Semax, als Substanz mit einer Vielzahl potenzieller physiologischer regulatorischer Effekte, hat in den letzten Jahren breite Aufmerksamkeit in den Neurowissenschaften und verwandten Bereichen erhalten. Es besitzt neuroprotektive und immunmodulatorische Funktionen, die für die Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen wie Schlaganfall, kognitive Beeinträchtigungen und Demenz sowie für die Verbesserung neurologischer Funktionen vorteilhaft sind. Eine eingehende Untersuchung von Semax kann helfen, die komplexen Mechanismen der Neuromodulation aufzudecken und die Grundlage für die Entwicklung neuartiger therapeutischer Medikamente und Strategien legen.
Was ist Semax?
Semax ist ein synthetisches Peptid, das aus den (4 - 7) Fragmenten des adrenokortikotropen Hormons (ACTH) und dem Tripeptid Pro - Gly - Pro (PGP) besteht. Es handelt sich um ein synthetisches Derivat von Melanocortin, und diese spezielle Struktur verleiht ihm die Fähigkeit, direkt auf das zentrale Nervensystem zu wirken, und ist hormonell nicht aktiv, sodass es wirkt, ohne die negativen gesundheitlichen Auswirkungen zu verursachen, die mit Hormonen verbunden sind.
Die Semax-Struktur
Semax-Forschung
Therapeutische Wirksamkeit von Semax bei ischämischem Schlaganfall
Semax ist ein synthetisches Melanocortin-Derivat, das vielversprechend bei der Behandlung eines ischämischen Schlaganfalls zeigt. Viele Studien haben gezeigt, dass es neuroprotektive Effekte hat. In einem Rattenmodell der transienten Okklusion der mittleren Gehirnarterie hemmte Semax die Expression von Entzündungsgenen und aktivierte gleichzeitig die Expression von Neurotransmittergenen. Auf Proteinebene wurde 24 Stunden nach der Okklusion der mittleren Gehirnarterie eine Hochregulation des aktiven CREB in subkortikalen Strukturen (einschließlich des Fokus der ischämischen Verletzung) beobachtet, während MMP-9 und c-Fos im benachbarten frontoparietalen Kortex herunterreguliert wurden und das aktive JNK in beiden Geweben als Reaktion auf Semax herunterreguliert wurde. Diese Veränderungen bildeten ein regulatorisches Netzwerk, was darauf hindeutet, dass Semax eine positive Rolle bei der Neuroprotektion und Erholung sowohl auf Transkriptom- als auch auf Proteinebene spielen kann. Darüber hinaus zeigten experimentelle Analysen, dass Semax eine signifikante Reduktion der mRNA-Spiegel proinflammatorischer Mediatoren wie Il1a, Il1b, Il6, Ccl3 und Cxcl2 verursachte, wodurch der Anstieg der Transkription dieser Gene durch Ischämie-Reperfusion ausgeglichen wurde, was darauf hindeutet, dass seine schützende Wirkung von einer entzündungshemmenden Wirkung resultieren könnte [1].
Der ischämische Schlaganfall verursacht eine lokale Durchblutungsstörung im Gehirn, was wiederum eine Reihe pathophysiologischer Veränderungen wie Entzündungen und Apoptose auslöst. Semax kann eine Rolle spielen, indem es die Expression verwandter Gene reguliert. Einerseits kann es die Transkription neurotropher Faktoren und ihrer Rezeptoren verbessern, um das Überleben und die Reparatur von Nervenzellen zu fördern; Gleichzeitig kann es auch die Expression entzündlicher Gene hemmen, um die Entzündungsschäden an Nervengeweben zu verringern. Zum Beispiel reduziert sie durch die Hemmung der Expression von MMP-9 den Abbau der extrazellulären Matrix und erhält so die strukturelle Integrität neuronaler Gewebe; und durch die Herunterregulierung der Aktivität von JNK hemmt es die Aktivierung des Apoptose-Signalwegs und schützt neuronale Zellen vor dem Tod [2] .
Studien im Zusammenhang mit Semax- und Epilepsiebehandlung
Semax hat sich als Alternative zur Epilepsiebehandlung erwiesen. Ein Rattenmodell von Epilepsie wurde mit Lithiumchlorid und Rutaecarpin vorbereitet und anschließend mit Semax-Peptid in einer Dosis von 50 μg/kg Körpergewicht behandelt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Semax-Peptid die Malondialdehyd-(MDA)-Spiegel um 40,46 % senkte und drei Proteine synthetisierte, die nicht von den epileptischen Ratten mit Molekulargewichten von 93,54 kDa, 66,76 kDa bzw. 59,66 kDa synthetisiert wurden, was beweist, dass Semax-Peptid in dieser Dosis für die Behandlung von Epilepsie verwendet werden kann [3].
Das Auftreten von Epilepsie steht in engem Zusammenhang mit abnormen neuronalen Entladungen, und oxidativer Stress spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Epilepsie. Die antioxidative Eigenschaft des Semax-Peptids kann neuronale Schäden durch oxidativen Stress lindern, die Zellmembran stabilisieren und die abnormen neuronalen Entladungen reduzieren. Darüber hinaus kann das neu synthetisierte Protein an der Signalübertragung, der Stoffwechselregulation und anderen Prozessen in den Nervenzellen beteiligt sein, was dazu beitragen kann, die normale Funktion der Nervenzellen wiederherzustellen und somit antiepileptische Effekte zu bewirken [3].
Abb.1: Das Modell des Einflusses von Semax auf das Transkriptom von Gehirnzellen sowie das Spektrum der Semax-Effekte, das auf Genexpressionsniveau 24 Stunden nach vorübergehendem MCAO bei Ratten identifiziert wurde.
Quelle: MDPI [4]
Semax bei der Behandlung kognitiver Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit chronischer zerebraler Ischämie
In Experimenten an Ratten mit chronischer zerebraler Ischämie zeigte Semax allein oder in Kombination mit Hopantinsäure eine gewisse Verbesserung der kognitiven Beeinträchtigung. Ab Tag 3 waren bei Ratten mit chronischer zerebraler Ischämie, die Semax in Kombination mit Hopantensäure verwendeten, die positiven Effekte am ausgeprägtsten, und die anti-ischämische Wirkung von Semax begann sich zu zeigen. Zu Beginn des siebten Tages war die neuroprotektive Wirkung von Semax deutlich stärker als die von Hopanicsäure [4].
Abb. 2. Auswirkungen der separaten und kombinierten Verabreichung von Semax und Hopantensäure auf den 'Erhaltungsindex' bei Ratten mit CBl.
Anmerkungen, ** - p<0,01- wahrscheinliche Abweichungen der untersuchten Indikatoren im Vergleich zu denen bei intakten Ratten.#- p<0,05i ##-p<0,01- wahrscheinliche Abweichungen der untersuchten Indikatoren im Vergleich zu denen bei Ratten mit chronischer Hirnischämie ohne pharmakologische Korrektur (ANOVA + Newman-Keuls-Kriterium in allen Berechnungen angewandt)
Quelle: semanticscholar [4]
Semax bei Sehnerverkrankungen
In Studien, die hypertensive Neuroretinopathie modellieren, erhöhte die Anwendung von Semax die Netzhaut-Mikrozirkulation. Anhand von Ratten als Modell für die Krankheitseinleitung durch tägliche Injektion von N – Nitro – L – Arginin-Methylester (L-NAME) und einer einzigen Erhöhung des Augendrucks wurde die Anwendung von Semax (bei einer Dosis von 72 μg/kg) mit der von Picamilon (bei einer Dosis von 30 mg/kg) verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass bei Semax die Netzhaut-Mikrozirkulationswerte auf 671,7±22,1 Perfusionseinheiten (p<0,05 im Vergleich zur Pikamilon-Gruppe) erhöht wurden und der b/a-Koeffizient zuverlässig um 14,6 % im Vergleich zur Pikamilon-Gruppe (p<0,05) erhöht wurde, was darauf hindeutet, dass Semax das Potenzial hat, bei der Behandlung der hypertensiven Neuroretinopathie nützlich zu sein [5].
Zahlreiche Studien haben die positiven therapeutischen Effekte von Semax bei verschiedenen Erkrankungen des Sehnervs nachgewiesen. Bei der Behandlung von vaskulären, toxischen allergischen und entzündlichen Sehnervenerkrankungen sowie partieller Sehnervenatrophie kann der Einsatz von Semax in Kombination mit grundlegenden neurotrophen und entzündungshemmenden Behandlungen einen positiven Einfluss auf die Stärke und Geschwindigkeit der Genesung des Patienten haben, was zu erheblichen Verbesserungen der Sehfunktion führt. In einer Studie mit Patienten mit Sehnerverkrankungen wurden die Patienten in drei Gruppen eingeteilt und Semax auf unterschiedliche Weise verabreicht, wobei eine Gruppe Semax über intranasale Tropfen erhielt, eine Gruppe per intranasale Elektrophorese und eine Gruppe als Kontrollgruppe diente. Die Ergebnisse zeigten, dass das Behandlungsschema mit der Zugabe von Semax den Patienten zu einer verbesserten Sehschärfe, vergrößerten Gesichtsfeldern, einer erhöhten elektrischen Empfindlichkeit und Leitfähigkeit des Sehnervs sowie einer verbesserten Farbsichtigkeit, insbesondere in der akuten Phase der Sehnervenerkrankungen, verhalf und wirksam war, um das Nervengewebe vor den Folgen der Verletzung zu schützen [6].
Semax kann seine neuroprotektiven Wirkungen durch verschiedene Mechanismen ausüben. Es könnte an der Regulierung der Stoffwechselprozesse der Nervenzellen und der Aufrechterhaltung ihrer normalen Funktion beteiligt sein, wodurch der Tod von Nervenzellen durch Verletzungen oder Krankheiten reduziert wird. Gleichzeitig könnte Semax die Widerstandsfähigkeit der Nervenzellen gegen schädliche Reize erhöhen und die durch oxidativen Stress und andere Faktoren verursachten Schäden an Nervenzellen verringern, wodurch das Sehnervengewebe geschützt wird [7].
Semax kann zur Reparatur und funktionellen Wiederherstellung beschädigter Nerven beitragen, indem es die Funktion der vaskulären Endothelzellen reguliert, die Vasodilatation fördert und die Mikrozirkulation in Netzhaut und Sehnerven verbessert, um ausreichend Sauerstoff und Nährstoffe für das Nervengewebe bereitzustellen. Wie im hypertensiven Neuroretinopathiemodell erhöht Semax die Netzhautperfusion, was möglicherweise mit seinem Wirkmechanismus zusammenhängt, die Mikrozirkulation zu verbessern [5].
Semax ist ein synthetisches Peptid mit einer einzigartigen Struktur und mehreren physiologischen regulatorischen Funktionen, das vielversprechende Anwendungen bei der Behandlung neurologischer Erkrankungen und zur Verbesserung der neurologischen Funktion gezeigt hat und neue Ideen und Richtungen für die Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen sowie die Verbesserung der neurologischen Funktion liefert.
Artikelautor
Die oben genannte Literatur wurde von Dr. Velira Nyssén recherchiert, redigiert und organisiert.
Autor wissenschaftlicher Zeitschrift
Dr. Olga Yu Sudarkina ist eine angesehene Forscherin, die mit dem Nationalen Forschungszentrum Kurchatow-Institut (Kurchatow-Institut) in Moskau, Russland, und der Russischen Akademie der Wissenschaften verbunden ist. Ihre akademischen Schwerpunkte erstrecken sich über mehrere interdisziplinäre Fachgebiete, mit Schwerpunkt auf Biochemie und Molekularbiologie, Genetik und Vererbung sowie Chemie.
Als wichtiger Beitragender zur wissenschaftlichen Gemeinschaft am Kurchatov-Institut, einer der führenden russischen Forschungseinrichtungen, verkörpert Dr. Sudarkinas Arbeit die Konvergenz grundlegender chemischer Prinzipien mit biologischen Systemen auf molekularer Ebene. Ihre Untersuchungen in der Genetik beschäftigen sich wahrscheinlich mit erblichen Mechanismen, genetischer Regulation und möglicherweise der Schnittstelle zwischen genetischer Information und biochemischen Signalwegen. Im Bereich der Biochemie und Molekularbiologie könnte ihre Forschung zelluläre Prozesse, makromolekulare Wechselwirkungen oder molekulare Mechanismen biologischer Funktionen erforschen, möglicherweise mit Anwendungen in den Gesundheitswissenschaften oder Biotechnologie.
Zitate Quellenangaben
[1]. Sudarkina, O.Y., et al., Brain Protein Expression Profile bestätigt die Schutzwirkung des ACTH((4-7))PGP-Peptids (Semax) in einem Rattenmodell der zerebralen Ischämie-Reperfusion. Int J Mol Sci, 2021. 22(12).10.3390/ijms22126179
[2]. Dergunova, L.V., et al., [das Peptidmedikament ACTH(4-7)PGP (Semax) unterdrückt mRNA-Transkripte, die proinflammatorale Mediatoren codieren, die durch reversible Ischämie des Rattenhirns induziert werden]. Mol Biol (Mosk), 2021. 55(3): S. 402-411.10.3390/genes14050953
[3]. Puspita, R., Semax zur Behandlung von Epilepsie. 2020. S. {}. https://www.researchgate.net/publication/341800088_Semax_for_Epilepsy_Treatment
[4]. Kirchev, V., Wiederherstellung kognitiver Funktionen bei Ratten mit chronischer Hirnischämie unter Verwendung von Semax und Hopantensäure umfassende Verabreichung. Journal für Bildung, Gesundheit und Sport, 2023. https://www.semanticscholar.org/paper/Cognitive-function-restoration-in-rats-with-chronic-Kirchev/fab452366255ac15d843ca99ea7cf815e708f19c?utm_source=direct_link
[5]. Chernyaeva, S.S. et al., Korrektur der experimentellen hypertensiven Neuroretinopathie mit Semax. Journal of Pharmaceutical Negative Results, 2022. https://www.semanticscholar.org/paper/Correction-of-Experimental-Hypertensive-with-Semax-Chernyaeva-Lugovskoy/22b1c43b0935c09e5bc3423e95cf7ed52cdc97e6?utm_source=direct_link
[6]. Polunin, G.S. et al., [Bewertung der therapeutischen Wirkung des neuen russischen Medikaments Semax bei Sehnerverkrankungen]. Vestn Oftalmol, 2000. 116(1): S. 15-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10741256/
[7]. Peresypkina, A. et al., Korrektur hypertensiver Netzhautveränderungen bei Ratten mit Semax. FORSCHUNGSERGEBNISSE IN BIOMEDIZIN, 2021. 7: S. 272-280.10.18413/2658-6533-2021-7-3-0-6
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