Tirzepatid (tirzepatide): vodič kroz dvojni inkretinski agonist

Tirzepatid pripada dvojnim, odnosno dualnim inkretinskim agonistima: jedan molekul aktivira dva inkretinska receptora, receptor za GIP i receptor za GLP-1. Razvijen je u kompaniji Eli Lilly, a razvojni tim ga u radu o otkriću molekula naziva dvojnim agonistom izgrađenim na GIP-u. Prema Willardu i saradnicima, molekul je nastao tako što je aktivnost na GLP-1 receptoru ugrađena u lanac GIP-a.

Na lanac je hemijski pripojena masna dikiselina, pa se tirzepatid svrstava među acilovane peptide, u istu grupu kojoj pripada i semaglutid. U radu o otkriću molekula tirzepatid je sintetisan klasičnim metodama peptidne hemije. Sastav pojedinačne serije zavisi od proizvodnje, a ne od naziva jedinjenja, pa se kod dobavljača za tu seriju traži analitički nalaz — tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) za čistoću i masena spektrometrija za identitet. Dok takav nalaz ne stoji uz seriju, navedena čistoća je deklaracija dobavljača, a ne izmerena vrednost.

Tabela specifikacija uz ovaj vodič nosi dva podatka: deklarisanu čistoću i oblik u kom materijal stiže. Deklarisana čistoća je udeo imenovanog jedinjenja u materijalu, a ne sud o kvalitetu — ostatak do sto odsto čine tragovi samog postupka proizvodnje i prečišćavanja, a ne neko drugo jedinjenje. Podatak o obliku kaže šta je fizički u bočici, pa se i pre otvaranja zna da li je unutra suv prah ili gotov rastvor. Uslovi čuvanja nisu kataloški podatak; o njima je reč niže, u odeljku o rukovanju i čuvanju.

Tirzepatid je linearni peptid od 39 aminokiselina. Uz izmene u samom redosledu aminokiselina, kojima je u lanac GIP-a ugrađena aktivnost na GLP-1 receptoru, nosi tri hemijske posebnosti. Prva su dva ostatka α-aminoizobuterne kiseline (Aib), aminokiseline koju genetski kod ne kodira, pa je nema u proteinima koje ćelija sama gradi. Druga je amidovan C-kraj lanca. Treća je masna dikiselina sa dvadeset ugljenikovih atoma, vezana preko spojnice (linkera) za bočni lanac jednog lizina.

Masna dikiselina molekulu daje afinitet prema serumskom albuminu, a poređenje sa semaglutidom pokazuje da dužina tog lanca nije cela priča. Semaglutid nosi dikiselinu sa osamnaest ugljenikovih atoma, tirzepatid sa dvadeset, a ipak se u testu Willarda i saradnika tirzepatid za ljudski serumski albumin vezivao slabije: izračunata konstanta disocijacije iznosila je 1,86 µM, naspram 460 nM za semaglutid.

Tirzepatide je engleski oblik naziva, a tirzepatid srpski. Rad o otkriću molekula objavili su 2018. Coskun i saradnici, pretežno istraživači kompanije Eli Lilly, u časopisu Molecular Metabolism, i to samo pod razvojnom oznakom LY3298176. Njegov pretklinički deo prikazuje hemijsku građu jedinjenja, njegovu karakterizaciju in vitro na ćelijskim linijama sa GIP i GLP-1 receptorima i ispitivanja na miševima. Oznaka i naziv označavaju isto jedinjenje, pa se u kasnijim radovima pišu i zajedno, kao tirzepatide (LY3298176).

Dva pojma iz kasnije literature vredi znati pri pretrazi. Willard i saradnici su 2020. u časopisu JCI Insight tirzepatid opisali kao neuravnotežen i pristrasan dvojni agonist (engl. imbalanced, biased); oba pojma objašnjena su u sledećem odeljku. Zhao i saradnici su 2022. u časopisu Nature Communications objavili trodimenzionalne strukture tirzepatida vezanog za GIP receptor i za GLP-1 receptor.

Mesto tirzepatida među srodnim jedinjenjima — semaglutid aktivira jedan receptor, retatrutid tri, a kagrilintid pripada zasebnom, amilinskom sistemu — pregledno je prikazano u tabeli poređenja u vodiču kroz retatrutid.

U testovima vezivanja iz rada o otkriću molekula tirzepatid se za GIP receptor vezuje sa afinitetom uporedivim sa prirodnim GIP-om, a za GLP-1 receptor oko pet puta slabije od prirodnog GLP-1. Sličan obrazac ponavlja se u stvaranju cAMP-a u ćelijskim linijama sa po jednim od dva receptora: na GIP receptoru potencija je slična GIP-u, a na GLP-1 receptoru oko trinaest puta slabija od GLP-1. Upravo tu razliku literatura naziva neuravnoteženošću u korist GIP receptora.

Pristrasnost je drugi pojam i tiče se samo GLP-1 receptora. Aktiviran receptor može pokrenuti više signalnih puteva, među njima stvaranje cAMP-a i regrutovanje proteina β-arestina. U ćelijskim testovima Willarda i saradnika tirzepatid je na GIP receptoru oponašao prirodni GIP, a na GLP-1 receptoru davao prednost stvaranju cAMP-a nad regrutovanjem β-arestina i slabije od GLP-1 izazivao internalizaciju, odnosno povlačenje receptora sa površine ćelije.

Strukture koje su Zhao i saradnici odredili za tirzepatid vezan za oba receptora pokazuju zajedničke i posebne crte vezivanja istog liganda za dva različita receptora. Svi pomenuti podaci potiču iz in vitro sistema i životinjskih modela; vodič iz njih ne izvodi nijedno dejstvo jedinjenja.

Masna dikiselina tirzepatida vezuje se za albumin i u epruveti. Kada su Willard i saradnici u pufer ćelijskog testa dodali ljudski serumski albumin, izmerena potencija tirzepatida na oba receptora znatno je opala, dok se kod prirodnih GIP i GLP-1 nije promenila. Već u radu o otkriću testovi vezivanja i cAMP odgovora rađeni su bez albumina, da vezivanje za njega ne bi remetilo poređenje sa prirodnim peptidima, pa je uz svaki rezultat važno znati da li je pufer sadržao albumin.

Celovit postupak rekonstitucije i režim čuvanja pre i posle rastvaranja isti su za sve liofilizovane artikle u katalogu i opisani na stranici proizvoda, u odeljku „Isporuka, rekonstitucija i čuvanje”.