Stabilité du Semax : dégradation et prévention

Le Semax est un peptide stable par conception : sa queue Pro-Gly-Pro le protège de la plupart des enzymes, et sa séquence courte et simple ne contient aucun des résidus responsables de la désamidation ou de l’isomérisation de l’aspartate. Son seul vrai point faible chimique est la méthionine N-terminale, qui s’oxyde en solution; une fiole mélangée est donc gardée au froid, bouchée et à l’abri de la lumière, et utilisée dans la fenêtre de 8 à 12 semaines.

Cette page passe la séquence en revue résidu par résidu et explique quelles conditions accélèrent chaque voie de dégradation. Les durées de conservation elles-mêmes sont présentées dans combien de temps se conserve le Semax; tout ce qui suit concorde avec cette page.

Lire la séquence sous l’angle de la stabilité

Le Semax est Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro. En le comparant aux voies habituelles de dégradation des peptides, on obtient une courte liste :

• Méthionine (position 1) : oxydation. La chaîne latérale thioéther réagit avec l’oxygène dissous, les peroxydes et les radicaux produits par la lumière pour former du sulfoxyde de méthionine, ce qui ajoute 16 à la masse. C’est la principale voie chimique du Semax dans l’eau.
• Histidine (position 3) : oxydation catalysée par les métaux. Le cycle imidazole fixe les ions métalliques à l’état de traces, qui peuvent entraîner l’oxydation de l’His et de la Met voisine. Un matériel propre rend la contamination métallique négligeable.
• Ni asparagine ni glutamine : aucune désamidation, la voie la plus courante pour de nombreux peptides plus longs.
• Aucun acide aspartique : aucune isomérisation ni coupure Asp-Gly ou Asp-Pro.
• Ni cystéine ni tryptophane : aucun réarrangement des ponts disulfure et aucune photo-oxydation du tryptophane.
• Méthionine, et non glutamine ou glutamate, à l’extrémité N-terminale : le Semax intact ne peut pas se cycliser en pyroglutamate. Le Glu se trouve en position 2 et ne devient N-terminal que si la Met est clivée.
• Proline en positions 5 et 7, et non en position 2 : la perte par formation de dicétopipérazine qui touche les peptides commençant par X-Pro ne s’applique pas.

Les revues sur l’instabilité chimique des protéines et des peptides décrivent l’oxydation de la méthionine comme l’une des voies les plus courantes dans les formulations aqueuses, accélérée par l’oxygène, la lumière, les métaux à l’état de traces et la chaleur (Li et al., Biotechnology and Bioengineering, 1995; Manning et al., Pharmaceutical Research, 2010). Aucune étude de la cinétique d’oxydation du Semax dans l’eau bactériostatique n’a été trouvée; les indications données ici relèvent donc de la chimie générale des peptides, et elles s’appliquent parce que le Semax porte exactement ce résidu à son extrémité N-terminale exposée.

Pourquoi la queue Pro-Gly-Pro compte

Le fragment d’origine ACTH(4-10) a une courte durée de vie dans les liquides biologiques. L’ajout de Pro-Gly-Pro à l’ACTH(4-7) est le choix de conception qui a changé cela. Dans le sang et le sérum de rat, le Semax a mieux résisté que l’ACTH(4-10) aux enzymes autres qu’une aminopeptidase N-terminale; cette aminopeptidase retirait la Met puis le Glu, laissant des intermédiaires relativement stables (Potaman et al., Biochemical and Biophysical Research Communications, 1991). Des travaux ultérieurs avec du mucus nasal, des membranes cérébrales et du sang de rat ont montré que le Semax donne His-Phe-Pro-Gly-Pro comme métabolite, et que les glyprolines, en tant que famille, sont remarquablement résistantes à la protéolyse (Shevchenko et al., Bioorganicheskaya Khimiya, 2013; Shevchenko et al., Biomeditsinskaya Khimiya, 2019).

Dans une fiole scellée et stérile, il n’y a pas d’enzymes, et c’est pourquoi l’accès aseptique compte : désinfecter le bouchon tient à l’écart les microbes et leurs protéases, et l’alcool benzylique de l’eau bactériostatique freine leur croissance entre les prélèvements.

Lyophilisé ou reconstitué

Sous forme de gâteau sec, le Semax ne dispose pratiquement d’aucune eau dans laquelle la chimie d’oxydation pourrait se produire, et les molécules ne peuvent pas se déplacer librement; la fiole scellée est donc sa forme la plus durable (Wang, International Journal of Pharmaceutics, 2000). Gardez-la au réfrigérateur pour la conservation courante ou au congélateur pour la conservation à long terme, dans sa boîte et à l’abri de la lumière. Une fois le produit mélangé, suivez la page sur la conservation : 8 à 12 semaines entre 2 et 8 °C, la qualité diminuant lentement à partir de la 6e à la 8e semaine environ.

Les gouttes nasales russes enregistrées montrent à quel point le Semax tient bien dans l’eau lorsqu’il est formulé à cette fin : le produit à 0,1 % contient du Semax et du méthylparabène dans de l’eau purifiée, avec une durée de conservation de 2 ans au froid et à l’abri de la lumière, comme le résume la page sur la conservation. Une fiole de recherche mélangée avec de l’eau bactériostatique est une solution plus simple; c’est donc la fenêtre de manipulation plus courte qui s’applique.

Température, lumière, congélation et pH

• Température : l’oxydation s’accélère avec la chaleur. Une fiole mélangée retourne dans le corps principal du réfrigérateur immédiatement après usage, jamais dans la porte.
• Lumière : la lumière produit les espèces réactives de l’oxygène qui attaquent la méthionine. Gardez les fioles et le vaporisateur dans leur boîte.
• Congeler une fiole mélangée : déconseillé. La congélation concentre les solutés et l’oxygène dissous dans la fraction non congelée et sollicite l’étanchéité du bouchon; les cycles répétés de congélation et de décongélation aggravent le problème.
• pH : le Semax se trouve le plus à l’aise dans la plage légèrement acide à neutre qu’offre l’eau bactériostatique. Évitez d’ajouter des tampons ou d’autres additifs.

Ce que signifient les changements visibles

Le Semax mélangé est limpide et incolore. Un aspect trouble persistant, des flocons, des filaments ou une teinte jaune signifient que la solution doit être jetée, quelle que soit sa date. Le sulfoxyde de méthionine est lui-même incolore; une solution limpide de plus de 12 semaines a donc tout de même dépassé sa fenêtre. Les causes de l’aspect trouble sont expliquées dans pourquoi les peptides gélifient ou deviennent troubles.

Le vaporisateur nasal

Le vaporisateur nasal Semax est déjà une solution; il suit donc les règles des fioles mélangées : au réfrigérateur, debout, bouché, à l’abri de la lumière et jamais congelé. Les soins propres au vaporisateur sont décrits dans comment conserver un vaporisateur nasal de peptide.