L'axe de l'hormone de croissance dans la recherche préclinique

Les peptides issus de la recherche endocrinienne sur l'axe de l'hormone de croissance agissent rarement directement sur les tissus. Leur point d'action se situe plus haut, dans la chaîne hypothalamus–hypophyse–foie : l'hypophyse libère l'hormone de croissance, le foie produit de l'IGF-1 sous son influence, et ce dernier constitue le signal atteignant les tissus. Pour comprendre les différences entre ces substances, il convient de savoir à quel niveau de cette chaîne elles interviennent. Cet article passe en revue l'axe de haut en bas, examine ce que les études fondamentales ont mesuré et explique pourquoi la mesure de l'identité est particulièrement déterminante pour ces longues chaînes.

L'axe en bref

La régulation débute dans l'hypothalamus. Celui-ci transmet deux signaux opposés à l'hypophyse : la GHRH (growth hormone-releasing hormone), qui stimule la libération de l'hormone de croissance, et la somatostatine, qui l'inhibe. L'interaction entre ces deux signaux fait en sorte que l'hormone de croissance n'est pas libérée de façon constante, mais sous forme de pics, séparés par de faibles valeurs basales.

L'hormone de croissance elle-même possède en partie des voies de signalisation directes, mais une grande partie de son action transite par le foie, qui produit de l'IGF-1 sous l'influence de l'hormone de croissance. L'IGF-1 exerce à son tour une rétroaction sur l'hypothalamus et l'hypophyse, y inhibant la libération ultérieure. En outre, il existe une troisième voie d'entrée : la ghréline, une hormone gastrique qui, par l'intermédiaire de son propre récepteur, le récepteur de la ghréline, déclenche également la libération de l'hormone de croissance.

Lors de la lecture des recherches dans ce domaine, trois questions doivent donc toujours être posées : à quel niveau le composé agit-il, que mesure l'étude (hormone de croissance, IGF-1 ou un élément plus en aval), et dans quel modèle cela a-t-il été mesuré.

Trois points d'action, un seul axe

Les analogues de la GHRH, tels que le CJC-1295, reproduisent le signal que l'hypothalamus transmet à l'hypophyse : libérer de l'hormone de croissance. Ils augmentent ainsi la libération endogène, selon le rythme propre à l'hypophyse.

Les agonistes du récepteur de la ghréline, comme l'ipamorelin, utilisent un récepteur distinct et déclenchent la même libération par une voie différente. L'ipamorelin est un pentapeptide dont la séquence est Aib-His-D-2-Nal-D-Phe-Lys-NH2. Raun et ses collaborateurs l'ont décrit en 1998 dans l'European Journal of Endocrinology comme le premier sécrétagogue sélectif. Sélectif, car dans les modèles étudiés, il libérait l'hormone de croissance sans élever l'ACTH ni le cortisol, contrairement aux composés plus anciens GHRP-6 et GHRP-2 dans la même étude.

L'IGF-1 et ses variantes contournent l'hypophyse et constituent le signal final lui-même. Il s'agit d'un point d'action fondamentalement différent : non pas une augmentation de la libération endogène, mais le produit final lui-même, sans la rétroaction ni le profil de pics des niveaux supérieurs. L'IGF-1 LR3 est une variante allongée principalement utilisée dans la recherche sur cultures cellulaires.

L'ipamorelin dans les travaux précliniques

L'étude de Raun et ses collaborateurs est un exemple illustrant la manière dont la sélectivité est établie au niveau préclinique. En culture cellulaire avec des cellules hypophysaires de rat, l'ipamorelin a libéré l'hormone de croissance avec une puissance et une réponse maximale comparables à celles du GHRP-6. À l'aide d'antagonistes du GHRP et de la GHRH, les chercheurs ont démontré que l'ipamorelin, tout comme le GHRP-6, libère l'hormone de croissance par l'intermédiaire d'un récepteur de type GHRP.

Des mesures ont ensuite été effectuées chez des rats anesthésiés et chez des porcs. Chez les porcs, d'autres hormones hypophysaires ont également été analysées : aucun des sécrétagogues testés n'a modifié les taux de FSH, de LH, de prolactine ou de TSH. La différence concernait l'ACTH et le cortisol. Le GHRP-6 et le GHRP-2 les ont augmentés, contrairement à l'ipamorelin, même à des quantités plus de deux cents fois supérieures au niveau requis pour une libération semi-maximale de l'hormone de croissance. C'est sur ce résultat que repose le qualificatif de sélectif.

CJC-1295 : ce que fait la modification DAC

Le CJC-1295 est dérivé des 29 premiers acides aminés de la GHRH humaine, avec quatre substitutions d'acides aminés. La version avec DAC (drug affinity complex) comporte en outre, à l'extrémité C-terminale, un groupe réactif qui se lie à l'albumine dans le sang. Jetté et ses collaborateurs (2005) ont décrit ce dispositif dans Endocrinology. Chez le rat, le CJC-1295 est resté détectable dans le plasma pendant plus de 72 heures, et une forme liée à l'albumine était visible dès 15 minutes et persistait en circulation pendant plus de 24 heures. Sur une période de deux heures, la libération d'hormone de croissance, mesurée par l'aire sous la courbe, était quatre fois plus importante qu'avec le fragment de GHRH non modifié.

La variante sans DAC, également connue sous le nom de modified GRF (1-29), ne possède pas cet ancrage à l'albumine. La différence entre le CJC-1295 avec DAC et le CJC-1295 sans DAC réside donc précisément dans la propriété mesurée par Jetté et ses collaborateurs : la durée de maintien de la molécule dans la circulation.

Dans un modèle préclinique dépourvu de GHRH endogène, la souris knock-out pour la GHRH, Alba et ses collaborateurs (2006) ont décrit que le CJC-1295 normalisait la croissance dans ce modèle. Un tel modèle knock-out est utile car il montre l'action d'un analogue lorsque le signal naturel fait totalement défaut.

Ce qui a été mesuré chez l'humain

Pour le CJC-1295, Teichman et ses collaborateurs (2006) ont rapporté dans The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism une étude menée chez des adultes sains. Après une exposition unique, les taux moyens d'hormone de croissance ont augmenté d'un facteur deux à dix pendant six jours ou plus, et les taux d'IGF-1 d'un facteur 1,5 à 3 pendant neuf à onze jours.

Une étude de suivi menée par Ionescu et Frohman (2006) a analysé le profil de sécrétion. Les pics ont persisté : le nombre et l'amplitude des pics d'hormone de croissance n'ont pas changé. Ce qui a en revanche changé, ce sont les valeurs résiduelles entre les pics, qui étaient plus de sept fois supérieures. Les auteurs ont précisément relié ces valeurs résiduelles plus élevées à l'augmentation de l'IGF-1. Il s'agit d'une nuance qui disparaît souvent des résumés : le composé a augmenté la ligne de base, et non les pics.

Ces études sont mentionnées ici à titre factuel quant aux mesures effectuées, et non en tant que recommandation. La manière dont l'ipamorelin et le CJC-1295 sont comparés dans la littérature est détaillée dans Ipamorelin et CJC-1295.

Ce qui ne figure pas ici

Aucun conseil de dosage, aucun schéma, aucune combinaison. Non pas parce que ces informations sont difficiles à trouver, mais parce qu'un fournisseur qui les fournit franchit une limite établie pour une raison précise. Les mécanismes décrits ci-dessus sont présentés pour comprendre la nature de la substance, non pour en faire un usage quelconque. Pour comprendre ce qu'est un peptide au sens général et comment il est synthétisé, consultez Que sont les peptides ?.

Pourquoi la mesure de l'identité est particulièrement importante ici

Une partie de ces composés est plus volumineuse qu'un peptide court moyen : le CJC-1295 avec DAC pèse environ 3647 g/mol. Plus la chaîne est longue, plus les risques d'erreur lors de la synthèse augmentent : un acide aminé manquant, un clivage incomplet d'un groupe protecteur ou une substitution incorrecte d'acide aminé.

Pour une chaîne de cette longueur, la mesure de l'identité dans le lab report n'est donc pas une simple formalité. Le rapport de BTLabs contient deux mesures : une détermination de la pureté par HPLC et un spectre FTIR confirmant l'identité. Une valeur de pureté seule n'exclut pas la présence d'une variante différant d'un seul acide aminé ; la mesure d'identité doit correspondre à la molécule attendue, et une différence d'un seul acide aminé est plus nettement mise en évidence par spectrométrie de masse. Pour comprendre comment ces deux mesures se complètent, consultez Pureté, HPLC et spectrométrie de masse.

Vérifiez en outre que le numéro de lot figurant sur l'étiquette correspond à celui du rapport, et récupérez l'original auprès du laboratoire via le lien de vérification. Le rapport constitue un certificat d'analyse et non un conseil d'utilisation. Le statut du rapport pour chaque produit, y compris pour l'ipamorelin, est consultable dans Recherche sur les facteurs de croissance.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre un analogue de la GHRH et un agoniste du récepteur de la ghréline ?

Tous deux entraînent, dans les modèles étudiés, la libération d'hormone de croissance par l'hypophyse, mais via des récepteurs différents. Un analogue de la GHRH tel que le CJC-1295 reproduit le signal stimulant de l'hypothalamus ; un agoniste du récepteur de la ghréline tel que l'ipamorelin utilise le récepteur de l'hormone gastrique ghréline.

Que signifie DAC pour le CJC-1295 ?

DAC signifie drug affinity complex : un groupement réactif permettant à la molécule de se lier à l'albumine dans le sang. Dans l'étude sur les rats menée par Jetté et ses collaborateurs (2005), le composé est ainsi resté en circulation beaucoup plus longtemps que le fragment de GHRH non modifié.

Pourquoi l'ipamorelin est-il qualifié de sécrétagogue sélectif ?

Parce que, dans l'étude de Raun et ses collaborateurs (1998), il libérait l'hormone de croissance sans augmenter l'ACTH ni le cortisol, alors que les composés plus anciens GHRP-6 et GHRP-2 le faisaient dans la même étude.

L'IGF-1 LR3 est-il identique à l'IGF-1 ?

Non. L'IGF-1 LR3 est une variante allongée de l'IGF-1 principalement utilisée dans la recherche sur cultures cellulaires. Tout comme l'IGF-1 lui-même, il intervient à la fin de l'axe et contourne l'hypophyse.

Références

1. Raun K, et al. Ipamorelin, the first selective growth hormone secretagogue. European Journal of Endocrinology, 1998. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9849822/
2. Jetté L, et al. Human growth hormone-releasing factor (hGRF)1-29-albumin bioconjugates activate the GRF receptor on the anterior pituitary in rats: identification of CJC-1295 as a long-lasting GRF analog. Endocrinology, 2005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15817669/
3. Teichman SL, Neale A, Lawrence B, et al. Prolonged stimulation of growth hormone (GH) and insulin-like growth factor I secretion by CJC-1295, a long-acting analog of GH-releasing hormone, in healthy adults. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16352683/
4. Ionescu M, Frohman LA. Pulsatile secretion of growth hormone (GH) persists during continuous stimulation by CJC-1295, a long-acting GH-releasing hormone analog. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17018654/
5. Alba M, et al. Once-daily administration of CJC-1295, a long-acting growth hormone-releasing hormone (GHRH) analog, normalizes growth in the GHRH knockout mouse. American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism, 2006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16822960/