Vilon

1. Przegląd

Vilon to syntetyczny dwupeptyd o sekwencji aminokwasowej Lys-Glu (KE), składający się z L-lizyny połączonej z L-kwasem glutaminowym wiązaniem peptydowym, o masie cząsteczkowej 275,30 g/mol (C11H21N3O5; CAS 45234-02-4). Został opracowany przez Vladimira Khavinsona w Instytucie Bioregulacji i Gerontologii w Petersburgu jako najkrótszy bioaktywny peptyd w programie bioregulatorów peptydowych [10] [11].

Vilon został pierwotnie zidentyfikowany jako jeden z trzech głównych aktywnych składników Thymalinu, bydlęcego ekstraktu grasicy, który był pierwszym preparatem bioregulatora peptydowego zatwierdzonym w ZSRR (1982). Trzy zidentyfikowane aktywne peptydy Thymalinu to dwupeptyd KE (Vilon), dwupeptyd EW (Thymogen/L-Glu-L-Trp) i trójpeptyd EDP (Crystagen/Glu-Asp-Pro) [15] [17]. Każdy z nich został następnie zsyntetyzowany i zbadany jako samodzielny preparat.

Jako dwupeptyd, Vilon reprezentuje minimalną długość peptydu, która według badań Khavinsona jest biologicznie aktywna. Pomimo niewielkich rozmiarów (tylko dwa reszty aminokwasowe), wykazał mierzalne efekty w modelach zwierzęcych starzenia się, karcynogenezy i funkcji odpornościowych, a także w badaniach ex vivo starzejącej się ludzkiej chromatyny limfocytów [1] [4] [5]. Wyniki te zostały przytoczone jako poparcie dla szerszej teorii Khavinsona, że nawet najkrótsze peptydy mogą regulować ekspresję genów poprzez bezpośrednią interakcję z DNA [8].

Vilon nie jest zarejestrowany jako lek farmaceutyczny w żadnym kraju. Jest sprzedawany jako suplement diety w postaci peptydu i nie został oceniony przez FDA, EMA ani inne zachodnie agencje regulacyjne.

Sequence

Lys-Glu (KE)

Molecular Weight

275.30 g/mol

Chemical Formula

C11H21N3O5

CAS Number

45234-02-4

Source

Originally isolated from Thymalin (bovine thymic extract); now fully synthetic

Mechanism

Selective DNA binding at TCGA motifs; chromatin remodeling; immune cell gene expression modulation

Routes Studied

Subcutaneous (animal), oral (capsule)

Regulatory Status

Not approved as a pharmaceutical; marketed as a peptide dietary supplement

2. Związek z Livagenem

Użytkownik może natknąć się na odniesienia sugerujące, że Vilon i Livagen mają tę samą sekwencję. Wymaga to wyjaśnienia:

• Vilon to dwupeptyd KE (Lys-Glu) -- dwa aminokwasy.
• Livagen to czteropeptyd KEDA (Lys-Glu-Asp-Ala) -- cztery aminokwasy.

Chociaż Livagen zawiera sekwencję KE (Vilon) na swoim końcu N-terminalnym, jest to odrębna, dłuższa cząsteczka. Oba peptydy mają te same pierwsze dwie reszty, ale różnią się całkowitą długością i deklarowaną specyficznością tkankową. Vilon jest oznaczony jako bioregulator grasicy dla funkcji odpornościowych, podczas gdy Livagen jest oznaczony jako bioregulator wątrobowy dla funkcji wątroby [11] [12]. To, czy dodatkowe reszty Asp-Ala rzeczywiście przekierowują celowanie tkankowe z grasicy do wątroby, pozostaje mechanistycznie niepotwierdzone.

Oba peptydy, wraz z Vesugenem (KED) i Testagenem (KEDG), tworzą rodzinę strukturalną dzielącą motyw N-terminalnej lizyny i kwasu glutaminowego, z różnymi deklarowanymi specyficznościami narządowymi przypisywanymi ich różnym przedłużeniom C-terminalnym [8].

3. Mechanizm działania

Wiązanie DNA w motywach TCGA

Głównym proponowanym mechanizmem działania Vilonu jest selektywne wiązanie z sekwencjami TCGA w dwuniciowym DNA w regionach promotorowych genów związanych z odpornością [8]. Badania z wykorzystaniem modelowania molekularnego i testów interakcji DNA in vitro wykazały, że dwupeptyd KE wykazuje korzystne energetycznie wiązanie ze specyficznymi motywami DNA, potencjalnie modulując transkrypcję genów niższego poziomu zaangażowanych w proliferację komórek odpornościowych, różnicowanie i produkcję cytokin [8] [9].

Remodeling chromatyny w starzejących się komórkach

Kluczowym odkryciem z badań nad Vilonem jest jego zdolność do reaktywacji skondensowanej chromatyny związanej z wiekiem. W hodowanych limfocytach od osób starszych (w wieku 75-88 lat) Vilon indukował aktywację genów rybosomalnych, dekondensację gęsto upakowanych włókien heterochromatyny i uwalnianie genów, które zostały represjonowane przez specyficzną dla wieku kondensację chromatyny [4] [5]. Ten efekt remodelingu chromatyny miał na celu odwrócenie wyciszenia epigenetycznego, które gromadzi się wraz z wiekiem, przywracając bardziej młodzieńczy wzorzec ekspresji genów w komórkach odpornościowych.

Modulacja komórek odpornościowych

W linii komórkowej monocytów/makrofagów THP-1, Vilon modulował ekspresję genów związanych z aktywnością proliferacyjną i szlakami zapalnymi, w tym wpływał na równowagę cytokin i regulację apoptozy [6]. W hodowlach tkanki śledziony organotypowych, Vilon aktywował limfocyty T pomocnicze poprzez mechanizm obejmujący zmniejszenie apoptozy, a nie bezpośrednie wzmocnienie proliferacji [7].

Wzrost ekspresji IL-2

W hodowanych limfocytach dwupeptyd KE znacząco zwiększa ekspresję mRNA IL-2 [6]. IL-2 jest głównym czynnikiem wzrostu autokrynnego dla limfocytów T i odgrywa kluczową rolę w klonalnej ekspansji limfocytów T, różnicowaniu i utrzymaniu limfocytów T regulatorowych.

Regulacja enzymów trawiennych

Zgłoszono dodatkowy efekt nieimmunologiczny: Vilon modulował aktywność enzymów trawiennych u szczurów w różnym wieku, sugerując aktywność biologiczną poza układem odpornościowym [18].

4. Badane zastosowania

Działanie przeciwnowotworowe i przedłużenie życia

Najsilniejsze dowody przedkliniczne na rzecz Vilonu pochodzą z długoterminowych badań na zwierzętach:

Samoistne guzy u myszy CBA: Samice myszy CBA otrzymywały comiesięczne podskórne iniekcje Vilonu (0,1 mg/zwierzę, 5 kolejnych dni w miesiącu) od 6. miesiąca życia do naturalnej śmierci [1]. Leczenie Vilonem:

• Zwiększona aktywność fizyczna i wytrzymałość
• Obniżona temperatura ciała
• Przedłużenie średniej i maksymalnej długości życia
• Zapobieganie rozwojowi samoistnych gruczolaków płuc
• Hamowanie ogólnego samoistnego wzrostu guza

Karcynogeneza wywołana chemicznie: U myszy narażonych na kancerogen 1,2-dimetylohydrazynę (DMH), Vilon w dawce 10 mcg/kg zmniejszył częstość występowania guzów z 60% u zwierząt kontrolnych do 14,3% u zwierząt leczonych po 46 tygodniach – ponad 4-krotne zmniejszenie [3].

Guzy pęcherza moczowego: U szczurów z wywołanymi chemicznie guzami pęcherza moczowego, Vilon zmniejszył częstość występowania guzów z 75,5% do 56% i spowodował 2-krotne zmniejszenie zmian przednowotworowych i wczesnych nowotworowych w błonie śluzowej pęcherza [1].

Rekonstytucja odporności w starzeniu się

Efekty reaktywacji chromatyny przez Vilon w starzejących się limfocytach [4] [5] oraz jego modulacja ekspresji genów komórek odpornościowych w modelu THP-1 [6] wspierają jego proponowane zastosowanie w starczych zmianach odpornościowych. Poprzez odwrócenie kondensacji heterochromatyny, która wycisza geny związane z odpornością wraz z wiekiem, Vilon ma przywracać bardziej młodzieńczy stan funkcji odpornościowych. Jednakże efekty te zostały wykazane jedynie w systemach ex vivo i in vitro; nie opublikowano kontrolowanych badań klinicznych Vilonu w celu rekonstrukcji odporności u starszych osób.

Funkcja śledziony w starzeniu się

Badania na hodowlach tkanki śledziony organotypowych od młodych i starych zwierząt wykazały, że Vilon posiada działanie immunoprotekcyjne w śledzionie podczas starzenia się [7]. Vilon aktywował funkcję limfocytów T pomocniczych poprzez zmniejszenie apoptozy, sugerując mechanizm utrzymania kompetencji immunologicznej śledziony wraz z postępującym wiekiem.

Składnik terapii Thymalinem

Jako jeden z trzech zidentyfikowanych aktywnych składników Thymalinu [15], aktywność Vilonu przyczynia się do efektów terapeutycznych obserwowanych w badaniach klinicznych Thymalinu, w tym w badaniu RCT dotyczącym COVID-19, które wykazało zmniejszenie śmiertelności szpitalnej o połowę u pacjentów w podeszłym wieku [14], oraz w długoterminowych badaniach redukcji śmiertelności u osób starszych [14]. Jednakże przypisanie konkretnych efektów Thymalinu Vilonowi w porównaniu z EW (Thymogen) lub EDP (Crystagen) nie jest możliwe na podstawie dostępnych danych.

5. Dowody kliniczne

Dowody kliniczne dotyczące Vilonu jako samodzielnego preparatu ograniczają się do danych przedklinicznych:

Badania na zwierzętach: Długoterminowe badania długości życia myszy CBA [1] [2], modele karcynogenezy wywołanej chemicznie [3] oraz badania guzów pęcherza moczowego dostarczają spójnych dowodów na działanie przeciwnowotworowe i geroprotekcyjne.

Badania ex vivo na ludziach: Badania reaktywacji chromatyny w starzejących się ludzkich limfocytach wykazują mierzalne efekty epigenetyczne [4] [5].

Badania in vitro: Badania linii komórkowej monocytów/makrofagów THP-1 [6] i hodowli tkanki śledziony organotypowych [7] wykazują aktywność immunomodulującą.

Nie opublikowano żadnych ludzkich badań klinicznych monoterapią Vilonem. Ludzkie dowody kliniczne dotyczące peptydu KE są pośrednie, poprzez badania Thymalinu, gdzie KE jest jednym ze składników ekstraktu wielopeptydowego.

6. Dawkowanie w opublikowanych badaniach

W opublikowanych badaniach zgłoszono następujące dawki. Nie są to zalecenia i nie należy ich interpretować jako wskazówek terapeutycznych.

Dawkowanie u zwierząt wahało się od 10 mcg/kg (model karcynogenezy DMH) do 0,1 mg/zwierzę (badanie długości życia myszy CBA). Dawkowanie odpowiadające ludzkiemu nie zostało ustalone w formalnych badaniach farmakokinetycznych. Preparaty suplementów zazwyczaj zawierają 0,2 mg KE na kapsułkę.

7. Bezpieczeństwo i skutki uboczne

W badaniach na zwierzętach obejmujących podawanie przez całe życie, Vilon nie wpływał znacząco na masę ciała ani spożycie pokarmu u myszy i nie zgłoszono żadnych działań niepożądanych [1] [2]. Związek był opisywany jako dobrze tolerowany we wszystkich opublikowanych badaniach.

Kluczowe luki w danych dotyczących bezpieczeństwa obejmują:

• Brak formalnych badań toksykologicznych spełniających standardy regulacyjne.
• Brak danych dotyczących bezpieczeństwa u ludzi z kontrolowanych badań klinicznych.
• Brak badań interakcji leków.
• Brak danych farmakokinetycznych (biodostępność doustna, okres półtrwania, metabolizm) u żadnego gatunku.
• Brak oceny toksyczności reprodukcyjnej lub rozwojowej.
• Zaobserwowane działanie przeciwnowotworowe u zwierząt, choć potencjalnie korzystne, rodzi pytania dotyczące wpływu na proliferację normalnych komórek, które nie zostały systematycznie ocenione.

8. Najkrótszy peptyd bioaktywny

Vilon zajmuje unikalne miejsce w farmakologii peptydów jako potencjalnie najkrótszy peptyd (dwa aminokwasy) wykazujący mierzalne efekty biologiczne w modelach zwierzęcych starzenia się i karcynogenezy. Chociaż poszczególne aminokwasy (np. L-kwas glutaminowy, L-tryptofan) mają znane aktywności biologiczne, uważa się, że specyficzne wiązanie dwupeptydowe KE tworzy byt molekularny o emergentnych właściwościach, których nie posiadają same jego składniki [8] [10].

To twierdzenie jest kluczowe dla teorii Khavinsona: jeśli dwupeptydy mogą faktycznie regulować ekspresję genów poprzez bezpośrednie wiązanie z DNA, stanowiłoby to fundamentalnie nową klasę cząsteczek regulacyjnych w biologii molekularnej. Jednakże kilka alternatywnych wyjaśnień obserwowanych efektów biologicznych nie zostało w pełni wykluczonych, w tym: sygnalizacja za pośrednictwem receptorów poprzez nieznane receptory peptydowe, efekty metaboliczne składników aminokwasowych po hydrolizie wiązania peptydowego oraz pośrednie efekty poprzez modulację endogennych szlaków przetwarzania peptydów [13].

9. Ograniczenia i przejrzystość

• Nie opublikowano ludzkich badań klinicznych monoterapią Vilonem.
• Wszystkie opublikowane badania pochodzą z instytutu Khavinsona i afiliowanych rosyjskich instytucji.
• Twierdzenie, że dwupeptyd może funkcjonować jako tkankowo specyficzny regulator genów poprzez bezpośrednie wiązanie z DNA, pozostaje niepotwierdzone przez niezależne laboratoria.
• Podobieństwo strukturalne między Vilonem (KE), Vesugenem (KED), Livagenem (KEDA) i Testagenem (KEDG) rodzi nierozwiązane pytania dotyczące podstaw deklarowanej specyficzności tkankowej.
• Vilon jest sprzedawany jako suplement diety bez rejestracji farmaceutycznej w żadnej jurysdykcji.
• Oddzielenie wkładu Vilonu od wkładu EW i EDP w badaniach klinicznych Thymalinu nie jest możliwe.

10. Powiązane peptydy

See also: Thymalin, Thymogen, Vesugen, Epithalon

11. Referencje

1. [1] Khavinson VK, Anisimov VN, Zavarzina NY, Zabezhinski MA, Zimina OA, Popovich IG, Rosenfeld SV, Semenchenko AV, Yashin AI (2000). A synthetic dipeptide vilon (L-Lys-L-Glu) inhibits growth of spontaneous tumors and increases life span of mice. Mech Ageing Dev. PubMed
2. [2] Khavinson VK, Anisimov VN (2000). Effect of vilon on biological age and lifespan in mice. Bull Exp Biol Med. PubMed
3. [3] Anisimov VN, Khavinson VK et al. (2005). The effect of vilon (Lys-Glu) on 1,2-dimethylhydrazine-induced neoplasia. Vopr Onkol. PubMed
4. [4] Lezhava TA, Khavinson VK et al. (2004). Bioregulator Vilon-induced reactivation of chromatin in cultured lymphocytes from old people. Biogerontology. PubMed
5. [5] Khavinson VK, Lezhava TA, Malinin VV (2004). Effects of short peptides on lymphocyte chromatin in senile subjects. Bull Exp Biol Med. PubMed
6. [6] Kuznik BI, Linkova NS, Khavinson VK (2022). Peptides regulating proliferative activity and inflammatory pathways in the monocyte/macrophage THP-1 cell line. Int J Mol Sci. DOI PubMed
7. [7] Markova EV, Obukhova LA, Khavinson VK (2014). Peptides regulating proliferative activity in the spleen: age-related molecular aspects. Adv Gerontol. DOI
8. [8] Khavinson VK, Popovich IG, Linkova NS, Mironova ES, Ilina AR (2021). Peptide regulation of gene expression: a systematic review. Molecules. DOI PubMed
9. [9] Fedoreyeva LI, Kireev II, Khavinson VK, Vanyushin BF (2011). Penetration of short fluorescence-labeled peptides into the nucleus in HeLa cells and in vitro specific interaction of the peptides with deoxyribooligonucleotides and DNA. Biochemistry (Moscow). DOI PubMed
10. [10] Khavinson VK (2002). Peptides and ageing. Neuro Endocrinol Lett. PubMed
11. [11] Khavinson VK (2020). Peptide medicines: past, present, future. Klin Med (Mosk). PubMed
12. [12] Khavinson VK, Kuznik BI, Ryzhak GA (2013). Peptide bioregulators: a new class of geroprotectors. Report 2. Clinical studies results. Adv Gerontol. PubMed
13. [13] Anisimov VN, Khavinson VK (2010). Peptide bioregulation of aging: results and prospects. Biogerontology. DOI PubMed
14. [14] Khavinson VK, Morozov VG (2003). Peptides of pineal gland and thymus prolong human life. Neuro Endocrinol Lett. PubMed
15. [15] Khavinson VK, Linkova NS, Dyatlova AS, Kuznik BI, Umnov RS (2021). The use of Thymalin for immunocorrection and molecular aspects of biological activity. Biol Bull Rev. DOI PubMed
16. [16] Khavinson VK, Linkova NS, Kvetnoy IM (2020). Peptides: prospects for use in the treatment of COVID-19. Molecules. DOI PubMed
17. [17] Morozov VG, Khavinson VK (1997). Natural and synthetic thymic peptides as therapeutics for immune dysfunction. Int J Immunopharmacol. DOI PubMed
18. [18] Khavinson VK, Malinin VV (2001). Effect of the dipeptide vilon on activity of digestive enzymes in rats of various ages. Bull Exp Biol Med. PubMed