Péptido de cobre GHK-Cu

A finales de la década de 1980, el péptido de cobre GHK-Cu comenzó a atraer la atención como un prometedor agente cicatrizante . En concentraciones picomolares a nanomolares, GHK-Cu estimuló la síntesis de colágeno en fibroblastos de la piel , aumentó la acumulación de proteínas totales, glicosaminoglicanos (en una curva bifásica) y ADN en heridas dérmicas en ratas. También descubrieron que la secuencia GHK está presente en el colágeno y sugirieron que el péptido GHK se libera después de una lesión tisular. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Propusieron una clase de moléculas de respuesta de emergencia que se liberan de la matriz extracelular en el sitio de una lesión. ^{[ 14 ]} GHK-Cu también aumentó la síntesis de decorina , un pequeño proteoglicano involucrado en la regulación de la síntesis de colágeno, la regulación de la cicatrización de heridas y la defensa antitumoral. ^{[ 15 ]} Se ha demostrado que el GHK-Cu produce efectos antiinflamatorios y estimula la liberación de factores de crecimiento como el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y la proteína morfogenética ósea 2 (BMP-2). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

También se ha comprobado que el GHK-Cu estimula tanto la síntesis de metaloproteinasas , las enzimas que degradan las proteínas dérmicas, como la de sus inhibidores (antiproteasas). El hecho de que el GHK-Cu no solo estimule la producción de componentes dérmicos, sino que también regule su degradación, sugiere que debe utilizarse con precaución. ^{[ 19 ]}

Una serie de experimentos con animales establecieron una marcada actividad cicatrizante del GHK-Cu. ^{[ 20 ] [ 21 ]} En las heridas dérmicas de conejos, el GHK-Cu facilitó la cicatrización, provocando una mejor contracción de la herida, un desarrollo más rápido del tejido granular y una mejor angiogénesis . También elevó el nivel de enzimas antioxidantes . ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Se ha descubierto que el GHK-Cu induce una mejora sistémica de la cicatrización en ratas, ratones y cerdos; es decir, el péptido GHK-Cu inyectado en un área del cuerpo (como los músculos del muslo) mejoró la cicatrización en áreas distantes del cuerpo (como las orejas). Estos tratamientos aumentaron fuertemente parámetros de cicatrización como la producción de colágeno, la angiogénesis y el cierre de heridas tanto en cámaras de heridas como en heridas de espesor total. ^{[ 24 ]} En un estudio, se crearon heridas de espesor total de 6 milímetros de diámetro en un colgajo de piel isquémica en el dorso de ratas, y durante 13 días los sitios de las heridas se trataron diariamente con GHK-Cu tópico o vehículo de hidroxipropilmetilcelulosa tópico , o no se les dio ningún tratamiento. Al final del estudio, el tamaño de la herida había disminuido en un 64,5% en el grupo GHK; en un 45,6% en el grupo tratado con vehículo; y en un 28,2% en el grupo de control. ^{[ 25 ]} La diferencia entre las heridas del grupo GHK y las del grupo control fue significativa y estuvo acompañada de niveles significativamente más bajos de factor de necrosis tumoral alfa y metaloproteinasas de matriz degradadoras de elastina . ^{[ 25 ]}

El GHK-Cu biotinilado se incorporó a una membrana de colágeno, que se utilizó como apósito para heridas. Este material enriquecido con GHK-Cu estimuló la contracción de la herida y la proliferación celular , así como una mayor expresión de enzimas antioxidantes. El mismo material se probó para la cicatrización de heridas en ratas diabéticas. El tratamiento con GHK-Cu resultó en una contracción y epitelización más rápidas de la herida, un mayor nivel de glutatión y ácido ascórbico , una mayor síntesis de colágeno y la activación de fibroblastos y mastocitos . ^{[ 26 ]} Las heridas abiertas isquémicas en ratas tratadas con GHK-cobre cicatrizaron más rápido y tuvieron una menor concentración de metaloproteinasas 2 y 9, así como del factor de necrosis tumoral beta (una citocina inflamatoria importante) en comparación con el vehículo solo o con heridas no tratadas. ^{[ 25 ]}

La sustitución de la histidina por otros aminoácidos demostró que el residuo de glicina desempeña un papel fundamental en la unión al cobre, mientras que la lisina solo puede interactuar con el cobre a pH alcalino. A pH fisiológico, la lisina puede interactuar con un receptor celular . La capacidad de la GHK para interactuar tanto con el cobre como con un receptor celular podría permitirle transferir cobre dentro y fuera de las células. El pequeño tamaño de la GHK le permite desplazarse rápidamente en el espacio extracelular y acceder fácilmente a los receptores celulares. ^{[ 30 ]}

La estructura molecular del complejo de cobre GHK (GHK-Cu) se ha determinado mediante cristalografía de rayos X, espectroscopia EPR, espectroscopia de absorción de rayos X, espectroscopia RMN, así como otros métodos como la titulación. En el complejo GHK-Cu, el ion Cu(II) está coordinado por el nitrógeno de la cadena lateral de imidazol de la histidina, otro nitrógeno del grupo alfa-amino de la glicina y el nitrógeno amida desprotonado del enlace peptídico glicina-histidina. Dado que esta estructura no podía explicar la elevada constante de estabilidad del complejo GHK-Cu (log 10 = 16,44 frente a 8,68 del complejo de cobre GH, que es similar a la estructura del GHK-Cu), se propuso que otro grupo amino participa en la formación del complejo. El Cu(II) también está coordinado por el oxígeno del grupo carboxilo de la lisina del complejo vecino. Otro grupo carboxilo de lisina de un complejo vecino proporciona el oxígeno apical, lo que resulta en la configuración de pirámide plano-cuadrada. ^{[ 31 ]} Muchos investigadores propusieron que, al pH fisiológico, los complejos GHK-Cu pueden formar estructuras binarias y ternarias que pueden involucrar el aminoácido histidina y/o la región de unión al cobre de la molécula de albúmina. Lau y Sarkar también encontraron que el GHK puede obtener fácilmente cobre 2+ unido a otras moléculas, como el sitio de transporte de cobre de alta afinidad en la albúmina plasmática (constante de unión a la albúmina log 10 = 16,2 frente a constante de unión al GHK 16 log 10 = 16,44). Se ha establecido que la actividad redox del cobre (II) se silencia cuando los iones de cobre se complejan con el tripéptido GHK, lo que permite la entrega de cobre no tóxico a la célula. ^{[ 32 ]}

El cobre es vital para todos los organismos eucariotas , desde los microbios hasta los humanos. Una docena de enzimas ( cuproenzimas ) utilizan los cambios en el estado de oxidación del cobre para catalizar importantes reacciones bioquímicas, incluyendo la respiración celular ( citocromo c oxidasa ), la defensa antioxidante (ceruloplasmina, superóxido dismutasa (SOD), desintoxicación (metalotioneínas), la coagulación sanguínea (factores de coagulación V y VIII), la producción de melanina (tirosinasa) y la formación de tejido conectivo (lisil peroxidasa). El cobre es necesario para el metabolismo del hierro, la oxigenación, la neurotransmisión , el desarrollo embrionario y muchos otros procesos biológicos esenciales. Otra función del cobre es la señalización; por ejemplo, las células madre requieren un cierto nivel de cobre en el medio para iniciar su diferenciación en las células necesarias para la reparación. Por lo tanto, la capacidad de GHK-Cu para unirse al cobre y modular su nivel tisular es un factor clave que determina su actividad biológica. ^{[ 33 ]}