39 аминокислот

ОдобренСнижение веса

Exenatide

Также известен как: Byetta, Bydureon, Exendin-4, AC2993

Молекулярная масса
4186.60 Da
Формула
C184H282N50O60S
CAS
141758-74-9
Пути введения
4

Эксенатид — синтетический аналог экзендина-4, пептида из 39 аминокислот, первоначально выделенного из слюны ящерицы жилатье (Heloderma suspectum, «ядозуб»). Это был первый агонист рецептора GLP-1, одобренный FDA (2005 год, под названием Byetta). Несмотря на всего 53% гомологии последовательности с человеческим GLP-1, экзендин-4 является полным агонистом рецептора GLP-1 человека и от природы устойчив к разрушению ферментом DPP-4. Выпускается в форме инъекций дважды в день (Byetta) и в виде микросферной формы пролонгированного действия для введения раз в неделю (Bydureon); эксенатид доказал клиническую жизнеспособность класса агонистов GLP-1, положив начало инкретин-ориентированному подходу к лечению диабета и ожирения, который впоследствии привёл к появлению семаглутида и тирзепатида.

Только в образовательных и исследовательских целях
Обновлено:Проверить научные источники

Раздел 01

Применение

Диабет 2 типа

Экзенатид одобрен под названиями Byetta (2005) и Bydureon (2012). Он снижает HbA1c (средний уровень сахара за 3 месяца) на 0,8–1,5%. Исследование EXSCEL подтвердило безопасность препарата для сердца и сосудов.

Люди
▸Научная формулировка

Одобрен FDA под названиями Byetta (2005) и Bydureon (2012). Снижение HbA1c на 0,8-1,5%. Исследование EXSCEL показало сердечно-сосудистую безопасность.

Болезнь Паркинсона

В исследовании Exenatide-PD у участников улучшились двигательные показатели, что может говорить о защите нервных клеток. Сейчас идут более крупные испытания фазы 3 при болезни Паркинсона.

Люди
▸Научная формулировка

Исследование Exenatide-PD показало улучшение моторных показателей и потенциальные нейропротекторные эффекты; в настоящее время продолжаются исследования фазы 3 при болезни Паркинсона.

Болезнь Альцгеймера

Ранние данные, в том числе из опытов на животных, говорят, что воздействие на рецептор GLP-1 (он же регулирует сахар в крови) может снижать воспаление в мозге и накопление амилоида — белка, характерного для болезни Альцгеймера.

ЖивотныеЛюдиОграниченные данные
▸Научная формулировка

Доклинические и ранние клинические данные указывают на то, что агонизм рецептора GLP-1R может снижать нейровоспаление и амилоидную патологию.

Раздел 02

Механизм действия

Механизм 01

Пептид из яда ящерицы

  • Исходный пептид из 39 аминокислот выделен из яда ящерицы Heloderma suspectum.
  • В ткани поджелудочной железы морской свинки он повышал внутренний посредник, а специальный блокатор это снимал.
  • Синтетический вариант совпадает с человеческим гормоном GLP-1 на 53 процента и связывается с рецептором так же прочно.
  • У наркотизированных свиней он держался в крови 22 минуты против 1,5-2 минут у природного гормона.
▸Научная формулировка

Агонист, полученный из яда, устойчивый к расщеплению DPP-4

Эксендин-4 — пептид из 39 аминокислот, выделенный из яда Heloderma suspectum, отличающийся от эксендина-3 в двух позициях. В диспергированной ткани поджелудочной железы морской свинки он повышал циклический AMP со 100 пМ до максимума при 10 нМ, что блокировалось антагонистом эксендин-(9-39) амидом (Eng et al., 1992). Синтетическая форма имеет 53% гомологии с человеческим GLP-1 и связывается с рецептором со сходной аффинностью (Meloni et al., 2013); устойчивость к DPP-4 связывают с глицином в положении 2 — сайте N-концевого расщепления, а не с C-концевым удлинением (Liu, 2024). У анестезированных свиней эксендин-4 выводился исключительно клубочковой фильтрацией, период полувыведения составлял 22,0 мин против 1,5-2,0 мин для GLP-1 (Simonsen et al., 2006).

Механизм 02

Как он включает рецептор

  • Опыты со световой сшивкой показали, каких именно участков рецептора касается пептид при связывании.
  • Занятый рецептор поднимает внутренний посредник, и тот дальше расходится на две параллельные ветви.
  • Закрытие калиевого канала усиливается только после того, как глюкоза изменила энергетический баланс клетки.
  • В бета-клетках крысы пептид ещё и задерживает восстановление заряда, продлевая вход кальция.
▸Научная формулировка

Контакты с рецептором и ветви cAMP/PKA и Epac2

Фотосшивание с p-азидо-L-фенилаланином, встроенным в полноразмерный человеческий рецептор GLP-1 в клетках HEK293T, картировало контакты эксендина-4 с остатками N-концевого домена, включая Phe-80, Tyr-101 и Phe-103 (Koole et al., 2017). Связывание активирует G-alpha-s и повышает cAMP, который разделяется на ветвь PKA и ветвь Epac2: PKA фосфорилирует SUR1, вытесняя ADP, тогда как Epac2 снижает количество ATP, необходимое для полумаксимального ингибирования KATP-канала, так что закрытие канала усиливается только после того, как глюкоза снизила уровень ADP. Эксендин-4 также подавляет потенциал-зависимые исходящие калиевые токи в бета-клетках крысы, замедляя реполяризацию и продлевая вход кальция (Meloni et al., 2013).

Механизм 03

При низком сахаре действие прекращается

  • У здоровых добровольцев препарат резко усиливал выброс инсулина при нормальном уровне глюкозы.
  • Как только сахар опускался примерно ниже 4 ммоль/л, секреция падала так же, как на плацебо.
  • Защитный ответ сохранялся: глюкагон при гипогликемии был даже выше, чем на плацебо.
  • В исследовании EXSCEL события основной точки составили 11,4 процента против 12,2 на плацебо.
▸Научная формулировка

Глюкозозависимость и сохранная контррегуляция у человека

Эксенатид вводили внутривенно здоровым голодавшим добровольцам на фоне ступенчатых глюкозных клэмпов. При эугликемии скорость секреции инсулина значительно превышала плацебо, но как только глюкоза падала ниже примерно 4 ммоль/л, секреция быстро и одинаково снижалась в обеих группах. Глюкагон подавлялся при нормальной глюкозе, но при гипогликемии оставался выше, чем на плацебо, то есть контррегуляция сохранялась, с сопоставимым восстановлением глюкозы и уровнем стрессовых гормонов (Degn et al., 2004). У крыс с частичной панкреатэктомией десять дней применения эксендина-4 стимулировали репликацию бета-клеток и неогенез из протоковых предшественников (Xu et al., 1999). В исследовании EXSCEL частота первичной составной конечной точки составила 11,4% против 12,2% на плацебо (Holman et al., 2017).

Механизм 04

Тормозит желудок и приглушает аппетит

  • При диабете 2 типа препарат замедлял опорожнение желудка тем сильнее, чем выше была доза.
  • Еженедельная форма задерживала опорожнение и через восемь недель, хотя со временем такой эффект ослабевает.
  • В опыте с 48 участниками внутривенный препарат снижал потребление пищи и отклик мозга на еду.
  • Предварительная блокада рецептора почти полностью устраняла оба этих эффекта.
▸Научная формулировка

Опорожнение желудка и центральные контуры аппетита

Эксенатид дважды в день дозозависимо замедлял опорожнение желудка по данным сцинтиграфии при сахарном диабете 2 типа в дозах 5 и 10 мкг, причём величина эффекта варьировала в зависимости от исходной скорости опорожнения; эксенатид раз в неделю по-прежнему замедлял опорожнение через восемь недель по данным дыхательного теста, хотя агонисты длительного действия демонстрируют тахифилаксию (Linnebjerg et al., 2008; Jalleh et al., 2024). В перекрёстном фМРТ-исследовании 48 участников — худых, с ожирением и с сахарным диабетом 2 типа — на фоне соматостатинового панкреато-гипофизарного клэмпа внутривенный эксенатид снижал потребление пищи и реакцию на пищевые стимулы в островке, миндалине, скорлупе и орбитофронтальной коре, а предварительная блокада эксендином-(9-39) в значительной мере устраняла оба эффекта (van Bloemendaal et al., 2014).

Механизм 05

Доходит до мозга и меняет сигналы

  • У мышей пептид быстро проходил в ткань мозга, но при высоких дозах перенос упирался в насыщение.
  • У 60 человек с болезнью Паркинсона за 48 недель выросли маркеры инсулинового сигнала в нейрональных пузырьках.
  • Часть маркеров при этом не менялась, а сдвиг одного из них совпадал с двигательными баллами.
  • Работы на грызунах связывают похожие находки с защитой митохондрий и подавлением воспаления в мозге.
▸Научная формулировка

Проникновение в мозг и нейрональная инсулиновая сигнализация

У мышей эксендин-4 быстро пересекал гематоэнцефалический барьер, достигая паренхимы мозга, а не оставаясь в эндотелиальных клетках, при этом при высоких дозах проникновение ограничивалось насыщением (Kastin and Akerstrom, 2003). У 60 человек с болезнью Паркинсона, получавших 2 мг в неделю в течение 48 недель, внеклеточные везикулы нейронального происхождения показали повышенный тирозин-фосфорилированный IRS-1 на 24, 48 и 60 неделях и более высокий общий и фосфорилированный Akt и mTOR на 48 неделе, без изменений GSK-3beta, Erk1/2 или JNK; изменения mTOR коррелировали с двигательными баллами вне приёма препарата (Athauda et al., 2019). Работы на грызунах связывают аналогичные находки с PI3K/Akt-зависимой защитой митохондрий и подавлением активации микроглии (Nowell, 2022).

Раздел 03

Биологические пути

  1. Агонист из яда, устойчивый к DPP-4Экзенатид, пептид из 39 аминокислот из яда ядозуба с 53-процентной гомологией к GLP-1, устойчив к DPP-4 благодаря глицину во 2-й позиции; у свиней период полувыведения составил 22,0 минуты против 1,5-2,0 минут у GLP-1.
  2. Сигналинг GLP-1-рецептора цАМФ/ПКА/Epac2Связывание рецептора повышает цАМФ через G-альфа-s: ветвь ПКА вытесняет АДФ из SUR1, ветвь Epac2 снижает количество АТФ, нужное для закрытия канала, а экзенатид также блокирует исходящие калиевые токи.
  3. Глюкозозависимая секреция инсулинаВ клэмп-исследованиях внутривенный экзенатид повышал секрецию инсулина сверх плацебо при нормальной глюкозе, но снижался ниже примерно 4 ммоль/л, тогда как глюкагон оставался подавленным, но сохранялся при гипогликемии.
  4. Центральный аппетит и опорожнение желудкафМРТ показала, что экзенатид снижал потребление пищи и реакцию на пищевые стимулы в островке, миндалине, скорлупе и коре, а также дозозависимо замедлял опорожнение желудка; блокада экзендином-(9-39) устраняла оба эффекта.
  5. Проникновение в мозг и инсулиновый сигналингЭкзендин-4 быстро проникает через гематоэнцефалический барьер у мышей, достигая паренхимы мозга; у пациентов с Паркинсоном везикулы нейронов показали рост фосфорилированных IRS-1, Akt и mTOR, коррелирующий с моторными показателями.

Раздел 04

Информация о дозировке

Аминокислотная последовательность
His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-NH2
Диапазоны, встречающиеся в экспериментальных работах
Путь / системаКонтекстИсследованный диапазонОграничение
Подкожно — форма дважды в суткиИнструкция FDA, диабет 2 типа (Byetta)5 мкг дважды в сутки первый месяц, затем 10 мкг дважды в сутки с интервалом не менее 6 часов — 20 мкг в сутки, 0,22–0,29 мкг/кг для взрослого 70–90 кгКаждая доза — в течение 60 минут до основного приёма пищи и никогда после еды: пропущенное окно означает пропущенную дозу. С рынка США снята в октябре 2024 года.
Подкожно — недельная формаИнструкция FDA, диабет 2 типа (Bydureon BCise)2 мг раз в 7 дней, в любое время суток, независимо от еды и вообще без ступени повышения — около 22–29 мкг/кг в неделю для взрослого 70–90 кгОдна доза, без повышения, и две формы не взаимозаменяемы. Она сработала у детей 10–17 лет, где форма дважды в сутки провалилась. С рынка США снята в октябре 2024 года.
Подкожно — испытание при болезни ПаркинсонаФаза 3 при болезни ПаркинсонаТа же недельная доза 2 мг из диабета, без изменений, 96 недель у 194 человек с болезнью ПаркинсонаОбнадёживающая фаза 2, затем фаза 3 без отличий от плацебо по двигательным шкалам — и ни у одной дозы экзенатида нет доказательств при болезни Паркинсона.
Подкожно — вне инструкции, ради весаОбъединённые исследования при ожирении без диабетаШесть рандомизированных исследований, 362 взрослых, 12–24 недели: на 4,5 кг больше потери веса, чем в контроле, и без собственной дозы для ожиренияОбъединённый эффект не зависел от применённой дозы. За двадцать лет заявку на показание по весу не подали, и ни одно исследование не шло дольше полугода.
Калькулятор дозировкиМасса · концентрация · объём · U-100

Исходные значения

Параметры расчёта дозировки

Масса вещества по маркировке флакона.

Полный объём добавленного растворителя.

70

По ней и значению мкг/кг вычисляется доза.

— мкг/кг

Общая шкала 1–20 мкг/кг. Выберите пептид — подставится его диапазон.

Расчётная доза70 кг × — мкг/кг
—

Результаты

Уровень заполнения шприца (100u)

——
Пусто
Концентрация—Масса вещества в одном миллилитре раствора.
Доз во флаконе—Количество полных расчётных доз, округлённое вниз.

Задайте значения для полей: Рекомендуемая доза на 1 кг.

Только для исследований. Эта информация предназначена исключительно для образовательных и исследовательских целей. Не является медицинской консультацией и не предназначена для самолечения.

Раздел 05

Протоколы

Протоколы с участием этого пептида пока отсутствуют. Все протоколы

Раздел 06

Стабильность и хранение

  1. Хранение препарата

    Шприц-ручки Byetta и наборы микросфер Bydureon пролонгированного действия хранятся в холодильнике при 2-8 °C. Обе формы защищают от света на протяжении всего хранения.

  2. После вскрытия

    После первого использования шприц-ручку Byetta можно хранить при комнатной температуре до 30 дней вместо холодильника. Для набора микросфер Bydureon подобное допущение о хранении при комнатной температуре не описано; защита от света сохраняется для обоих препаратов.

Раздел 07

Побочные эффекты и меры предосторожности

Профиль побочных эффектов эксенатида различается между двумя формами выпуска, есть и несколько более редких рисков.

  1. Эффекты со стороны пищеварения различаются по форме выпуска

    При приёме Byetta дважды в день тошнота отмечается у 44% пациентов, рвота — у 13%, диарея — у 13%. При еженедельном приёме Bydureon ЖК-эффектов меньше благодаря более медленному высвобождению препарата.

  2. Узелки в месте инъекции

    Микросферы Bydureon могут вызывать узелки в месте инъекции.

  3. Редкие, но серьёзные риски

    • Риск панкреатита редок.
    • Есть предупреждение о С-клетках щитовидной железы, основанное на данных у грызунов.
  4. Иммунный ответ

    У некоторых пациентов развиваются антитела к эксенатиду.

Раздел 08

Регуляторный статус

Эксенатид стал первым в истории агонистом рецепторов GLP-1, одобренным FDA в 2005 году.

Оригинальные брендированные препараты с тех пор сняты с продажи по коммерческим причинам, но дженерик остаётся на рынке США, а антидопинговых ограничений на вещество нет.

  1. FDA / США

    Одобрен в 2005 году, бренды позже сняты

    Byetta (дважды в день) одобрена 28 апреля 2005 года, Bydureon (раз в неделю) — 27 января 2012 года; AstraZeneca прекратила продажи Byetta и Bydureon BCise в конце октября 2024 года по коммерческим, а не связанным с безопасностью причинам.

  2. EMA / Евросоюз

    Одобрен в 2006 и 2011 годах

    Byetta получила общеевропейское разрешение 20 ноября 2006 года, Bydureon — в июне 2011 года, для применения вместе с метформином, производным сульфонилмочевины или обоими препаратами.

  3. Дженерики

    Остаются на рынке

    Дженерик эксенатида сохраняет показание СД2 на рынке США, хотя оригинальные бренды Byetta и Bydureon сняты с продажи.

  4. WADA

    Не входит в запрещённый список

    Эксенатида нет ни в категории S2 (пептидные гормоны), ни в S4 (гормональные и метаболические модуляторы) списка 2026 года, нет его и в программе мониторинга 2026 года, где отслеживают только маркеры семаглутида и тирзепатида.

Регуляторный статус и доступность препарата меняются со временем и различаются по странам — снятие бренда с продажи само по себе не означает, что вещество небезопасно. Прежде чем полагаться на эти сведения, сверьтесь со своим регулятором или фармацевтом.

Раздел 09

Научные исследования

  1. [1]Isolation and characterization of exendin-4, an exendin-3 analogue, from Heloderma suspectum venomEng J, Kleinman WA, Singh L, Singh G, Raufman JP. · Journal of Biological Chemistry · 1992
  2. [2]GLP-1 receptor activated insulin secretion from pancreatic beta-cells: mechanism and glucose dependenceMeloni AR, DeYoung MB, Lowe C, Parkes DG. · Diabetes, Obesity and Metabolism · 2013
  3. [3]Mechanisms of action and therapeutic applications of GLP-1 and dual GIP/GLP-1 receptor agonistsLiu QK. · Frontiers in Endocrinology · 2024
  4. [4]Exendin-4, but not glucagon-like peptide-1, is cleared exclusively by glomerular filtration in anaesthetised pigsSimonsen L, Holst JJ, Deacon CF. · Diabetologia · 2006
  5. [5]Genetically encoded photocross-linkers determine the biological binding site of exendin-4 peptide in the N-terminal domain of the intact human glucagon-like peptide-1 receptor (GLP-1R)Koole C, Reynolds CA, Mobarec JC, Hick C, Sexton PM, Sakmar TP. · Journal of Biological Chemistry · 2017
  6. [6]Exendin-4 stimulates both beta-cell replication and neogenesis, resulting in increased beta-cell mass and improved glucose tolerance in diabetic ratsXu G, Stoffers DA, Habener JF, Bonner-Weir S. · Diabetes · 1999
  7. [7]Effect of intravenous infusion of exenatide (synthetic exendin-4) on glucose-dependent insulin secretion and counterregulation during hypoglycemiaDegn KB, Brock B, Juhl CB, Djurhuus CB, Grubert J, Kim D, Han J, Taylor K, Fineman M, Schmitz O. · Diabetes · 2004
  8. [8]Effects of Once-Weekly Exenatide on Cardiovascular Outcomes in Type 2 Diabetes (EXSCEL)Holman RR, Bethel MA, Mentz RJ, et al. · New England Journal of Medicine · 2017
  9. [9]Effect of exenatide on gastric emptying and relationship to postprandial glycemia in type 2 diabetesLinnebjerg H, Park S, Kothare PA, Trautmann ME, Mace K, Fineman M, Wilding I, Nauck M, Horowitz M. · Regulatory Peptides · 2008
  10. [10]Clinical Consequences of Delayed Gastric Emptying With GLP-1 Receptor Agonists and TirzepatideJalleh RJ, Plummer MP, Marathe CS, et al. · Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism · 2024
  11. [11]GLP-1 receptor activation modulates appetite- and reward-related brain areas in humansvan Bloemendaal L, IJzerman RG, Ten Kulve JS, Barkhof F, Konrad RJ, Drent ML, Veltman DJ, Diamant M. · Diabetes · 2014
  12. [12]Entry of exendin-4 into brain is rapid but may be limited at high dosesKastin AJ, Akerstrom V. · International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders · 2003
  13. [13]Utility of Neuronal-Derived Exosomes to Examine Molecular Mechanisms That Affect Motor Function in Patients With Parkinson Disease: A Secondary Analysis of the Exenatide-PD TrialAthauda D, Gulyani S, Karnati HK, et al. · JAMA Neurology · 2019
  14. [14]Incretin and insulin signaling as novel therapeutic targets for Alzheimer's and Parkinson's diseaseNowell J, Blunt E, Edison P. · Molecular Psychiatry · 2022

Раздел 10

Часто задаваемые вопросы

Эксенатид — синтетическая копия экзендина-4, пептида из 39 аминокислот, впервые выделенного из слюны ящерицы-ядозуба (гила-монстра). Несмотря на то что его последовательность совпадает с человеческим GLP-1 лишь на 53%, он полностью активирует человеческий рецептор GLP-1 и, в отличие от природного гормона, устойчив к разрушению ферментом DPP-4 — именно поэтому он работает как лекарство, тогда как сам GLP-1 не работает. Это был первый агонист рецептора GLP-1, одобренный FDA — в 2005 году под названием Byetta.

Обе формы эксенатида — вводимый дважды в день Byetta и вводимый раз в неделю Bydureon BCise — были выведены с рынка США в октябре 2024 года. Причина в источниках не задокументирована; задокументировано другое: к тому моменту более новые препараты GLP-1 уже вытеснили его клинически, поскольку эксенатид снижает HbA1c меньше (на 0,8–1,5%), чем более новые агенты, и, в отличие от них, за почти два десятилетия на рынке так и не был одобрен для снижения веса.

В объединённом анализе исследований — шесть рандомизированных испытаний, 362 взрослых без диабета, срок 12–24 недели — люди на эксенатиде теряли примерно на 4,5 кг больше, чем на плацебо, и этот эффект сохранялся независимо от использованной дозы, поскольку отдельной дозы для лечения ожирения так и не установили. Несмотря на этот сигнал, производитель эксенатида за два десятилетия так и не подал заявку на показание «снижение веса», и ни одно испытание не наблюдало за пациентами дольше шести месяцев.

Более раннее испытание фазы 2 показало, что эксенатид, вводимый раз в неделю, улучшал двигательные показатели в состоянии «выключения» у людей с болезнью Паркинсона, что намекало на возможный болезнь-модифицирующий эффект. Последующее испытание фазы 3 этого не подтвердило: за 96 недель двигательные показатели на эксенатиде ухудшались сильнее, чем на плацебо, а журнал Lancet с тех пор опубликовал «Expression of Concern» в отношении этой публикации фазы 3. Текущие данные не подтверждают пользу при болезни Паркинсона.

Преобладают эффекты со стороны пищеварения, особенно у формы для двукратного приёма: тошнота примерно у 44% принимающих, рвота у 13%, диарея у 13%. Форма пролонгированного высвобождения для однократного приёма в неделю вызывает меньше тошноты, поскольку препарат высвобождается более постепенно, но может вызывать небольшие узелки в месте инъекции из-за частиц микросфер. Панкреатит — редкий, но признанный риск, есть предупреждение о C-клеточных опухолях щитовидной железы на основании данных на грызунах, а у некоторых пациентов вырабатываются антитела к препарату.

Эксенатид связывается с рецептором GLP-1 на бета-клетках поджелудочной железы, повышая уровень циклического АМФ через две ветви — одну через PKA, другую через белок Epac2, — которые вместе усиливают выброс инсулина, но только после того, как уровень глюкозы в крови уже начал снижаться. В клэмп-исследовании на людях секреция инсулина быстро падала, когда глюкоза опускалась ниже примерно 4 ммоль/л, — так же, как на плацебо, что отчасти объясняет, почему сам по себе препарат обычно не вызывает гипогликемию. Он также замедляет опорожнение желудка и действует на центры аппетита в мозге.

В нераспечатанном виде и шприц-ручки Byetta, и наборы Bydureon пролонгированного действия хранят в холодильнике при 2–8 °C, защищёнными от света. После начала использования шприц-ручку Byetta можно хранить при комнатной температуре до 30 дней; для набора микросфер Bydureon аналогичного разрешения на хранение при комнатной температуре не описано, поэтому он весь срок использования остаётся в холодильнике, также защищённым от света.