Standardization of polycationic synthetic peptides for targeted delivery
- Authors: Asanbaeva A.A.1,2, Shatilov A.A.2, Shatilova A.V.2, Rusak T.E.2, Smirnov V.V.1,2
-
Affiliations:
- I.M. Sechenov First Moscow State Medical University
- National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
- Issue: Vol 14 (2025): Материалы XXI Международного Бурденковского научного конгресса 24-26 апреля 2025
- Pages: 786-789
- Section: Фармация
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/10419
Cite item
Full Text
Abstract
A significant obstacle in the treatment of many diseases of the central nervous system is the difficulties in the transportation of drugs to the brain. This is due to the presence of the blood-brain barrier, which significantly reduces the efficiency of drug delivery. Cell-penetrating peptides, one of which is RVG9R, can be used as agents for targeted delivery to brain cells. Objective. The aim of this study is to develop methods of preparation and techniques for standardization of this peptide. Materials and methods. Cell-penetrating peptide RVG9R was obtained by solid-phase synthesis, purified by preparative high-performance liquid chromatography, and the content of related substances was determined by zone capillary electrophoresis and high-performance liquid chromatography. The quantitative content was determined by methods of ion chromatography and automatic elemental analysis by nitrogen atom. Transfection activity was determined by luciferase test on EPNT-5 (mouse glioblastoma) and Sk-n-Be (human neuroblastoma) cell lines. Results. The result was a peptide with a purity of at least 95%, which has a high cell-penetrating ability. Conclusion. The developed methods were validated and can be further used to standardize this peptide with transfection activity in studies aimed at developing promising drugs with targeted delivery to the brain.
Full Text
Введение. Направленная доставка является высокоперспективным направлением биомедицинских исследований, так как использование носителей позволяет компенсировать токсичность и лабильность действующего вещества, что имеет особую значимость в разработке средств антисмысловой терапии. В частности, для направленной доставки в клетки головного мозга синтетических нуклеиновых кислот может быть использован модифицированный фрагмент капсидного гликопротеина вируса бешенства – RVG9R, – однако, для создания благоприятных перспектив включения его в состав соответствующих терапевтических систем необходима его стандартизация [1].
Цель работы. Разработка методик получения и стандартизации поликатионных синтетических пептидов для направленной доставки.
Материалы и методы исследования. RVG-9R со структурой TyrThrIleTrpMetProGluAsnProArgProGlyThrProCysAspIlePheThrAsnSerArgGlyLysArgAlaSerAsnGlyGlyGlyGlyArgArgArgArgArgArgArgArgArg был получен методом твердофазного синтеза в виде соли трифторацетата. Очистка проводилась методом препаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Подтверждение подлинности основания пептиды осуществлялось методом масс-спектрометрии с матрично-активационной лазерной десорбцией/ионизацией (МАЛДИ-МС) в режиме обнаружения положительных ионов, а противоиона – ИК-спектроскопией (инфракрасной спектроскопией). Анализ чистоты проводился методами зонного капиллярного электрофореза и ВЭЖХ. Трансфекционная активность оценивалась при помощи люциферазного теста на клетках линии ЭПНТ-5 (глиобластома мыши) и Sk-n-Be (нейробластома человека). Определение количественного содержания осуществлялось методом ионной хроматографии по противоиону – трифторацетату. Все методики испытаний качественного и количественного анализа были валидированы по следующим характеристикам: линейность, специфичность, правильность, прецизионность, аналитическая область, предел количественного определения.
Результаты исследования. Расчётная молекулярная масса пептида составляет 4842, 5 Да, методом масс-спектрометрии было получено значение 4846,7, что подтвердило структуру пептида (рисунок 1). На ИК-спектре присутствуют полосы поглощения в области от 1400 до 1000 см-1, что подтверждает трифторацетат-ион (рисунок 2).
Содержание родственных примесей, определенное капиллярным электрофорезом (рисунок 3) и ВЭЖХ (рисунок 4) по методу нормализации, составило 4,7% и 1,5% соответственно, следовательно чистота пептида – 95,3% и 98,5% соответственно.
Трансфекционная активность пептида RVG9R определялась при помощи люциферазного теста на клетках линий ЭПНТ-5 (глиобластома мыши) и Sk-n-Be (нейробластома человека). RVG9R показал значительные результаты трансфекционной активности в обоих клеточных линиях: на уровне 300 000
RLU (Relative luminescence units – относительных единиц люминесценции).
Количественное содержание основания пептида составило 72,7%, противоиона – 13,2%, содержание соли пептида – 85,9%. Уравнение линейности для методики количественного определения имело вид: y= 0,043*x-0,008, коэффициент корреляции r=0,999, RSD=0,991%. Нижний предел количественного определения (НПКО) составил 2,5 мг/л при соотношении сигнал/шум — 10. Результаты количественного определения подтверждались CHNS-анализом.
Заключение. Разработанные методики получения и контроля качества RVG9R позволяют получить продукт с чистотой более 95%, обладающий значительной трансфекционной активностью в культуре нервных клеток, в связи с чем они могут быть использованы для дальнейшей стандартизации данного пептида в рамках разработки перспективных лекарственных средств с адресной доставкой в клетки головного мозга.
About the authors
Aizirek Anarbekovna Asanbaeva
I.M. Sechenov First Moscow State Medical University; National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
Email: asanbaeva-a42@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-2395-6468
SPIN-code: 2537-0733
Postgraduate at the Arzamastcev Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry; junior research fellow of laboratory for peptide immunogens
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, st. Trubetskaya, 8; 115522, Russia, Moscow, hwy. Kashirskoe, 24Artem Andreevich Shatilov
National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
Email: aa.shatilov@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0002-4675-8074
SPIN-code: 6768-5796
Ph.D. in Pharmacy, research fellow of laboratory for peptide immunogens
Russian Federation, 115522, Russia, Moscow, hwy. Kashirskoe, 24Anastasiia Vitalevna Shatilova
National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
Email: av.timofeeva@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0003-3780-2878
SPIN-code: 1988-1536
Ph.D. in Pharmacy, research fellow of laboratory for peptide immunogens
Russian Federation, 115522, Russia, Moscow, hwy. Kashirskoe, 24Tatyana Evgenevna Rusak
National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
Email: tatarusak@gmail.com
SPIN-code: 6716-9804
junior research fellow of laboratory for antiviral immunity
Russian Federation, 115522, Russia, Moscow, hwy. Kashirskoe, 24Valerii VValerevich Smirnov
I.M. Sechenov First Moscow State Medical University; National Research Center – Institute of Immunology Federal Medical-Biological Agency
Author for correspondence.
Email: vall@mail.mipt.ru
ORCID iD: 0000-0002-8232-6682
SPIN-code: 4171-3871
Doctor of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Professor at the Arzamastcev Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry
Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, st. Trubetskaya, 8; 115522, Russia, Moscow, hwy. Kashirskoe, 24References
- Wang Q, Cheng S, Qin F, et al. Application progress of RVG peptides to facilitate the delivery of therapeutic agents into the central nervous system. RSC advances. 2021;11(15):8505-8515. doi: 10.1039/D1RA00550B
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
