Was ist KPV? Das alpha-MSH-Tripeptid in der veröffentlichten Forschung

Woher stammt KPV?

KPV stammt vom alpha-melanotropen Hormon (alpha-MSH), einem Peptid aus 13 Aminosäuren, das der Körper aus einem größeren Vorläuferprotein namens Proopiomelanocortin (POMC) schneidet. Die vollständige alpha-MSH-Sequenz lautet SYSMEHFRWGKPV, und KPV sind die letzten drei Reste davon, die Positionen 11 bis 13. Aus diesem Grund wird es in der Literatur oft als alpha-MSH(11-13) geschrieben. Übersichtsarbeiten zur Biologie von alpha-MSH beschreiben es als ein Peptid mit Wirkungen auf Entzündungen und Immunzellen, und Arbeiten ab den späten 1990er Jahren führten einen Teil dieser Aktivität, zusammen mit antimikrobieller Aktivität, auf das C-terminale Tripeptid zurück.

Strukturell ist KPV eine kurze lineare Kette aus Lysin, Prolin und Valin. Lysin verleiht ihm eine basische, positiv geladene Seitenkette, und eine Studie stellte fest, dass KPV unterhalb von pH 7 eine positive Ladung trägt. Sein aus den drei Resten berechnetes Molekulargewicht beträgt etwa 342,4 g/mol. Forscher haben auch Varianten hergestellt: KP-D-V, das die D-Form von Valin verwendet, und ein Dimer namens (CKPV)2, bei dem zwei KPV-Einheiten durch einen Cys-Cys-Linker verbunden sind. Das Dimer wurde für antimikrobielle Arbeiten untersucht, und seine dreidimensionale Struktur wurde mittels NMR charakterisiert.

Ein Teil des Forschungsinteresses liegt in dem, was KPV fehlt. Alpha-MSH hat eine pigmentierende Wirkung über Melanocortin-Rezeptoren, und Übersichtsarbeiten nannten diese Wirkung als ein Hindernis für die Untersuchung des gesamten Hormons in der Entzündungsforschung. Eine Übersichtsarbeit stellte fest, dass KPV das Sequenzmotiv fehlt, das zur Bindung an einen der bekannten Melanocortin-Rezeptoren erforderlich ist, doch in den von ihr zusammengefassten Studien behielt KPV den größten Teil der entzündungshemmenden Aktivität des gesamten Hormons bei, ohne pigmentierende Wirkung. Dieselben Übersichtsarbeiten beschreiben ein verwandtes Tripeptid, KdPT, das den Resten 193 bis 195 von IL-1beta entspricht und zusammen mit KPV untersucht wurde.

Wie wird es auf molekularer Ebene beschrieben?

Vollständiges alpha-MSH ist dafür bekannt, an Melanocortin-Rezeptoren, insbesondere MC1R, zu wirken und das zyklische AMP in der Zelle zu erhöhen. KPV scheint sich anders zu verhalten. In HaCaT und normalen menschlichen Keratinozyten erhöhten weder alpha-MSH noch KPV das zyklische AMP, und Kalziumreaktionen wurden nur in Gegenwart eines Adenosin-Agonisten beobachtet. In Ovarialzellen des chinesischen Hamsters, die so modifiziert wurden, dass sie MC1R exprimieren, erhöhten KPV-Peptide das intrazelluläre Kalzium. Eine immunologische Studie an Mäusen berichtete, dass KPV an MC1R auf antigenpräsentierenden Zellen binden könnte, was nicht ganz mit der Aussage in der Übersichtsarbeit übereinstimmt, dass KPV das Rezeptorbindungsmotiv fehlt. Im Gegensatz dazu hatte KPV bei der DSS-Kolitis bei Mäusen auch bei Tieren mit einem nicht funktionellen MC1R noch eine Wirkung, und die Autoren schlossen daraus, dass seine Wirkungen zumindest teilweise unabhängig von diesem Rezeptor waren.

Zwei Wege in die Zelle wurden detaillierter beschrieben. In menschlichen Darmepithelzellen (Caco2-BBE und HT29-Cl.19A) und Jurkat-T-Zellen wurde KPV von PepT1, einem Transporter für Di- und Tripeptide, aufgenommen. Im Inneren reduzierten nanomolare Konzentrationen die NF-kappaB- und MAP-Kinase-Signalübertragung und senkten die Freisetzung von entzündlichen Zytokinen. In immortalisierten menschlichen bronchialen Epithelzellen (16HBE14o-) wanderte KPV in den Zellkern, stabilisierte das Inhibitorprotein IkappaBalpha und reduzierte den Eintritt der NF-kappaB-Untereinheit p65RelA in den Kern. Kompetitionsversuche deuteten auf eine Interaktion mit der Stelle auf p65RelA hin, die Importin-alpha3 bindet. Zusammenfassend beschreiben die veröffentlichten Arbeiten KPV als ein Peptid, das die NF-kappaB-Signalübertragung dämpft, wobei der genaue Beitrag der Rezeptoren noch offen ist.

Was wurde in der veröffentlichten Forschung beobachtet?

Die meiste Forschung zu KPV wurde an Mausmodellen für Darmentzündungen durchgeführt, mit kleineren Arbeitsgruppen zu Atemwegszellen, Hautimmunologie, dem Auge und Mikroben. Die wichtigsten Ergebnisse sind nachfolgend zusammengefasst, wobei jeweils das Modell genannt wird. Die Ergebnisse wurden als Körpergewicht, Gewebehistologie, Enzymaktivität, Zytokinspiegel oder Reportergensignale gemessen, sodass jeder Befund eine Labormessung in diesem Modell und kein klinisches Ergebnis beschreibt.

• Kolitis bei Mäusen, freies Peptid: Bei der DSS-Kolitis und der CD45RB(hi)-T-Zell-Transfer-Kolitis nahmen Mäuse, die KPV erhielten, schneller wieder an Körpergewicht zu und zeigten weniger entzündliche Infiltrate und eine geringere Myeloperoxidase-Aktivität im Kolongewebe. Bei Mäusen mit einem nicht funktionellen MC1R, denen DSS gegeben wurde, überlebten alle Tiere in der KPV-Gruppe.
• Kolitis bei Mäusen, oraler Weg: KPV, das dem Trinkwasser zugesetzt wurde, reduzierte die histologische Entzündung und die Expression entzündlicher Zytokine sowohl bei der DSS- als auch bei der TNBS-Kolitis, in derselben Studie, die die PepT1-Aufnahme beschrieb.
• Nanopartikel-Verabreichung zum Kolon: KPV, das in Nanopartikel in einem Alginat- und Chitosan-Hydrogel geladen und oral verabreicht wurde, reduzierte die entzündlichen und histologischen Anzeichen der DSS-Kolitis bei Mäusen. Die Autoren berichteten über eine ähnliche Wirkung bei einer Konzentration, die etwa 12.000-mal niedriger war als die von freiem KPV in Lösung. Eine spätere Studie verwendete mit Hyaluronsäure beschichtete Nanopartikel, die auf kolonische Epithelzellen und Makrophagen abzielten, und berichtete über weniger Schleimhautschäden und niedrigere TNF-alpha-Werte bei Mäusen.
• Tumorentwicklung im Zusammenhang mit Kolitis: Im AOM-plus-DSS-Mausmodell folgte auf KPV eine reduzierte Tumorentwicklung bei normalen Mäusen, hatte aber keine solche Wirkung bei Mäusen, denen PepT1 fehlte, was den oben beschriebenen Transporterweg unterstützt.
• Atemwegsepithel: In menschlichen bronchialen Epithelzellen, die mit TNF-alpha oder einem Atemwegsvirus stimuliert wurden, reduzierte KPV die NF-kappaB-Aktivität, die Aktivität der Matrix-Metalloproteinase 9 und die Freisetzung der Chemokine IL8 und Eotaxin, wobei die Wirkung mit der Konzentration zunahm.
• Hautimmunologie: In einem Mausmodell der Kontaktüberempfindlichkeit reduzierten systemisches oder topisches alpha-MSH oder KPV sowohl die Sensibilisierungs- als auch die Auslösungsphase und induzierten eine Toleranz gegenüber dem spezifischen Hapten.
• Hornhautwunden: Bei Kaninchen, deren Hornhautepithel entfernt worden war, waren alle acht Hornhäute, die topisches KPV erhielten, nach 60 Stunden vollständig mit neuem Epithel bedeckt, verglichen mit keiner in der Kontrollgruppe. Die Blockierung der Stickoxidsynthase mit L-NAME hob die Wirkung auf, was auf eine Verbindung zu Stickoxid hindeutet.
• Mikroben und Viren in vitro: alpha-MSH und KPV reduzierten die Koloniebildung von Staphylococcus aureus und die Lebensfähigkeit sowie die Keimschlauchbildung von Candida albicans. In einer separaten Arbeit reduzierte KPV die HIV-1-Expression in chronisch infizierten U1-Zellen und die Replikation in akut infizierten Makrophagen, die aus Monozyten gewonnen wurden.
• Endotoxin-Antwort: In menschlichen mononukleären Blutzellen, die mit LPS stimuliert wurden, reduzierte das Dimer (CKPV)2 die TNF-alpha-Produktion und war potenter als KPV selbst.
• Hautpermeation: Durch gespendete menschliche Haut erreichte KPV durch passive Diffusion keine nachweisbaren Spiegel. Eine Vorbehandlung mit Mikronadeln und Iontophorese erhöhte die Permeation, was für jeden relevant ist, der Experimente zur topischen Verabreichung konzipiert.

Was die Evidenz nicht belegt

Die veröffentlichten Daten zu KPV stammen fast ausschließlich aus Zell- und Tierversuchen. In PubMed wurden keine kontrollierten Humanstudien zu KPV gefunden, und menschliches Material erscheint nur in Form von Zelllinien, isolierten Blutzellen und gespendeter Haut. Chemisch induzierte und T-Zell-Transfer-Kolitis bei Mäusen sind nützliche Modelle, aber sie bilden nicht den Verlauf von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen beim Menschen ab, und die Ergebnisse in einem Modell ließen sich nicht immer auf ein anderes übertragen.

Einige der stärkeren Ergebnisse bei Kolitis verwendeten Verabreichungssysteme wie Nanopartikel und Hydrogele, sodass sie nicht direkt als Eigenschaften des freien Peptids gelesen werden können. Das Rezeptorenbild ist ebenfalls ungelöst: MC1R-Bindung, PepT1-Transport und die Blockierung des Kernimports wurden jeweils vorgeschlagen, und die Studien sind sich nicht einig, wie viel jeder einzelne dazu beiträgt. Veröffentlichte Daten zur Plasmastabilität, Verteilung im Körper und Langzeittoxikologie sind begrenzt, und die in vitro verwendeten Konzentrationen variieren stark zwischen den Studien. Die Datenlage unterstützt daher KPV als ein Werkzeug zur Untersuchung der entzündlichen Signalübertragung, nicht als eine etablierte Therapie.

Es ist auch erwähnenswert, wie alt und wie breit gestreut die Evidenz ist. Die meisten der hier zitierten Maus-Kolitis-Studien wurden zwischen 2007 und 2017 veröffentlicht, und die antimikrobiellen und HIV-Befunde stammen aus dem Jahr 2000. Diese Studien verwendeten unterschiedliche Peptidquellen, Vehikel und Wege, und sie berichten selten über die Peptidreinheit in dem heute erwarteten Detailgrad. Forscher, die neue Arbeiten mit KPV planen, können die Ergebnisse leichter vergleichbar machen, indem sie die Quelle, Reinheit und verifizierte Masse des Peptids, das verwendete Lösungsmittel und die Endkonzentration in jedem Assay angeben.

Welche Formate liefert Vitality Peps?

Vitality Peps liefert KPV als KPV 10 mg, ein lyophilisiertes Pulver in einem versiegelten Vial. Zur Rekonstitution liefert Vitality Peps auch bakteriostatisches Wasser in 10 ml Vials. Beide werden nur für die In-vitro-Laborforschung verkauft. Das Vial enthält das freie Tripeptid, keine Nanopartikel-, Hydrogel- oder Dimer-Zubereitung, wie sie in einigen der oben beschriebenen Studien verwendet wurden, sodass diese Verabreichungssysteme nicht Teil des Produkts sind.

Wie wird es im Labor gehandhabt?

Lyophilisiertes KPV wird bis zur Verwendung kalt und dunkel gelagert. Vor der Rekonstitution lässt man das Vial Raumtemperatur erreichen, und das Pulver wird in bakteriostatischem Wasser bei Raumtemperatur durch sanftes Schwenken anstelle von Schütteln gelöst. Die Arbeitskonzentration wird aus der tatsächlichen Peptidmasse im Vial berechnet, wie auf dem Analysezertifikat angegeben, nicht allein aus der Nennangabe auf dem Etikett.

Sobald die Lösung rekonstituiert ist, wird sie gekühlt aufbewahrt, mit der Konzentration beschriftet und am Tag der Zubereitung datiert. Wiederholtes Erwärmen und Abkühlen wird vermieden. Unser Leitfaden zur Lagerung von Forschungspeptiden und unser Leitfaden zum Lesen eines Peptid-Analysezertifikats geben mehr Details zu beiden Schritten.

Nur für Forschungszwecke

Von Vitality Peps geliefertes KPV ist nur für die In-vitro-Laborforschung bestimmt. Kein Medikament, kein Nahrungsergänzungsmittel, nicht für den menschlichen oder tierischen Verzehr. Nichts des oben Genannten ist eine Gebrauchsanweisung.