Semax – Struktur, Mechanismen und Studienlage

Kurzprofil

Merkmal	Angabe
Sequenz	Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (MEHFPGP)
Summenformel	C₃₇H₅₁N₉O₁₀S
Molare Masse	813,9 g/mol
CAS-Nummer	80714-61-0
Herkunft	Institut für Molekulargenetik, Russische Akademie der Wissenschaften
Status	In Russland als Arzneimittel registriert; in der EU nicht zugelassen

Struktur

Semax verbindet zwei Bausteine. Die N-terminalen vier Aminosäuren Met-Glu-His-Phe entsprechen den Positionen 4–7 des adrenocorticotropen Hormons (ACTH). Dieser Abschnitt ist Teil des Fragments ACTH(4–10), dessen Wirkungen auf Lern- und Gedächtnisprozesse in Tiermodellen seit den 1970er-Jahren untersucht werden. Daran schließt das Tripeptid Pro-Gly-Pro an, ein sogenanntes Glyprolin. Es soll das Molekül gegenüber Peptidasen stabilisieren und wird selbst als biologisch aktiv beschrieben. Das Ergebnis ist ein Heptapeptid, das in der Literatur meist als Analogon von ACTH(4–10) geführt wird, ohne die für die Hormonwirkung an der Nebennierenrinde nötigen Sequenzteile.

Untersuchte Mechanismen

Neurotrophe Faktoren

Der am besten dokumentierte Befund betrifft den Wachstumsfaktor BDNF und seinen Rezeptor TrkB. In Gliazellkulturen aus dem basalen Vorderhirn stiegen die mRNA-Spiegel von BDNF und NGF 30 Minuten nach Zugabe um das Acht- bzw. Fünffache (PMID 11457573). In Ratten war der BDNF-Proteingehalt im basalen Vorderhirn drei Stunden nach Gabe erhöht, im Kleinhirn nicht. Membranen dieser Region zeigten spezifische, calciumabhängige Bindungsstellen mit einer Dissoziationskonstante von etwa 2,4 nM (PMID 16635254). Im Hippocampus stiegen nach einmaliger Gabe der BDNF-Proteingehalt um bis zum 1,4-Fachen, die TrkB-Phosphorylierung um das 1,6-Fache und die mRNA von BDNF-Exon III um das Dreifache (PMID 16996037).

Genexpression nach Ischämie

Eine genomweite Transkriptomanalyse im Rattenmodell der permanenten fokalen Ischämie fand drei und 24 Stunden nach dem Verschluss der mittleren Hirnarterie vor allem veränderte Expressionen von Immun- und Gefäßgenen, darunter Immunglobuline und Chemokine (PMID 24661604). Die Autoren sehen darin einen möglichen Mechanismus neuroprotektiver Effekte im Modell.

Monoaminerge Systeme

In Nagern stieg der Serotoninmetabolit 5-HIAA im Striatum an. Dopamin und seine Metaboliten blieben unverändert, der durch Amphetamin ausgelöste Dopaminanstieg wurde jedoch verstärkt (PMID 16362768).

Enzymhemmung

In vitro hemmte Semax enkephalinabbauende Enzyme aus Humanserum (IC₅₀ ≈ 10 µM), stärker als klassische Peptidasehemmer. Pentapeptidfragmente waren ebenfalls aktiv, kürzere Fragmente nicht (PMID 11443939).

Verteilung im Tiermodell

Mit tritiummarkiertem Semax wurde in Ratten zwei Minuten nach intranasaler Applikation ein kleiner Anteil der Radioaktivität im Gehirn gemessen, überwiegend als intaktes Peptid. Semax wurde rasch enzymatisch abgebaut; in den Proben überwog das Fragment Pro-Gly-Pro (PMID 16523722).

Klinische Literatur richtig einordnen

Klinische Arbeiten betreffen das in Russland registrierte Arzneimittel, nicht ein Forschungsreagenz. Ein Beispiel: Eine russischsprachige Studie an 110 Patienten nach ischämischem Schlaganfall verglich Gruppen mit und ohne Semax und erfasste Plasma-BDNF sowie funktionelle Skalen. Das Abstract beschreibt weder Randomisierung noch Verblindung (PMID 29798983). Eine fMRT-Studie an 52 gesunden Teilnehmenden verglich Semax, Selank und Placebo hinsichtlich der funktionellen Konnektivität der Amygdala im Ruhezustand (PMID 32342318). Solche Arbeiten beschreiben Befunde unter Studienbedingungen; Anwendungsempfehlungen lassen sich daraus nicht ableiten.

Hinweise für die Versuchsplanung

• Oxidation mitdenken. Das N-terminale Methionin ist die empfindlichste Stelle der Sequenz. Lösungen nicht offen stehen lassen, Kopfraum im Vial klein halten, dunkel lagern. Ein +16-Da-Signal im Massenspektrum zeigt das Sulfoxid an.
• Äquimolar rechnen. 1 mg Semax entspricht 1,23 µmol. Beim Vergleich mit Selank oder mit den N-Acetyl-Derivaten führt gleiche Einwaage zu unterschiedlichen Stoffmengen; der Rekonstitutionsrechner nimmt die Umrechnung ab.
• Eine Charge je Versuchsreihe. So erscheinen Chargenschwankungen nicht als Substanzeffekt. Den Nettopeptidgehalt entnehmen Sie dem Analysezertifikat.

Grenzen der Datenlage

• Wenige Quellen. Die meisten Arbeiten stammen aus einem kleinen Netzwerk russischer Institute. Unabhängige Replikationen sind selten.
• Modellsysteme. Die mechanistischen Befunde stammen aus Zellkulturen und Nagermodellen, oft mit kleinen Gruppen und wenigen Zeitpunkten.
• Unklarer Rezeptor. Die beschriebenen Bindungsstellen sind keinem eindeutig charakterisierten Rezeptor zugeordnet.
• Sprache und Zugang. Viele Originalarbeiten erschienen auf Russisch; die Methodik lässt sich aus englischen Abstracts nur eingeschränkt beurteilen.

Verwandte Themen

Die Unterschiede zu Selank zeigt Semax vs. Selank. Die acetylierten Formen erklärt N-Acetylierung und Amidierung, die Laborpraxis Rekonstitution.