Wat is KPV? Het alfa-MSH-tripeptide in gepubliceerd onderzoek

Waar komt KPV vandaan?

KPV is afkomstig van het alfa-melanocyt-stimulerend hormoon (alfa-MSH), een peptide van 13 aminozuren dat door het lichaam wordt geknipt uit een groter voorlopereiwit genaamd pro-opiomelanocortine (POMC). De volledige alfa-MSH-sequentie is SYSMEHFRWGKPV, en KPV bestaat uit de laatste drie residuen, posities 11 tot 13. Om deze reden wordt het in de literatuur vaak geschreven als alfa-MSH(11-13). Overzichtsartikelen over de biologie van alfa-MSH beschrijven het als een peptide met effecten op ontsteking en immuuncellen, en onderzoek vanaf eind jaren negentig heeft een deel van die activiteit, samen met antimicrobiële activiteit, herleid tot het C-terminale tripeptide.

Structureel gezien is KPV een korte, lineaire keten van lysine, proline en valine. Lysine geeft het een basische, positief geladen zijketen, en een studie merkte op dat KPV een positieve lading draagt onder een pH van 7. Het molecuulgewicht, berekend op basis van de drie residuen, is ongeveer 342,4 g/mol. Onderzoekers hebben ook varianten gemaakt: KP-D-V, dat de D-vorm van valine gebruikt, en een dimeer genaamd (CKPV)2, waarin twee KPV-eenheden zijn verbonden door een Cys-Cys-linker. Het dimeer werd onderzocht voor antimicrobieel werk, en de driedimensionale structuur ervan werd gekarakteriseerd met NMR.

Een deel van de onderzoeksinteresse ligt in wat KPV mist. Alfa-MSH heeft een pigmenterend effect via melanocortinereceptoren, en overzichtsartikelen noemden dat effect als een obstakel voor het bestuderen van het volledige hormoon in ontstekingsonderzoek. Een overzichtsartikel merkte op dat KPV het sequentiemotief mist dat nodig is om te binden aan een van de bekende melanocortinereceptoren, maar dat KPV in de samengevatte studies het grootste deel van de ontstekingsremmende activiteit van het volledige hormoon behield, zonder pigmenterend effect. Dezelfde overzichtsartikelen beschrijven een verwant tripeptide, KdPT, dat overeenkomt met residuen 193 tot 195 van IL-1beta en dat naast KPV is bestudeerd.

Hoe wordt het op moleculair niveau beschreven?

Volledig alfa-MSH staat erom bekend te werken op melanocortinereceptoren, met name MC1R, en cyclisch AMP in de cel te verhogen. KPV lijkt zich anders te gedragen. In HaCaT en normale menselijke keratinocyten verhoogden noch alfa-MSH, noch KPV het cyclisch AMP, en calciumresponsen werden alleen gezien wanneer een adenosine-agonist aanwezig was. In ovariumcellen van de Chinese hamster die zo waren gemodificeerd dat ze MC1R tot expressie brachten, verhoogden KPV-peptiden wel het intracellulaire calcium. Een immunologische studie bij muizen rapporteerde dat KPV kon binden aan MC1R op antigeen-presenterende cellen, wat moeilijk te rijmen is met de bewering in het overzichtsartikel dat KPV het receptorbindende motief mist. In contrast hiermee had KPV bij DSS-colitis in muizen nog steeds effect bij dieren met een niet-functionele MC1R, en de auteurs concludeerden dat de effecten ervan op zijn minst gedeeltelijk onafhankelijk waren van die receptor.

Twee routes de cel in zijn in meer detail beschreven. In menselijke darmepitheelcellen (Caco2-BBE en HT29-Cl.19A) en Jurkat T-cellen werd KPV opgenomen door PepT1, een transporter voor di- en tripeptiden. Eenmaal binnen verminderden nanomolaire concentraties de NF-kappaB- en MAP-kinasesignalering en verlaagden ze de afgifte van inflammatoire cytokinen. In geïmmortaliseerde menselijke bronchiale epitheelcellen (16HBE14o-) verplaatste KPV zich naar de celkern, stabiliseerde het het remmende eiwit IkappaBalpha en verminderde het de nucleaire toegang van de NF-kappaB-subeenheid p65RelA. Competitietesten wezen op een interactie met de plaats op p65RelA die importine-alfa3 bindt. Samengenomen beschrijft het gepubliceerde werk KPV als een peptide dat de NF-kappaB-signalering dempt, waarbij de precieze bijdrage van de receptor nog onduidelijk is.

Wat is er waargenomen in gepubliceerd onderzoek?

Het meeste onderzoek naar KPV is uitgevoerd in muizenmodellen voor darmontsteking, met kleinere hoeveelheden werk aan luchtwegcellen, huidimmunologie, het oog en microben. De belangrijkste bevindingen worden hieronder samengevat, met in elk geval het model benoemd. De uitkomsten werden gemeten als lichaamsgewicht, weefselhistologie, enzymactiviteit, cytokineniveaus of verslaggevergensignalen, dus elke bevinding beschrijft een laboratoriummeting in dat model en niet een klinisch resultaat.

• Colitis bij muizen, vrij peptide: bij DSS-colitis en bij CD45RB(hi) T-celtransfercolitis kwamen muizen die KPV ontvingen sneller weer op gewicht en vertoonden ze minder ontstekingsinfiltraten en lagere myeloperoxidase-activiteit in het colonweefsel. Bij muizen met een niet-functionele MC1R die DSS kregen, overleefden alle dieren in de KPV-groep.
• Colitis bij muizen, orale route: KPV toegevoegd aan drinkwater verminderde de histologische ontsteking en de expressie van inflammatoire cytokinen bij zowel DSS- als TNBS-colitis, in dezelfde studie die de opname door PepT1 beschreef.
• Nanodeeltjesafgifte aan de dikke darm: KPV geladen in nanodeeltjes binnen een alginaat- en chitosan-hydrogel, oraal toegediend, verminderde de inflammatoire en histologische tekenen van DSS-colitis bij muizen. De auteurs rapporteerden een vergelijkbaar effect bij een concentratie die ongeveer 12.000 keer lager was dan die van vrij KPV in oplossing. Een latere studie gebruikte nanodeeltjes met een hyaluronzuurcoating die gericht waren op colon-epitheelcellen en macrofagen, en rapporteerde minder mucosale schade en lagere TNF-alfa bij muizen.
• Tumorontwikkeling gerelateerd aan colitis: in het AOM-plus-DSS-muizenmodel werd KPV gevolgd door een verminderde tumorontwikkeling bij normale muizen, maar had het geen dergelijk effect bij muizen die PepT1 misten, wat de hierboven beschreven transporterroute ondersteunt.
• Luchwegepitheel: in menselijke bronchiale epitheelcellen gestimuleerd met TNF-alfa of een respiratoir virus, verminderde KPV de NF-kappaB-activiteit, de activiteit van matrixmetalloproteïnase 9 en de afgifte van de chemokinen IL8 en eotaxine, waarbij het effect toenam met de concentratie.
• Huidimmunologie: in een muizenmodel voor contactovergevoeligheid verminderden systemische of topische alfa-MSH of KPV zowel de sensibilisatie- als de elicitatiefase en induceerden ze tolerantie voor het specifieke hapteen.
• Hoornvlieswonden: bij konijnen waarvan het hoornvliesepitheel was verwijderd, waren alle acht hoornvliezen die topisch KPV ontvingen na 60 uur volledig bedekt met nieuw epitheel, vergeleken met geen enkele in de controlegroep. Het blokkeren van stikstofoxidesynthase met L-NAME elimineerde het effect, wat wijst op een verband met stikstofoxide.
• Microben en virussen in vitro: alfa-MSH en KPV verminderden de kolonievorming van Staphylococcus aureus en verminderden de levensvatbaarheid en kiembuisvorming van Candida albicans. In afzonderlijk werk verminderde KPV de HIV-1-expressie in chronisch geïnfecteerde U1-cellen en verminderde het de replicatie in acuut geïnfecteerde macrofagen afkomstig van monocyten.
• Endotoxinerespons: in mononucleaire cellen uit menselijk bloed, gestimuleerd met LPS, verminderde het dimeer (CKPV)2 de TNF-alfa-productie en was het potenter dan KPV zelf.
• Huidpermeatie: door gedoneerde menselijke huid heen bereikte KPV geen detecteerbare niveaus via passieve diffusie. Voorbehandeling met microneedles en iontoforese verhoogden de permeatie, wat relevant is voor iedereen die experimenten voor topische afgifte ontwerpt.

Wat het bewijs niet vaststelt

De gepubliceerde gegevens over KPV bestaan bijna volledig uit cel- en dieronderzoek. Er werden geen gecontroleerde studies met KPV bij mensen gevonden in PubMed, en menselijk materiaal komt alleen voor in de vorm van cellijnen, geïsoleerde bloedcellen en gedoneerde huid. Chemisch geïnduceerde colitis en T-celtransfercolitis bij muizen zijn nuttige modellen, maar ze reproduceren niet het verloop van inflammatoire darmziekten bij mensen, en de resultaten in het ene model waren niet altijd overdraagbaar naar een ander.

Verschillende van de sterkere resultaten bij colitis maakten gebruik van afgiftesystemen, zoals nanodeeltjes en hydrogels, dus deze kunnen niet direct worden geïnterpreteerd als eigenschappen van het vrije peptide. Het receptorbeeld is ook onopgelost: MC1R-binding, PepT1-transport en blokkering van nucleaire import zijn elk voorgesteld, en de studies zijn het niet eens over de mate waarin elk bijdraagt. Gepubliceerde gegevens over plasmastabiliteit, distributie in het lichaam en langetermijntoxicologie zijn beperkt, en de concentraties die in vitro worden gebruikt, variëren sterk tussen studies. De gegevens ondersteunen KPV daarom als een hulpmiddel voor het bestuderen van inflammatoire signalering, niet als een gevestigde therapie.

Het is ook de moeite waard om de ouderdom en de spreiding van het bewijs op te merken. De meeste hier genoemde muizencolitisstudies werden gepubliceerd tussen 2007 en 2017, en de antimicrobiële en HIV-bevindingen dateren uit 2000. Die studies gebruikten verschillende peptidebronnen, dragers en routes, en ze rapporteren zelden de zuiverheid van het peptide in het detail dat nu wordt verwacht. Onderzoekers die nieuw werk met KPV plannen, kunnen resultaten gemakkelijker vergelijkbaar maken door de bron, zuiverheid en geverifieerde massa van het peptide, het gebruikte oplosmiddel en de eindconcentratie in elke test te rapporteren.

Welke formaten levert Vitality Peps?

Vitality Peps levert KPV als KPV 10 mg, een gevriesdroogd poeder in een verzegelde flacon. Voor reconstitutie levert Vitality Peps ook bacteriostatisch water in flacons van 10 ml. Beide worden uitsluitend verkocht voor in vitro laboratoriumonderzoek. De flacon bevat het vrije tripeptide, niet een preparaat met nanodeeltjes, hydrogel of dimeer zoals die in sommige van de hierboven beschreven studies werden gebruikt, dus die afgiftesystemen maken geen deel uit van het product.

Hoe wordt het in het laboratorium behandeld?

Gevriesdroogd KPV wordt koud en donker bewaard tot het nodig is. Voor reconstitutie laat men de flacon op kamertemperatuur komen, en het poeder wordt opgelost in bacteriostatisch water op kamertemperatuur door zachtjes te zwenken in plaats van te schudden. De werkconcentratie wordt berekend op basis van de werkelijke peptidemassa in de flacon, zoals vermeld op het analysecertificaat, niet alleen op basis van het nominale etiket.

Eenmaal gereconstitueerd, wordt de oplossing gekoeld bewaard, gelabeld met de concentratie en gedateerd op de dag van bereiding. Herhaaldelijk opwarmen en afkoelen wordt vermeden. Onze gids voor het bewaren van onderzoekspeptiden en onze gids voor het lezen van een peptide-analysecertificaat geven meer details over beide stappen.

Uitsluitend voor onderzoeksdoeleinden

KPV geleverd door Vitality Peps is uitsluitend voor in vitro laboratoriumonderzoek. Geen medicijn, geen supplement, niet voor menselijke of dierlijke consumptie. Niets van het bovenstaande is een gebruiksaanwijzing.