora IL-2 a internalizáciu IL-2. Má tiež uzdravujúci účinok na pacientov s potlačenou aktivitou ničiacich buniek aktivovaných lymfokínmi a s imunodeficienciou[29]. Thymosin alpha 1 účinkuje prostredníctvom Mýtnych receptorov v myeloidných aj plazmacytoidných dendritových bunkách a stimuluje signálne dráhy a iniciuje produkciu imunitných cytokínov. Očakáva sa teda, že thymosin alpha 1 prinesie povzbudivé výsledky v liečbe pacientov so zníženou imunitou. Celkovo zlepšuje funkciu imunitného systému bez toho, aby spôsoboval nežiaduce výsledky[13].

Psoriatická artritída

Thymosin alpha 1 je silný modulátor imunity a zápalu. Pribúdajú dôkazy, že choroby charakterizované dereguláciou imunitného systému a zápaly, ako je psoriatická artritída, sú spojené so sérovými hladinami látky thymosin alpha 1 významne nižšími ako u zdravých jedincov. Údaje zodpovedajú úlohe látky thymosin alpha 1 ako regulátora imunity, tolerancie a zápalu u pacientov so psoriatickou artritídou[4].

Očkovacie adjuvans

Použitie látky thymosin alpha 1 ako adjuvans k chrípkovej vakcíne ukázalo sľubné výsledky, najmä u starších pacientov a pacientov s oslabenou imunitou[31]. Ukázalo sa tiež, že thymosin alpha 1 zlepšuje imunogenicitu chrípkovej vakcíny[3].

Zníženie toxicity z chemoterapie

Klinické štúdie ukazujú, že thymosin alpha 1 sa používa u pacientov s rôznymi malignitami, čo znižovalo toxicitu chemoterapie a zlepšovalo kvalitu života. Zvýšenie počtu a funkcií imunitných buniek a zníženie toxicity z chemoterapie bolo tiež účinkom používania tohto lieku. Spravidla sa počas chemoterapie vyskytlo menej infekcií, znížila sa neurotoxicita a zlepšila sa kvalita života[5].

Oxidačné poškodenie, lézie pankreasu a cukrovka

Mnoho štúdií preukázalo, že thymosin alpha 1 má ochranné účinky pred oxidačným poškodením. Thymosin alpha 1 významným posilnením aktivity katalázy, superoxiddismutázy a glutatiónperoxidázy znižuje produkciu reaktívnych foriem kyslíka a zabraňuje oxidačnému poškodeniu pečeňového tkaniva. Thymosin alpha 1 má dobre zavedené antiproliferatívne vlastnosti pozorované pri rôznych malignitách u ľudí, čo je výsledkom jeho schopnosti znižovať oxidačný stres[6]. Pomáha tiež zmierniť poškodenie pankreasu a dôsledky cukrovky znížením produkcie malondialdehydu a zlepšením funkcie superoxiddismutázy a katalázy. Antioxidačné vlastnosti látky thymosin alpha 1 sa považujú za veľmi osožné pri liečbe pankreatických lézií[32].

Aplikácie u onkologických pacientov

Viaceré štúdie preukázali sľubné výsledky pri použití látky thymosin alpha 1 u pacientov s metastatickým melanómom, karcinómom hlavy a krku, s rakovinou pľúc, rakovinou prsníka a hepatocelulárnym karcinómom[33]. Thymosin alpha 1 je indikovaný ako adjuvans na chemoterapiou vyvolanú imunitnú depresiu, imunitnú nedostatočnosť a imunitnú supresiu u pacientov[5]. Okrem toho sa ukázalo, že thymosin alpha 1 v kombinácii s chemoterapiou alebo ožarovaním zlepšuje mieru prežitia u pacientov s nemalobunkovým karcinómom pľúc, ktorý predstavuje 85 % všetkých druhov rakoviny pľúc a je známy svojou nízkou reakciou na chemoterapiu[5].

NEŽIADUCE ÚČINKY A KONTRAINDIKÁCIE

Tymalfasín, syntetická forma látky thymosin alpha 1, je zvyčajne dobre znášaný. Medzi najčastejšie nepriaznivé účinky patrí miestne podráždenie, začervenanie alebo nepríjemné pocity v mieste vpichu. V klinických štúdiách sa v porovnaní s interferónom-alfa 2b samotným alebo s placebom spozorovalo, že kombinácia tymalfasínu s interferónom 2b mala zriedkavé vedľajšie účinky, ako je horúčka, únava, bolesti svalov, nevoľnosť, vracanie a neutropénia[34]. Tymalfasín je kontraindikovaný u pacientov s precitlivenosťou na thymosin alpha 1 alebo na niektorú zo zložiek injekcie. Vzhľadom na imunomodulačný účinok tymalfasínu je kontraindikovaný aj u pacientov s potlačenou imunitou, ako sú príjemcovia transplantovaných orgánov, pokiaľ prínos liečby neprekročí riziká[35].

DÔKAZY Z PREDCHÁDZAJÚCICH ĽUDSKÝCH KLINICKÝCH ŠTÚDIÍ

Thymosin alpha 1 sa používa v rôznych prípadoch na zvýšenie bunkami sprostredkovanej imunity a na liečbu mnohých rôznych chorôb (Tabuľka ​(Tabuľka č. 1).1). Uskutočnila sa štúdia na preukázanie účinku látky thymosin alpha 1 na ľudské línie rakoviny prsníka ZR-75-1, MCF-7, MDA-MB-231, MCF-10A a BT-549. Pre tento experiment sa thymosin alpha 1 rozpustil v sterilnej vode a uskladnil sa v 2 ml plastových skúmavkách pri teplote -20 °C. Výsledky ukázali, že thymosin alpha 1 inhiboval bunkovú proliferáciu a indukoval apoptózu pri ľudskej leukémii, nemalobunkovom karcinóme pľúc, melanóme a ďalších druhoch rakoviny. Apoptóza bola významne indukovaná v bunkových líniách rakoviny prsníka a leukémie u ľudí s koncentráciou látky thymosin alpha 1 od 100 do 160 IM. Ďalej sa ukázalo, že bunky ZR-75-1 a MCF-7 vykazujú odlišnú citlivosť na thymosin alpha 1. Štúdia všeobecne odhalila, že thymosin alpha 1 by mohol byť možným prístupom k liečbe rakoviny prsníka[36]. Ďalšie štúdie ukazujú, že thymosin alpha 1 môže byť sľubnou liečbou závažnej sepsy. V šiestich terciárnych fakultných nemocniciach v Číne sa uskutočnili rôzne štúdie malého rozsahu, ako aj rozsiahle multicentrické, zaslepené a randomizované kontrolné štúdie, ktorých cieľom bolo preukázať zásadnú úlohu, ktorú thymosin alpha 1 preukazuje pri liečbe sepsy. Pacienti prijatí na jednotku intenzívnej starostlivosti s ťažkou sepsou boli náhodne rozdelení medzi kontrolnú skupinu a skupinu s látkou thymosin alpha 1. Hypodermické injekcie s 1,6 mg látky thymosin alpha-1 alebo normálneho soľného roztoku boli distribuované všetkým jednotlivcom dvakrát denne po dobu piatich dní, potom sa dávka znížila na jedenkrát denne. Výsledky ukázali, že miera úmrtnosti bola v skupine s látkou thymosin alpha 1 o 9,0 % nižšia ako v kontrolnej skupine[21].

Tabuľka č. 1

Zhrnutie predklinických a klinických štúdií

IL: Interleukín; sjTREC: Signálne kĺbové T-bunkové receptorové excízne kruhy; HIV: Ľudský vírus nedostatočnej imunity; ALT: Glutamát-pyrohroznová transamináza; HBV: Vírus hepatitídy B; DNA: Deoxyribonukleová kyselina.

Ako bolo diskutované vyššie, jednou z najsilnejších vlastností látky thymosin alpha 1 je jeho úloha pri aktivácii odpovedí T buniek v tele. V štúdii na siedmich pacientoch s chronickou hepatitídou spôsobenou vírusom hepatitídy B sa pokúsili zistiť imunomodulačné vlastnosti látky thymosin alpha 1. Každý jedinec bol liečený celkovo 24 týždňov hypodermickou injekciou v dávke 1,29/0,4 mg/telo/deň, šesťkrát týždenne počas prvých 2 týždňov a potom dvakrát týždenne počas ďalších 22 týždňov. Následne boli vykonané biopsie pečene, aby sa zhromaždili údaje. Hladiny alanín trans-amináz v sére sa zlepšili na 47,39 / 17,0 IU / l a normalizovali sa u 42,9 % pacientov po 48 týždňoch liečby. Úplné vymiznutie deoxyribonukleovej kyseliny vírusu hepatitídy B však bolo pozorované len u 28,6 %. Thymosin alpha 1 tiež ovplyvňoval dozrievanie T-buniek, čo demonštrovalo jeho vysoké imunomodulačné vlastnosti. Celkovo sa uvádza, že kombinovaná liečba s látkou thymosin alpha 1 a IFN-α má preukázateľnú biologickú aktivitu u pacientov s vírusovou hepatitídou[37].

THYMOSIN ALPHA 1/THYMALFASIN VS THYMOSIN BETA 4/TIMBETASIN

Tymozín alfa 1 a tymozín beta 4 sú dva hormonálne peptidy, ktoré sa vylučujú z týmusu a majú výrazne odlišné chemické zloženie a imunologické účinky. Tieto proteíny sú oddelené z tymozínovej frakcie 5 a majú potenciál meniť rôzne imunitné funkcie u cicavcov. Predpokladá sa, že tymozín alfa 1 je zodpovedný za obnovu imunitného systému zvýšením imunity sprostredkovanej bunkami u zvierat bez týmusu. Tymozín beta 4 je z rodiny proteínov sekvestrujúcich aktínové monoméry, ktoré v podstate regulujú nepolymerizovaný aktín a majú aktívnu úlohu pri udržiavaní voľných monomérov G-aktínu v cytoplazme. Tymozín alfa 1 je klinicky významný pri rôznych druhoch rakoviny, konkrétne pri hepatocelulárnom karcinóme, rakovine pľúc a melanómoch. Tymozín beta 4, má silnú odpoveď na vírusovo infikované bunky. V súčasnosti sa testuje ako možná liečba proti chrípke, HIV a syndrómu získanej imunitnej nedostatočnosti[38-41].

MOHOL BY THYMOSIN ALPHA 1 ZLEPŠIŤ VÝSLEDKY U PACIENTOV S COVID-19?

Pandémia COVID-19 má celosvetový dopad a viaceré štúdie preukázali imunologické účinky tejto choroby. Všetky krajiny postihnuté so SARS-CoV-2 sa zameriavajú na hľadanie účinnej liečby. Thymosin alpha 1 má veľmi významnú úlohu pri kontrole imunity aj pri zápaloch (Tabuľka ​(Tabuľka č. 2).2). Doteraz sa používal pri rôznych patologických stavoch: Infekcie, sepsa, imunodeficiencie a zhubné nádory. Zistilo sa tiež, že obmedzuje úmrtnosť u niekoľkých z nich, ako je sepsa a infekcia HIV. Aj keď klinické štúdie o účinnosti látky thymosin alpha 1 pri liečbe COVID-19 sú stále obmedzené, bolo by veľmi užitočné ďalej skúmať potenciálnu prospešnosť, ktorú tento liek môže priniesť pri zmierňovaní devastujúcich účinkov súčasnej pandémie.

Tabuľka č. 2

Zhrnutie prebiehajúcich klinických testov produktu thymosin a koronavírusového ochorenia 2019

Údaje načítané z clinicaltrials.gov, 5. októbra 2020. COVID-19: Koronavírusové ochorenie 2019.

Nedávna štúdia u pacientov s COVID-19 preukázala, ako thymosin alpha 1 významne podporuje proliferáciu aktivovaných T buniek, čo viedlo ku kritickej prevencii lymfopénie u infikovaných pacientov. Celkovo sa štúdie zúčastnilo 25 ťažko a kriticky chorých pacientov. Jedenásť z nich dostávalo dennú liečbu s látkou thymosin alpha 1 po dobu jedného týždňa, zatiaľ čo zvyšok pacientov nebol liečený. Údaje ukazujú, že pacienti v skupine liečenej s látkou thymosin alpha 1 mali vyšší počet lymfocytov ako pacienti bez liečby[42]. V inej retrospektívnej štúdii uskutočnenej v Číne dostávali pacienti v liečebnej skupine subkutánne injekcie 10 mg látky thymosin alpha 1 raz denne najmenej sedem po sebe nasledujúcich dní. Suplementácia s látkou thymosin alpha 1 preukázala zlepšenie a obnovenie počtu T buniek u pacientov s COVID-19 s ťažkou lymfocytopéniou a nakoniec suplementácia s látkou thymosin alpha 1 znížila úmrtnosť u ťažko chorých pacientov na COVID-19[30].

Pri liečbe COVID-19 sa predpokladá, že sa thymosin alpha 1 podáva ako intramuskulárna injekcia počas 7 dní u pacientov, ktorí majú bunky CD8 menej ako 400/μL a bunky CD4 menej ako 650/μL. Toto sa predpokladá na základe pochopenia, že indukcia látky thymosin alpha-1 preukázala zlepšenie počtu T buniek u starších pacientov s komorbiditami, ako sú hypertenzia a kardiovaskulárne ochorenia. Zdraví ľudia starší ako 60 rokov by mali dostávať thymosin alpha 1 ako doplnok na prevenciu infekcie COVID-19[43]. Tiež sa predpokladá, že thymosin alpha 1 užívaný pred podaním metylprednizolónu pacientom s COVID-19 môže zabrániť úmrtiu tymocytov vyvolanému steroidmi[44]. Čínska národná zdravotnícka komisia zahrnula thymosin alpha 1 ako alternatívnu možnosť liečby pre pacientov s lymfocytopéniou alebo imunodeficienciou.

V súčasnosti existujú rôzne prebiehajúce klinické štúdie látky thymosin u pacientov s COVID-19, ktoré sú registrované na clinicaltrials.gov (Tabuľka č. 2).

ZÁVER

Thymosin alpha 1 je týmusový peptid so spozorovanou imunomodulačnou kapacitou a biochemickými vlastnosťami. Syntetický analóg látky thymosin alpha 1, tymalfasín, indukuje produkciu rastového faktora IL-2 a B buniek, diferenciáciu nezrelých lymfocytov pupočníkovej krvi, zvyšuje účinnosť prezentácie makrofágového antigénu a moduláciu a čiastočnú normalizáciu funkcie a počtu T-lymfocytov. Účinky imunitnej stimulácie sa vyskytujú pôsobením TLR v myeloidných aj plazmacytoidných dendritových bunkách s produkciou cytokínov. Imunosupresívne účinky vírusového obalu SARS-CoV-2 na vyvolanie cytokínovej búrky sa môžu modulovať liečbou s látkou thymosin alpha 1. To by bolo obzvlášť prospešné pri prevencii katastrofických udalostí, ako je napríklad cytokínová búrka v závažnejších prípadoch. Thymosin alpha 1 a jeho syntetický analóg tymalfasín majú dobre preštudované profily bezpečnosti a sú dobre tolerované iba s malými vedľajšími účinkami. Klinické štúdie preukázali významnú úlohu látky thymosin alpha 1 v imunitných a zápalových odpovediach a rozsiahly výskum preukázal jeho efektívne použitie pri množstve chorôb od hepatitídy a HIV až po imunodeficity a rakovinu, ako aj jeho použitie ako adjuvansu pri očkovaní.

V súvislosti s infekciou COVID-19 sa preukázalo, že znižuje úmrtnosť u osôb so závažným ochorením a pomáha pri obnove niektorých imunitných funkcií zvýšením aktivity týmusu. Ďalšia štúdia by bola veľmi prospešná pri určovaní, či by thymosin alpha 1 mohol slúžiť ako terapeutický prípravok alebo v kombinácii s inými spôsobmi liečby na zmiernenie progresie a závažnosti ochorenia. Pre tento účel môžeme dospieť k záveru, že sú potrebné ďalšie štúdie týkajúce sa použitia látky thymosin alpha 1 u týchto pacientov.

POĎAKOVANIE

Autori by chceli poďakovať doktorovi Marcosovi A Sanchez-Gonzalezovi, MD, PhD za aktívne poskytovanie cenných rád a návrhov v priebehu projektu.

Čisto pre vedecký výskum

Napriek skutočnosti, že o látke Thymosin Alpha 1 už bolo veľa výskumov v súvislosti s jej funkciou a prospešnosťou, ktoré z nej môžu vyplývať, je potrebné zdôrazniť, že peptid je v tomto okamihu stále určený len pre vedecké štúdie. Z tohto dôvodu by akékoľvek zistenia alebo pozorovania týkajúce sa celkovej funkčnosti, mechaniky, prospešnosti látky Thymosin Alpha 1 mali byť výlučne produktom štúdie uskutočňovanej v prísne obmedzenom prostredí.

Kúpiť peptid

Referencie

1. Camerini R, Garaci E. Historical review of thymosin α 1 in infectious diseases. Expert Opin Biol Ther. 2015;15 Suppl 1:S117–S127. [PubMed] [Google Scholar]

2. Matteucci C, Grelli S, Balestrieri E, Minutolo A, Argaw-Denboba A, Macchi B, Sinibaldi-Vallebona P, Perno CF, Mastino A, Garaci E. Thymosin alpha 1 and HIV-1: recent advances and future perspectives. Future Microbiol. 2017;12:141–155. [PubMed] [Google Scholar]

3. Carraro G, Naso A, Montomoli E, Gasparini R, Camerini R, Panatto D, Tineo MC, De Giorgi L, Piccirella S, Khadang B, Ceracchi M, De Rosa A. Thymosin-alpha 1 (Zadaxin) enhances the immunogenicity of an adjuvated pandemic H1N1v influenza vaccine (Focetria) in hemodialyzed patients: a pilot study. Vaccine. 2012;30:1170–1180. [PubMed] [Google Scholar]

4. Pica F, Gaziano R, Casalinuovo IA, Moroni G, Buè C, Limongi D, D'Agostini C, Tomino C, Perricone R, Palamara AT, Sinibaldi Vallebona P, Garaci E. Serum thymosin alpha 1 Levels in normal and pathological conditions. Expert Opin Biol Ther. 2018;18:13–21. [PubMed] [Google Scholar]

5. Zadaxin (Thymalfasin): Uses, Dosage, Side Effects, Interactions, Warning [Internet]. RxList. 2009. [cited 2020 September 27]. Available from: https://www.rxlist.com/zadaxin-drug.htm#description .

6. Li J, Liu CH, Wang FS. Thymosin alpha 1: biological activities, applications and genetic engineering production. Peptides. 2010;31:2151–2158. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

7. Antachopoulos C, Katragkou A, Roilides E. Immunotherapy against invasive mold infections. Immunotherapy. 2012;4:107–120. [PubMed] [Google Scholar]

8. Li C, Bo L, Liu Q, Jin F. Thymosin alpha1 based immunomodulatory therapy for sepsis: a systematic review and meta-analysis. Int J Infect Dis. 2015;33:90–96. [PubMed] [Google Scholar]

9. Romani L, Tomino C, Puccetti P, Garaci E. Off-label therapy targeting pathogenic inflammation in COVID-19. Cell Death Discov. 2020;6:49. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

10. Hoch K, Volk DE. Structures of Thymosin Proteins. Vitam Horm. Epub 2016; 102: 1-24. [PubMed] [Google Scholar]

11. Elizondo-Riojas MA, Chamow SM, Tuthill CW, Gorenstein DG, Volk DE. NMR structure of human thymosin alpha-1. Biochem Biophys Res Commun. 2011;416:356–361. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

12. Thymalfasin [Internet]. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [cited 2020 September 27]. Available from: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Thymalfasin .

13. King R, Tuthill C. Immune Modulation with Thymosin Alpha 1 Treatment. Vitam Horm. 2016;102:151–178. [PubMed] [Google Scholar]

14. Liu XH, Lu SH, Chen J, Xia L, Yang ZG, Charles S, Yang Y, Lin Y, Lu HZ. Clinical characteristics of foreign-imported COVID-19 cases in Shanghai, China. Emerg Microbes Infect. 2020;9:1230–1232. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

15. Poo JL, Sánchez-Avila F, Kershenobich D, García-Samper X, Gongora J, Uribe M. Triple combination of thymalfasin, peginterferon alfa-2a and ribavirin in patients with chronic hepatitis C who have failed prior interferon and ribavirin treatment: 24-week interim results of a pilot study. J Gastroenterol Hepatol. 2004;19 Suppl 6:S79–S81. [PubMed] [Google Scholar]

16. Chen F, Chen XM, Chen Z, Jiang HL, Pan XP, Hu ZR, Liu RH, Chen XM. Construction and application of a yeast expression system for thymosin alpha1. Biocell. 2005;29:253–259. [PubMed] [Google Scholar]

17. Chen Y, Wang A, Zhao L, Shen G, Cui L, Tang K. Expression of thymosin alpha1 concatemer in transgenic tomato (Solanum lycopersicum) fruits. Biotechnol Appl Biochem. 2009;52:303–312. [PubMed] [Google Scholar]

18. Tuthill CW, Rudolph A, Li Y, Tan B, Fitzgerald TJ, Beck SR, Li YX. Quantitative analysis of thymosin alpha1 in human serum by LC-MS/MS. AAPS PharmSciTech. 2000;1:E11. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

19. Thymosin alpha 1 steroid [Internet]. Mybiosource.com. [cited 2020 September 27]. Available from: https://www.mybiosource.com/steroid/thymosin-alpha-1/639043 .

20. Romani L, Bistoni F, Gaziano R, Bozza S, Montagnoli C, Perruccio K, Pitzurra L, Bellocchio S, Velardi A, Rasi G, Di Francesco P, Garaci E. Thymosin alpha 1 activates dendritic cells for antifungal Th1 resistance through toll-like receptor signaling. Blood. 2004;103:4232–4239. [PubMed] [Google Scholar]

21. Romani L, Bistoni F, Montagnoli C, Gaziano R, Bozza S, Bonifazi P, Zelante T, Moretti S, Rasi G, Garaci E, Puccetti P. Thymosin alpha1: an endogenous regulator of inflammation, immunity, and tolerance. Ann N Y Acad Sci. 2007;1112:326–338. [PubMed] [Google Scholar]

22. Wu J, Zhou L, Liu J, Ma G, Kou Q, He Z, Chen J, Ou-Yang B, Chen M, Li Y, Wu X, Gu B, Chen L, Zou Z, Qiang X, Chen Y, Lin A, Zhang G, Guan X. The efficacy of thymosin alpha 1 for severe sepsis (ETASS): a multicenter, single-blind, randomized and controlled trial. Crit Care. 2013;17:R8. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

23. Tuthill C, Rios I, De Rosa A, Camerini R. Thymosin α1 continues to show promise as an enhancer for vaccine response. Ann N Y Acad Sci. 2012;1270:21–27. [PubMed] [Google Scholar]

24. Naylor PH, Quadrini K, Garaci E, Rasi G, Hadden JW. Immunopharmacology of thymosin alpha1 and cytokine synergy. Ann N Y Acad Sci. 2007;1112:235–244. [PubMed] [Google Scholar]

25. Moody TW. Thymosin alpha1 as a chemopreventive agent in lung and breast cancer. Ann N Y Acad Sci. 2007;1112:297–304. [PubMed] [Google Scholar]

26. Armutcu F, Coskun O, Gürel A, Kanter M, Can M, Ucar F, Unalacak M. Thymosin alpha 1 attenuates lipid peroxidation and improves fructose-induced steatohepatitis in rats. Clin Biochem. 2005;38:540–547. [PubMed] [Google Scholar]

27. Tuthill C, Rios I, McBeath R. Thymosin alpha 1: past clinical experience and future promise. Ann N Y Acad Sci. 2010;1194:130–135. [PubMed] [Google Scholar]

28. Chien RN, Liaw YF, Chen TC, Yeh CT, Sheen IS. Efficacy of thymosin alpha1 in patients with chronic hepatitis B: a randomized, controlled trial. Hepatology. 1998;27:1383–1387. [PubMed] [Google Scholar]

29. Sherman KE. Thymosin alpha 1 for treatment of hepatitis C virus: promise and proof. Ann N Y Acad Sci. 2010;1194:136–140. [PubMed] [Google Scholar]

30. Eckert K, Schmitt M, Garbin F, Wahn U, Maurer HR. Thymosin alpha 1 effects, in vitro, on lymphokine-activated killer cells from patients with primary immunodeficiencies: preliminary results. Int J Immunopharmacol. 1994;16:1019–1025. [PubMed] [Google Scholar]

31. Panatto D, Amicizia D, Lai PL, Camerini R, De Rosa A, Gasparini R. Utility of thymosin alpha-1 (Zadaxin) as a co-adjuvant in influenza vaccines: a review. J Prev Med Hyg. 2011;52:111–115. [PubMed] [Google Scholar]

32. Qin Y, Chen FD, Zhou L, Gong XG, Han QF. Proliferative and anti-proliferative effects of thymosin alpha1 on cells are associated with manipulation of cellular ROS levels. Chem Biol Interact. 2009;180:383–388. [PubMed] [Google Scholar]

33. Costantini C, Bellet MM, Pariano M, Renga G, Stincardini C, Goldstein AL, Garaci E, Romani L. A Reappraisal of Thymosin Alpha1 in Cancer Therapy. Front Oncol. 2019;9:873. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

34. Ancell CD, Phipps J, Young L. Thymosin alpha-1. Am J Health Syst Pharm. 2001;58:879–85; quiz 886. [PubMed] [Google Scholar]

35. Rekdal M, Pai A, Bs M. Experimental data of co-crystals of Etravirine and L-tartaric acid. Data Brief. 2018;16:135–140. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

36. Guo Y, Chang H, Li J, Xu XY, Shen L, Yu ZB, Liu WC. Thymosin alpha 1 suppresses proliferation and induces apoptosis in breast cancer cells through PTEN-mediated inhibition of PI3K/Akt/mTOR signaling pathway. Apoptosis. 2015;20:1109–1121. [PubMed] [Google Scholar]

37. Sugahara S, Ichida T, Yamagiwa S, Ishikawa T, Uehara K, Yoshida Y, Yang XH, Nomoto M, Watanabe H, Abo T, Asakura H. Thymosin-alpha1 increases intrahepatic NKT cells and CTLs in patients with chronic hepatitis B. Hepatol Res. 2002;24:346–354. [PubMed] [Google Scholar]

38. Renault L. Intrinsic, Functional, and Structural Properties of β-Thymosins and β-Thymosin/WH2 Domains in the Regulation and Coordination of Actin Self-Assembly Dynamics and Cytoskeleton Remodeling. Vitam Horm. 2016;102:25–54. [PubMed] [Google Scholar]

39. Kim J, Jung Y. Thymosin Beta 4 Is a Potential Regulator of Hepatic Stellate Cells. Vitam Horm. 2016;102:121–149. [PubMed] [Google Scholar]

40. Xue B, Robinson RC. Actin-Induced Structure in the Beta-Thymosin Family of Intrinsically Disordered Proteins. Vitam Horm. 2016;102:55–71. [PubMed] [Google Scholar]

41. Hsia J, Sztein MB, Naylor PH, Simon GL, Goldstein AL, Hayden FG. Modulation of thymosin alpha 1 and thymosin beta 4 Levels and peripheral blood mononuclear cell subsets during experimental rhinovirus colds. Lymphokine Res. 1989;8:383–391. [PubMed] [Google Scholar]

42. Yu K, He J, Wu Y, Xie B, Liu X, Wei B, Zhou H, Lin B, Zuo Z, Wen W, Xu W, Zou B, Wei L, Huang X, Zhou P. Dysregulated adaptive immune response contributes to severe COVID-19. Cell Res. 2020;30:814–816. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

43. Bergstrom DJ, Kotb R, Louzada ML, Sutherland HJ, Tavoularis S, Venner CP Myeloma Canada Research Network Consensus Guideline Consortium. Consensus Guidelines on the Diagnosis of Multiple Myeloma and Related Disorders: Recommendations of the Myeloma Canada Research Network Consensus Guideline Consortium. Clin Lymphoma Myeloma Leuk. 2020;20:e352–e367. [PubMed] [Google Scholar]

44. Zhang L, Liu Y. Potential interventions for novel coronavirus in China: A systematic review. J Med Virol. 2020;92:479–490. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

Articles from World Journal of Virology are provided here courtesy of Baishideng Publishing Group Inc