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Peptide · 8 Min. Lesezeit · von T.J.

PE 22-28 — der TREK-1-Kanalblocker in der Forschung

Überblick zur Forschung an PE 22-28: ein verkürztes Spadin-Analogon, das den Kaliumkanal TREK-1 schließt. Starker Mechanismus bei Mäusen, keine Daten am Menschen und ein selten erwähntes Risiko.

PE 22-28 ist ein sehr kurzes Peptid (eine Kette aus sieben Aminosäuren), das 2017 von einem französischen Team am Institut für Molekulare und Zelluläre Pharmakologie bei Nizza entworfen wurde. Es wurde als verbesserte Version einer älteren Verbindung namens Spadin gebaut. Es hat nur eine beschriebene Aufgabe: den Kaliumkanal TREK-1 zu schließen — ein Protein-„Ventil“ in der Membran einer Nervenzelle. Bei Mäusen erzeugte das Schließen dieses Ventils etwas, das der Wirkung eines Antidepressivums ähnelt, allerdings nach vier Tagen statt nach drei oder vier Wochen. Das Wichtigste muss jedoch gleich vorweg gesagt werden: Alles, was über PE 22-28 bekannt ist, stammt aus Zellen in der Schale und von Mäusen. Es gibt keine einzige Studie am Menschen, keine Daten zu Aufnahme, Abbau oder Sicherheit, und der TREK-1-Kanal selbst hat im Körper Aufgaben, die sich gegen uns wenden können, sobald er blockiert wird.

Was PE 22-28 ist

Der Name ist schlicht die Adresse eines Fragments. Alles begann mit einem größeren Molekül, abgekürzt PE. Sein Abschnitt von Position 12 bis 28 — siebzehn Aminosäuren — ist Spadin, das Peptid, das 2010 als erste natürliche Verbindung mit antidepressiver Aktivität über den TREK-1-Kanal beschrieben wurde. PE 22-28 ist ein noch kürzeres Stück derselben Sequenz, von Position 22 bis 28, also sieben Aminosäuren. Die Literatur nennt es manchmal „Mini-Spadin“.

Warum überhaupt verkürzen? Die Forscher sahen sich die Bruchstücke an, in die Spadin im Blut von Mäusen zerfällt, und setzten aus diesen Abbauprodukten ein neues, kürzeres Peptid zusammen. Das Ergebnis schlug das Original in beiden Punkten — wie fest es den Kanal greift und wie lange es im Tier überdauert.

Woher es stammt — Sortilin und Spadin

Spadin ist keine Erfindung eines Chemikers. Es entsteht im Körper bei der „Reifung“ eines Proteins namens Sortilin (auch als NTSR3 bekannt): Wenn die Zelle dieses Protein in seine Arbeitsform zurechtschneidet, wird das abgetrennte Stück nach außen freigesetzt. Das Team um Mazella zeigte 2010, dass Sortilin physisch mit dem TREK-1-Kanal assoziiert ist und dass das daraus herausgeschnittene Peptid diesen Kanal mit einer Affinität von etwa 10 Nanomol bindet — recht fest. Das war der Ausgangspunkt der ganzen Familie: Ein natürliches Peptid, das der Körper selbst herstellt, erwies sich als Blocker eines Kanals, der mit der Stimmung verknüpft ist.

PE 22-28 ist also das Derivat eines Derivats. Dass das Molekül von einem bereits im Körper vorhandenen Protein abstammt, ist jedoch kein Argument dafür, dass seine Gabe von außen sicher wäre.

Wie es wirkt — der TREK-1-Kanal einfach erklärt

Kaliumkanäle sind die Ventile, durch die Kalium aus einer Nervenzelle abfließt. Je mehr dieser Ventile offen stehen, desto schwerer ist die Zelle zu erregen — abfließendes Kalium beruhigt sie. TREK-1 gehört zu den „Hintergrundkanälen“: Er ist ständig teilweise geöffnet und sorgt dafür, dass die Zelle nicht bei jeder Kleinigkeit feuert.

Die Blockade von TREK-1 schließt einige dieser Ventile, sodass die Zelle leichter erregbar wird. In den Schaltkreisen, die die Stimmung steuern, insbesondere im Serotoninsystem, bedeutet das eine stärkere Signalübertragung. Daher die Idee, die Kanalblockade als einen völlig anderen Weg zu einer antidepressiven Wirkung zu nutzen als den der klassischen Medikamente: SSRI erhöhen den Serotoninspiegel zwischen den Zellen, ein TREK-1-Blocker verändert die Erregbarkeit der Zellen selbst.

Der stärkste Beleg dafür, dass diese Richtung real ist, stammt gar nicht von Peptiden, sondern aus der Mausgenetik. Als 2006 bei Mäusen das TREK-1-Gen ausgeschaltet wurde, verhielten sich die Tiere in fünf verschiedenen Tests so, wie sich Tiere unter Antidepressiva verhalten, und ihre hormonelle Stressantwort (der Corticosteron-Anstieg) war deutlich abgeschwächt. Das zeigte, dass der Kanal tatsächlich an der Stimmungsregulation beteiligt ist und keine elektrophysiologische Kuriosität darstellt.

Was untersucht wurde — Zellen und Tiere

Die Quellarbeit von 2017 versammelte vier Arten von Ergebnissen. Erstens Elektrophysiologie: Am menschlichen TREK-1-Kanal, exprimiert in kultivierten Zellen, unterband PE 22-28 den Strom bei einer Konzentration, die zwei bis drei Größenordnungen unter der von Spadin lag (die halbmaximale Hemmkonzentration betrug 0,12 Nanomol gegenüber 40–60 Nanomol für Spadin). Dieser Vergleich ist der Ursprung der im Netz wiederholten Zeile über eine „mehrere hundertmal stärkere“ Wirkung — die Zahl ist real, aber sie beschreibt den Griff an einen Kanal in der Schale, nicht irgendeinen Effekt in einem Menschen.

Zweitens Mausverhalten: Im Forced-Swim-Test verbrachten die Tiere weniger Zeit regungslos, und im Novelty-Suppressed-Feeding-Test machten sie sich nach einer viertägigen Gabe früher ans Fressen. Beide Tests sind Standardsignale für antidepressive Wirkung in der Tierpharmakologie.

Drittens Hirngewebe: Nach vier Tagen sahen die Autoren eine gesteigerte Neurogenese, also die Entstehung neuer Nervenzellen, und in kultivierten kortikalen Mausneuronen einen Anstieg von PSD-95, einem Protein, das als Marker für die Bildung neuer Verbindungen gilt. Klassische Antidepressiva brauchen drei bis vier Wochen, um solche Veränderungen hervorzurufen. Viertens Dauerhaftigkeit: Die Wirkung von Spadin bei Mäusen ließ nach etwa sieben Stunden nach, während die Autoren für PE 22-28 und seine Derivate einen bis zu etwa 23 Stunden anhaltenden Effekt berichten — und das war der Hauptgrund für die Verkürzung des Moleküls.

Ein eigener Strang ist der Schlaganfall. 2019 gab dasselbe Team Mini-Spadin an Mäuse mit fokaler Hirnischämie und berichtete ein Ergebnis, das man sich merken sollte: Die Wirkung erwies sich als biphasisch. In sehr kleinen Mengen öffnete das Peptid den TREK-1-Kanal und schützte das Gewebe; in größeren schloss es den Kanal und erzeugte den antidepressiven Effekt. Die Tiere hatten geringere motorische und kognitive Defizite und eine mildere Depression nach dem Schlaganfall. Biphasisches Verhalten bedeutet jedoch, dass die Richtung des Effekts davon abhängt, wie viel Substanz vorhanden ist — die am schwersten vorhersagbare Art von Pharmakologie.

Keine Studien am Menschen — was das bedeutet

Eine Suche in PubMed unter „PE 22-28“, „Spadin“ und „TREK-1“ liefert ausschließlich präklinische Arbeiten. Das Register ClinicalTrials.gov führt keine Studie zu PE 22-28, zu Spadin oder zu irgendeinem anderen TREK-1-Blocker als Prüfpräparat. Es ist also nicht so, dass die Tests am Menschen schlecht verlaufen wären — sie haben nie begonnen. Selbst die Ausgangsverbindung, seit 2010 als „vielversprechender Kandidat“ beschrieben, ist fünfzehn Jahre später nicht in die klinische Entwicklung gelangt.

Über PE 22-28 ist also nichts von dem bekannt, was über die Sicherheit entscheidet: wie viel ein menschliches Gehirn erreicht, wie schnell es abgebaut wird, welche Nebenwirkungen es hat, wie es mit Arzneimitteln interagiert. Die im Netz kursierenden „Protokolle“ sind Umrechnungen von Mengen, die Mäusen in die Bauchhöhle injiziert wurden, und eine Umrechnung von Maus auf Mensch ist Arithmetik, keine Daten.

Die andere Seite von TREK-1 — warum die Blockade schaden kann

Das ist der Teil, der in Werbematerialien fehlt. TREK-1 ist kein „Stimmungskanal“: Er sitzt im gesamten zentralen Nervensystem und außerdem im Herzen, in der glatten Muskulatur, in der Bauchspeicheldrüse und in der Prostata und hält überall die Zellen unterhalb der Feuerschwelle.

2004 zeigte dasselbe Zentrum die Kehrseite an Mäusen ohne das TREK-1-Gen: Diese Tiere waren anfälliger für Epilepsie und für Ischämie von Gehirn und Rückenmark, und die schützende Wirkung mehrfach ungesättigter Fettsäuren, bei normalen Mäusen auffällig, verschwand bei ihnen. Genau das Fehlen von TREK-1, das vor Depression schützt, beraubt das Nervengewebe also eines natürlichen Sicherheitspuffers. Ein chronisches pharmakologisches Schließen des Kanals stellt exakt diesen Zustand nach, sodass ein theoretisches Anfallsrisiko und eine schlechtere Toleranz des Gehirns gegenüber Sauerstoffmangel keine Panikmache sind — sie folgen direkt aus dem Modell, auf dem das ganze Konzept beruht. Dieselbe Arbeit zeigte auch, dass Mäuse ohne TREK-1 schwerer mit inhalativen Allgemeinanästhetika zu narkotisieren sind.

Sicherheit und die Grenzen der Evidenz

Neben dem Fehlen von Daten am Menschen gehören zwei weitere Einschränkungen hierher. Die erste: Praktisch die gesamte Literatur zu Spadin und seinen verkürzten Analoga stammt aus einem einzigen Labor — der Gruppe um Borsotto, Mazella und Heurteaux am CNRS in Valbonne. Kein unabhängiges Zentrum hat die Befunde repliziert, und das ist der grundlegende Filter gegen Zufallsergebnisse.

Die zweite: Klassische Antidepressiva, Fluoxetin eingeschlossen, hemmen ebenfalls den TREK-1-Kanal. Das bedeutet ein überlappendes Ziel und völlig unerforschte Folgen einer Kombination. Ebenso ist unbekannt, ob PE 22-28 auf einem anderen Weg als der intraperitonealen Injektion bei Mäusen überhaupt das Gehirn erreicht — der im Netz diskutierte intranasale Weg wurde für dieses Peptid nie getestet. Wir nennen bewusst weder Anwendungsformen noch Dosierungen.

Der weitere Kontext — Peptide, die auf das Gehirn wirken

PE 22-28 ist ein Extremfall von etwas, das in dieser Kategorie häufig vorkommt: ein eleganter Mechanismus, gute Ergebnisse an Nagetieren und null Übertragung in die Klinik. Es lohnt sich, es Peptiden gegenüberzustellen, die zumindest einige Daten am Menschen haben — etwa Selank und Semax, wo die Literatur zwar in einem Land konzentriert ist, aber Studien mit Menschen umfasst.

Zusammenfassung

PE 22-28 ist eine auf sieben Aminosäuren verkürzte Fassung von Spadin, entworfen, um den Kaliumkanal TREK-1 fester und länger zu blockieren. In Zellen hemmt es diesen Kanal mehrere hundertmal potenter als die Ausgangsverbindung; bei Mäusen liefert es nach vier Tagen ein antidepressives Signal und treibt die Entstehung neuer Neuronen an. Dort enden die Fakten. Es gibt keine Studien am Menschen, keine Daten dazu, was die Verbindung in einem menschlichen Körper tut, und der Mechanismus hat eine dokumentierte Schattenseite: Tiere ohne TREK-1 sind anfälliger für Krampfanfälle und vertragen eine Hirnischämie schlechter. Die Studienlage zu PE 22-28 ist als früh präklinisch, aus einem einzigen Zentrum und ohne unabhängige Replikation zu beschreiben.

Quellen

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  • Mazella J, Petrault O, Lucas G, et al. Spadin, a sortilin-derived peptide, targeting rodent TREK-1 channels: a new concept in the antidepressant drug design. PLoS Biology. 2010;8(4):e1000355. PMID: 20405001. DOI: 10.1371/journal.pbio.1000355. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20405001
  • Heurteaux C, Lucas G, Guy N, et al. Deletion of the background potassium channel TREK-1 results in a depression-resistant phenotype. Nature Neuroscience. 2006;9(9):1134–1141. PMID: 16906152. DOI: 10.1038/nn1749. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16906152
  • Heurteaux C, Guy N, Laigle C, et al. TREK-1, a K+ channel involved in neuroprotection and general anesthesia. The EMBO Journal. 2004;23(13):2684–2695. PMID: 15175651. DOI: 10.1038/sj.emboj.7600234. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15175651
  • Pietri M, Djillani A, Mazella J, Borsotto M, Heurteaux C First evidence of protective effects on stroke recovery and post-stroke depression induced by sortilin-derived peptides. Neuropharmacology. 2019;158:107715. PMID: 31325429. DOI: 10.1016/j.neuropharm.2019.107715. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31325429
  • Djillani A, Pietri M, Mazella J, Heurteaux C, Borsotto M Fighting against depression with TREK-1 blockers: Past and future. A focus on spadin. Pharmacology & Therapeutics. 2019;194:185–198. PMID: 30291907. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2018.10.003. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30291907
  • Djillani A, Mazella J, Heurteaux C, Borsotto M Role of TREK-1 in Health and Disease, Focus on the Central Nervous System. Frontiers in Pharmacology. 2019;10:379. PMID: 31031627. DOI: 10.3389/fphar.2019.00379. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31031627

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