Vilon

1. Обзор

Вилон — синтетический дипептид с аминокислотной последовательностью Лис-Глу (КЕ), состоящий из L-лизина, связанного с L-глутаминовой кислотой пептидной связью, с молекулярной массой 275,30 г/моль (C11H21N3O5; CAS 45234-02-4). Он был разработан Владимиром Хавинсоном в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии как самый короткий биологически активный пептид в программе пептидных биорегуляторов [10] [11].

Вилон был первоначально идентифицирован как один из трех основных активных компонентов Тималина, бычьего экстракта тимуса, который был первым препаратом пептидного биорегулятора, одобренным в СССР (1982 г.). Три идентифицированных активных пептида Тималина — это дипептид КЕ (Вилон), дипептид ЕW (Тимоген/L-Глу-L-Трип) и трипептид EDP (Кристаген/Глу-Асп-Про) [15] [17]. Каждый из них впоследствии был синтезирован и изучен как самостоятельный препарат.

Как дипептид, Вилон представляет собой минимальную длину пептида, которая, согласно исследованиям Хавинсона, является биологически активной. Несмотря на свой малый размер (всего два аминокислотных остатка), он продемонстрировал измеримые эффекты на животных моделях старения, канцерогенеза и иммунной функции, а также в экзо-исследованиях стареющих человеческих лимфоцитов [1] [4] [5]. Эти результаты были приведены в поддержку более широкой теории Хавинсона о том, что даже самые короткие пептиды могут регулировать экспрессию генов посредством прямого взаимодействия с ДНК [8].

Вилон не зарегистрирован как фармацевтический препарат ни в одной стране. Он продается как пептидная пищевая добавка и не оценивался FDA, EMA или другими западными регулирующими органами.

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. Связь с Ливагеном

Пользователь может столкнуться с упоминаниями, предполагающими, что Вилон и Ливаген имеют одинаковую последовательность. Это требует уточнения:

• Вилон — это дипептид КЕ (Лис-Глу) — два аминокислотных остатка.
• Ливаген — это тетрапептид КЕДА (Лис-Глу-Асп-Ала) — четыре аминокислотных остатка.

Хотя Ливаген содержит последовательность КЕ (Вилон) на своем N-конце, это отдельная, более длинная молекула. Два пептида имеют одинаковые первые два остатка, но различаются по общей длине и заявленной тканевой специфичности. Вилон обозначен как тимический биорегулятор для иммунной функции, тогда как Ливаген обозначен как печеночный биорегулятор для функции печени [11] [12]. Остается механистически не подтвержденным, действительно ли дополнительные остатки Асп-Ала перенаправляют тканевую мишень с тимуса на печень.

Оба пептида, наряду с Весугеном (КЕД) и Тестагеном (КЕДГ), образуют структурное семейство, разделяющее N-концевой мотив лизин-глутаминовая кислота, с различными заявленными органными специфичностями, приписываемыми их различным C-концевым удлинениям [8].

3. Механизм Действия

Связывание с ДНК в мотивах TCGA

Основной предлагаемый механизм действия Вилона включает селективное связывание с последовательностями TCGA в двуцепочечной ДНК в промоторных областях генов, связанных с иммунитетом [8]. Исследования с использованием молекулярного моделирования и анализов взаимодействия с ДНК in vitro показали, что дипептид КЕ демонстрирует энергетически благоприятное связывание с определенными мотивами ДНК, потенциально модулируя транскрипцию нижележащих генов, участвующих в пролиферации иммунных клеток, дифференцировке и продукции цитокинов [8] [9].

Ремоделирование Хроматина в Стареющих Клетках

Ключевым результатом исследований Вилона является его способность реактивировать уплотненный хроматин, связанный со старением. В культивируемых лимфоцитах пожилых людей (возраст 75-88 лет) Вилон индуцировал активацию рибосомных генов, деконденсацию плотно упакованных фибрилл гетерохроматина и высвобождение генов, которые были репрессированы из-за возрастного уплотнения хроматина [4] [5]. Этот эффект ремоделирования хроматина был предложен для обращения вспять эпигенетического сайленсинга, который накапливается с возрастом, восстанавливая более молодой паттерн экспрессии генов в иммунных клетках.

Модуляция Иммунных Клеток

В клеточной линии моноцитов/макрофагов THP-1 Вилон модулировал экспрессию генов, связанных с пролиферативной активностью и воспалительными путями, включая влияние на баланс цитокинов и регуляцию апоптоза [6]. В органотипических культурах селезенки Вилон активировал Т-хелперы посредством механизма, включающего снижение апоптоза, а не прямое усиление пролиферации [7].

Ап-регуляция ИЛ-2

В культивируемых лимфоцитах дипептид КЕ значительно увеличивает экспрессию мРНК ИЛ-2 [6]. ИЛ-2 является основным аутокринным фактором роста для Т-лимфоцитов и играет центральную роль в клональном расширении Т-клеток, дифференцировке и поддержании регуляторных Т-клеток.

Регуляция Пищеварительных Ферментов

Сообщалось о дополнительном неиммунном эффекте: Вилон модулировал активность пищеварительных ферментов у крыс разного возраста, предполагая биологическую активность за пределами иммунной системы [18].

4. Исследованные Применения

Противоопухолевая Активность и Продление Жизни

Наиболее убедительные доклинические данные по Вилону получены в долгосрочных исследованиях на животных:

Спонтанные опухоли у мышей CBA: Самки мышей CBA получали ежемесячные подкожные инъекции Вилона (0,1 мг/животное, 5 дней подряд в месяц) с 6-месячного возраста до естественной смерти [1]. Лечение Вилоном:

• Увеличивало физическую активность и выносливость
• Снижало температуру тела
• Увеличивало среднюю и максимальную продолжительность жизни
• Предотвращало развитие спонтанных аденом легких
• Ингибировало общий рост спонтанных опухолей

Химически индуцированный канцерогенез: У мышей, подвергшихся воздействию канцерогена 1,2-диметилгидразина (ДМГ), Вилон в дозе 10 мкг/кг снижал частоту опухолей с 60% у контрольных животных до 14,3% у обработанных животных через 46 недель — более чем 4-кратное снижение [3].

Опухоли мочевого пузыря: У крыс с химически индуцированными опухолями мочевого пузыря Вилон снижал частоту опухолей с 75,5% до 56% и вызывал 2-кратное снижение предраковых и ранних неопластических изменений в слизистой оболочке мочевого пузыря [1].

Восстановление Иммунитета при Старении

Эффекты реактивации хроматина Вилоном в стареющих лимфоцитах [4] [5] и его модуляция экспрессии генов иммунных клеток в модели THP-1 [6] подтверждают его предполагаемое применение при возрастном снижении иммунитета. Обращая вспять конденсацию гетерохроматина, которая подавляет гены, связанные с иммунитетом, с возрастом, Вилон, как предполагается, восстанавливает более молодой иммунный статус. Однако эти эффекты были продемонстрированы только в экзо- и in vitro системах; контролируемых клинических испытаний Вилона для восстановления иммунитета у пожилых людей не опубликовано.

Функция Селезенки при Старении

Исследования в органотипических культурах селезенки молодых и старых животных показали, что Вилон обладает иммунопротекторными эффектами в селезенке при старении [7]. Вилон активировал функцию Т-хелперов посредством снижения апоптоза, предполагая механизм поддержания иммунной компетентности селезенки с возрастом.

Компонент Терапии Тималином

Являясь одним из трех идентифицированных активных компонентов Тималина [15], активность Вилона способствует терапевтическим эффектам, наблюдаемым в клинических исследованиях Тималина, включая РКИ при COVID-19, которое показало снижение смертности в стационарах вдвое у пожилых пациентов [14], и долгосрочные исследования снижения смертности у пожилых людей [14]. Однако невозможно атрибутировать конкретные эффекты Тималина Вилону, а не EW (Тимоген) или EDP (Кристаген) на основе имеющихся данных.

5. Клинические Данные

Клинические данные по Вилону как самостоятельному препарату ограничены доклиническими данными:

Исследования на животных: Долгосрочные исследования продолжительности жизни мышей CBA [1] [2], модели химически индуцированного канцерогенеза [3] и исследования опухолей мочевого пузыря предоставляют последовательные доказательства противоопухолевых и геропротекторных эффектов.

Экзо-исследования на людях: Исследования реактивации хроматина в стареющих человеческих лимфоцитах демонстрируют измеримые эпигенетические эффекты [4] [5].

In vitro исследования: Исследования клеточной линии моноцитов/макрофагов THP-1 [6] и органотипических культур селезенки [7] демонстрируют иммуномодулирующую активность.

Клинических испытаний монотерапии Вилоном на людях не опубликовано. Клинические данные по пептиду КЕ у людей являются косвенными, через исследования Тималина, где КЕ является одним из компонентов многопептидного экстракта.

6. Дозировка в Опубликованных Исследованиях

В опубликованных исследованиях сообщалось о следующих дозах. Это не рекомендации, и их не следует интерпретировать как терапевтические указания.

Дозировка для животных варьировалась от 10 мкг/кг (модель канцерогенеза ДМГ) до 0,1 мг/животное (исследование продолжительности жизни мышей CBA). Дозировка, эквивалентная человеческой, не была установлена посредством формальных фармакокинетических исследований. Формулы добавок обычно содержат 0,2 мг КЕ на капсулу.

7. Безопасность и Побочные Эффекты

В исследованиях на животных, охватывающих пожизненное введение, Вилон не оказывал существенного влияния на массу тела или потребление пищи у мышей, и не сообщалось о каких-либо побочных эффектах [1] [2]. Соединение описывается как хорошо переносимое во всех опубликованных исследованиях.

Основные пробелы в данных по безопасности включают:

• Отсутствие формальных токсикологических исследований, соответствующих нормативным стандартам.
• Отсутствие данных по безопасности у людей из контролируемых клинических испытаний.
• Отсутствие исследований лекарственных взаимодействий.
• Отсутствие фармакокинетических данных (пероральная биодоступность, период полувыведения, метаболизм) у каких-либо видов.
• Отсутствие оценки репродуктивной или развивающей токсичности.
• Противоопухолевые эффекты, наблюдаемые у животных, хотя и потенциально полезные, вызывают вопросы о влиянии на пролиферацию нормальных клеток, которые систематически не оценивались.

8. Самый Короткий Биологически Активный Пептид

Вилон занимает уникальное положение в пептидной фармакологии как потенциально самый короткий пептид (два аминокислотных остатка), продемонстрировавший измеримые биологические эффекты на животных моделях старения и канцерогенеза. Хотя отдельные аминокислоты (например, L-глутаминовая кислота, L-триптофан) обладают известной биологической активностью, предполагается, что специфическая дипептидная связь КЕ создает молекулярную сущность с эмерджентными свойствами, отсутствующими в ее составляющих аминокислотах [8] [10].

Это утверждение является центральным для теории Хавинсона: если дипептиды действительно могут регулировать экспрессию генов посредством прямого связывания с ДНК, это будет представлять собой принципиально новый класс регуляторных молекул в молекулярной биологии. Однако несколько альтернативных объяснений наблюдаемых биологических эффектов не были полностью исключены, включая: сигнализацию через рецепторы посредством неизвестных пептидных рецепторов, метаболические эффекты составляющих аминокислот после гидролиза пептидной связи и косвенные эффекты посредством модуляции эндогенных путей обработки пептидов [13].

9. Ограничения и Прозрачность

• Клинические испытания монотерапии Вилоном на людях не опубликованы.
• Все опубликованные исследования исходят из института Хавинсона и аффилированных российских учреждений.
• Утверждение о том, что дипептид может функционировать как тканеспецифический регулятор генов посредством прямого связывания с ДНК, остается неподтвержденным независимыми лабораториями.
• Структурное сходство между Вилоном (КЕ), Весугеном (КЕД), Ливагеном (КЕДА) и Тестагеном (КЕДГ) вызывает нерешенные вопросы относительно основы заявленной тканевой специфичности.
• Вилон продается как пищевая добавка без фармацевтической регистрации в какой-либо юрисдикции.
• Разделение вклада Вилона от вклада EW и EDP в клинических исследованиях Тималина невозможно.

10. Связанные Пептиды

See also: Thymalin, Thymogen, Vesugen, Epithalon

11. Ссылки

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