Opis
PEG-MGF, czyli Mechano Growth Factor, to peptyd należący do rodziny insulinopodobnych czynników wzrostu (IGF-1). MGF, znany również jako IGF-1Ec, jest izoformą IGF-1 i jest wytwarzany głównie w wątrobie. Gen IGF-1 podlega transkrypcji i generuje trzy izoformy mRNA: IGF-1Ea, IGF-1Eb oraz IGF-1Ec. Oznacza to, że MGF (IGF-1Ec) jest identyczny z IGF-1, ale różni się dodatkową domeną E. Każda izoforma jest syntetyzowana w odpowiedzi na różne bodźce i pełni specyficzne funkcje w różnych tkankach.
Podczas badań ustalono, że po splicingu dojrzałego IGF-1 powstają trzy białka prekursorowe. Każdy z tych prekursorów składa się z 70 reszt aminokwasowych dojrzałego IGF-1 i różni się jedynie sekwencją aminokwasową przyłączoną do terminala COOH, co wpływa na jego funkcję. W latach 90. oraz na początku 2000. odkryto, że poziomy jednego z prekursorów, IGF-1EC (MGF), znacznie wzrastają po uszkodzeniu mięśni.
W odpowiedzi na te odkrycia przeprowadzono szereg badań, mających na celu wyizolowanie i zsyntetyzowanie PEG-MGF, aby poprawić jego skuteczność i biodostępność.
Funkcjonowanie MGF
Badania wykazały, że pod wpływem stresu mięśniowego, zwłaszcza podczas ćwiczeń, dojrzały IGF-1 jest łączony w odpowiedzi na stres, co prowadzi do produkcji izoformy IGF-1EC, znanej jako Mechano Growth Factor. Hipoteza głosi, że wzrost poziomu MGF aktywuje dołączoną sekwencję aminokwasową, co z kolei promuje proliferację komórek w komórkach macierzystych mięśni. Dalsze badania wykazały, że podawanie PEG-MGF stymuluje proliferację komórek mięśniowych C2C12 oraz ludzkich mioblastów. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że egzogennie podawany peptyd MGF jest biologicznie aktywny i obojętny.
W czym pomaga PEG-MGF?
PEG-MGF wywołuje silniejsze i trwalsze efekty niż naturalne MGF, a jego terapeutyczne korzyści obejmują:
- Zdolność do odbudowy mięśni
- Potencjał do stymulacji wzrostu nowych komórek mięśniowych
- Działanie neuroprotekcyjne, chroniące układ nerwowy, w tym mózg
- Właściwości kardioprotekcyjne
- Wsparcie w naprawie tkanek oraz procesach gojenia ran
- Promowanie regeneracji uszkodzeń kości
Wpływ na mięśnie szkieletowe
Głównym celem badań dotyczących MGF było zbadanie jego wpływu na naprawę mięśni i proces gojenia ran. W badaniach na myszach eksperymentalnych, którym wywołano stłuczenie mięśni oraz ubytek makrofagów, podawano MGF bezpośrednio do uszkodzonych tkanek. Kompleksowe analizy wykazały, że MGF indukował naprawę mięśni w zranionych tkankach, zmniejszając tempo włóknienia i ekspresję zapalnych cytokin, chemokin oraz czynników stresowych. Wyniki te sugerują, że MGF wspomaga regenerację mięśni oraz może łagodzić skutki urazów, takie jak stany zapalne i stres oksydacyjny.
Wpływ na mięśnie u ludzi
Badania przeprowadzone w 2009 roku oceniły wpływ zarówno naturalnego, jak i syntetycznego MGF na uszkodzone komórki mięśniowe po intensywnym wysiłku fizycznym. Do badania wybrano dziesięciu zdrowych mężczyzn, którym pobrano próbki mięśni przed ćwiczeniami. Po nadmiernym wysiłku pobrano kolejne próbki 6 godzin, 2, 5 i 16 dni później. Stwierdzono, że uszkodzenie mięśni stymuluje zwiększone wydzielanie izoform IGF-1, zwłaszcza IGF-1Ea i IGF-1Eb, które są dominującymi formami MGF.
Syntetyczny MGF wykazał także działanie proliferacyjne w leczeniu uszkodzeń mięśni, a jego efekty nie były hamowane przez antagonistę receptora IGF-1. Te badania dowiodły, że zarówno naturalna izoforma IGF-1, jak i syntetyczny MGF przyczyniają się do regeneracji mięśni po urazach.
Efekty kardioprotekcyjne MGF
Badania miały na celu ocenę wpływu MGF na mięśnie sercowe podlegające programowanej śmierci komórek w wyniku hipoksji, stanu charakteryzującego się ograniczoną podażą tlenu. W eksperymencie indukowano niedotlenienie przy jedynie 1% podaży tlenu, co prowadziło do apoptozy komórek.
Mikropręciki wytworzone z hydrożelu PEGDMA, obciążone peptydem MGF, były podawane doświadczalnym obiektom. Po ich aplikacji skutecznie uwalniały MGF do organizmu przez dwa tygodnie. Wyniki wykazały zwiększoną migrację ludzkich komórek macierzystych do serca, co prowadziło do zahamowania apoptozy. Działania MGF zmniejszyły uszkodzenia komórek i zwiększyły liczbę komórek macierzystych, co może wspierać regenerację mięśnia sercowego.
Wpływ MGF na komórki mózgowe
Przeprowadzono kilka badań, mających na celu zwiększenie poziomu MGF w organizmie, aby zbadać jego wpływ na komórki mózgowe. W jednym z badań myszom nadprodukowano MGF w hipokampie, obszarze odpowiedzialnym za neurogenezę. To prowadziło do podwyższonych poziomów BrdU, będącego markera proliferacji komórek. Wyniki sugerują, że MGF promuje zwiększoną proliferację komórek oraz rozwój mózgu.
Inne badanie dotyczyło myszy hodowanych do produkcji MGF w wieku 1, 3 i 12 miesięcy. Po 2 latach obserwowano ich zachowanie oraz odpowiedzi biologiczne. Myszy te wykazywały podwyższone poziomy BrdU i neurogenezy, co sugeruje, że zwiększona neurogeneza prowadzi do poprawy funkcji poznawczych.
Badania te potwierdzają, że MGF ma potencjał do stymulacji neurogenezy w komórkach mózgowych, co może otworzyć nowe możliwości w leczeniu zaburzeń poznawczych u ludzi.
