Peptydy i hormon wzrostu

AICAR

AICAR (rybonukleozyd 5-aminoimidazolo-4-karboksyamidu), nazywany także akadezyną lub rybozydem AICA, to niewielka cząsteczka z grupy nukleozydów. W komórkach jest przekształcany w ZMP, związek naśladujący AMP, który włącza kinazę białkową aktywowaną AMP (AMPK), czyli enzym wykrywający niski poziom energii w komórce. Nie jest ani peptydem, ani hormonem.

Akadezynę opracowano jako lek dożylny chroniący serce podczas operacji pomostowania naczyń wieńcowych, a później testowano ją w białaczce. Nigdy nie została zatwierdzona jako lek: jej duże badanie w chirurgii serca przerwano z powodu bezcelowości (futility) w 2010 roku, a w USA nie istnieje żaden zatwierdzony produkt. Opinia o „tabletce zastępującej ćwiczenia” wzięła się z badania na myszach z 2008 roku, a żadne kontrolowane badanie na ludziach nie sprawdzało go pod kątem wyników sportowych.

Ta strona podsumowuje, co podają badania kliniczne, badania na myszach i organizacje antydopingowe. Ma wyłącznie charakter edukacyjny i nie stanowi porady medycznej.

Właściwość Szczegóły
Klasa Analog nukleozydów purynowych; aktywator AMPK (przez ZMP)
Inne nazwy Akadezyna, rybozyd AICA, AICAr, ARA 100, GP 1 110
Twórca Gensia (zastosowanie kardiologiczne); później Schering-Plough i PeriCor; Advancell (białaczka)
Droga podania w badaniach Wlew dożylny; biodostępność po podaniu doustnym poniżej 5%
Dawki badane u ludzi 0,1 mg/kg/min przez 7 h (chirurgia serca); 50–315 mg/kg we wlewach jednorazowych trwających 4 h (białaczka)
Okres półtrwania ≈1,4 h (końcowy okres półtrwania w osoczu po podaniu dożylnym u zdrowych mężczyzn)
Główny metabolit Kwas moczowy
Status w USA Niezatwierdzony przez FDA (amerykańską Agencję Żywności i Leków); brak zatwierdzonego produktu
Status WADA Zabroniony przez cały czas (S4.4.1, modulatory metaboliczne); substancja nieokreślona

Czym jest

AICAR ma wzór C₉H₁₄N₄O₅ i masę cząsteczkową 258,23 g/mol (PubChem). Jest to cukier ryboza połączony z pierścieniem imidazolowym, czyli ten sam element budulcowy, którego komórki używają do wytwarzania puryn, takich jak adenina i guanina.

Nazewnictwo jest mylące. Ściśle rzecz biorąc, „AICAR” oznacza formę ufosforylowaną (rybotyd AICA, zwany też ZMP), która jest zwykłym produktem pośrednim w syntezie puryn w organizmie. Samym lekiem jest nieufosforylowany rybozyd, który badacze czasem zapisują jako „AICAr” (Višnjić et al., Cells 2021). W sporcie i w tej bibliotece „AICAR” oznacza lek.

Jak aktywuje AMPK

Przebiega to w następujących etapach (Višnjić et al., Cells 2021; Corton et al., Eur J Biochem 1995):

  • AICAR wnika do komórek przez transportery adenozyny.
  • Enzym kinaza adenozynowa dołącza fosforan i przekształca go w ZMP.
  • W komórkach wątroby szczura ZMP naśladował AMP. Aktywuje AMPK bezpośrednio i ułatwia jej włączenie przez nadrzędną kinazę, bez zmiany rzeczywistego poziomu ATP, ADP ani AMP w komórce.
  • W komórkach wątroby aktywowana AMPK wyłączała syntezę tłuszczów i cholesterolu, a w komórkach tłuszczowych blokowała sygnały prowadzące do rozkładu tłuszczu.

ZMP jest 40–50 razy słabszy niż AMP w aktywowaniu AMPK, więc musi osiągnąć wysokie stężenie, by zadziałać. Przegląd systematyczny z 2021 roku wykazał, że wiele efektów, które kiedyś przypisywano AMPK, w rzeczywistości od niej nie zależy, w tym wpływ na metabolizm, syntezę nukleotydów, wysiłek fizyczny i komórki nowotworowe (Višnjić et al., Cells 2021).

Farmakokinetyka

Podstawowe dane u ludzi pochodzą z dwóch niewielkich badań pierwotnego twórcy, firmy Gensia, przeprowadzonych u zdrowych mężczyzn.

W badaniu kontrolowanym placebo mężczyźni otrzymywali 10, 25, 50 lub 100 mg/kg we wlewie dożylnym oraz doustnie (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1991):

Parametr Wartość
Końcowy okres półtrwania (IV) 1,4 h (średnia harmoniczna)
Średni czas przebywania 0,7 h
Całkowity klirens osoczowy 2,5 L/h/kg
Objętość dystrybucji 1,6 L/kg
Wiązanie z białkami osocza Nie wykryto
Wydalane w moczu w postaci niezmienionej 8% dawki dożylnej
Biodostępność po podaniu doustnym Poniżej 5%

Erytrocyty szybko wychwytywały lek i przekształcały go w ZMP. W badaniu uzupełniającym użyto akadezyny znakowanej radioaktywnie (25 mg/kg IV w ciągu 15 minut) u 4 mężczyzn (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1993):

  • Niezmieniona akadezyna była mierzalna tylko przez 2 godziny po zakończeniu wlewu.
  • Głównym metabolitem był kwas moczowy. Po 6 godzinach stanowił całą radioaktywność w osoczu.
  • ZMP pozostawał wewnątrz erytrocytów i stanowił 30% radioaktywności we krwi pod koniec wlewu.
  • Tylko 5% dawki pojawiło się w moczu jako niezmieniona akadezyna.

Bardzo niska biodostępność po podaniu doustnym ma znaczenie. We wszystkich badaniach klinicznych AICAR podawano dożylnie, a jeden z przeglądów zauważa, że przez to słabo nadaje się do leczenia długotrwałego (Višnjić et al., Cells 2021).

Status regulacyjny

Akadezyna przechodziła z rąk do rąk między kilkoma firmami (Drugs R D 2008):

  • Gensia prowadziła pierwotne badania w chirurgii serca w USA, Kanadzie i Europie; opracowanie opisuje ich wyniki jako niejednoznaczne.
  • Prawa przeszły następnie do Metabasis (1997), do dr. Mangano (2000) i do PeriCor Therapeutics (2005), a nad zastosowaniem w ochronie serca pracowała Schering-Plough.
  • Advancell i Protherics rozwijały ją w leczeniu przewlekłej białaczki limfocytowej z komórek B (CLL).

W UE akadezyna otrzymała w maju 2005 roku status leku sierocego w leczeniu CLL z komórek B (EU/3/05/280). EMA zaznacza, że status leku sierocego nie jest pozwoleniem na dopuszczenie do obrotu (EMA). W bazie zatwierdzonych leków FDA nie ma żadnego produktu z akadezyną (openFDA Drugs@FDA).

Co pokazują badania

Chirurgia serca: wczesny sygnał, a potem nieudane badanie potwierdzające

Metaanaliza z 1997 roku oparta na danych indywidualnych pacjentów połączyła 5 randomizowanych badań kontrolowanych placebo obejmujących 4043 pacjentów poddawanych pomostowaniu aortalno-wieńcowemu (CABG). Akadezynę podawano dożylnie w dawce 0,1 mg/kg/min przez 7 godzin i dodawano do roztworu kardioplegicznego używanego do zatrzymania serca (Mangano, JAMA 1997):

Wynik Iloraz szans, akadezyna vs placebo (95% CI)
Zawał serca w okresie okołooperacyjnym 0,69 (0,51–0,95)
Zgon z przyczyn sercowych do 4. doby 0,52 (0,27–0,98)
Zawał serca, udar lub zgon z przyczyn sercowych 0,73 (0,57–0,93)
Udar mózgu 0,69 (0,44–1,08), nieistotny statystycznie

Rozstrzygającym sprawdzianem było badanie RED-CABG, randomizowane badanie podwójnie zaślepione w 300 ośrodkach w 7 krajach, w którym zastosowano tę samą dawkę (Newman et al., JAMA 2012). Przerwano je wcześniej z powodu bezcelowości (futility) po zrandomizowaniu 3080 z zaplanowanych 7500 pacjentów. Pierwszorzędowy punkt końcowy podano dla 1493 pacjentów w każdej grupie:

Wynik do 28. doby Placebo Akadezyna
Zgon, niezakończony zgonem udar lub ciężka niewydolność serca wymagająca wspomagania mechanicznego 75 z 1493 (5,0%) 76 z 1493 (5,1%)
Iloraz szans (95% CI) — 1,01 (0,73–1,41)

Nie stwierdzono różnic w kluczowych drugorzędowych punktach końcowych. Niewielkie badanie w układzie naprzemiennym (crossover) z udziałem 12 osób ze stabilną dusznicą bolesną również nie wykazało spójnego wpływu dawek 6–48 mg/kg na niedokrwienie wywoływane wysiłkiem (Holdright et al., Cardiovasc Drugs Ther 1994).

Poziom cukru we krwi i metabolizm u ludzi

W krótkich badaniach z wlewem sprawdzano, czy AICAR może obniżać poziom cukru we krwi tak, jak robi to aktywacja AMPK u gryzoni. Wyniki były niejednoznaczne:

Badanie Osoby Podany AICAR Główny wynik
Cuthbertson et al., Diabetes 2007 29 zdrowych mężczyzn Wlew dożylny Wychwyt glukozy przez mięśnie wzrósł 2,1-krotnie (wobec 4,7-krotnie podczas jazdy na rowerze); zużycie glukozy w całym organizmie wzrosło tylko o 7%. Aktywność AMPK w mięśniach nie zmieniła się.
Babraj et al., Am J Physiol 2009 6 młodych mężczyzn, 8 starszych i 8 z cukrzycą typu 2 10 lub 20 mg/kg/h przez 3 h Wychwyt glukozy przez mięśnie wzrósł 1,6–2,9-krotnie, mniej u starszych mężczyzn; aktywność AMPK ponownie bez zmian
Boon et al., Diabetologia 2008 10 mężczyzn z cukrzycą typu 2 0,75 mg/kg/min Mniejsze wytwarzanie glukozy w wątrobie i większy spadek glukozy we krwi; niższy poziom wolnych kwasów tłuszczowych we krwi
Bosselaar et al., J Clin Pharmacol 2011 10 zdrowych osób 67 mg/kg w ciągu 60 min podczas klamry insulinowej Brak zmiany wychwytu glukozy; tętno wzrosło, a ciśnienie tętnicze spadło

Były to badania z pojedynczym wlewem. Żadne nie sprawdzało wielokrotnego dawkowania, składu ciała ani wyników sportowych.

Wytrzymałość: dane tylko z badań na myszach

Pomysł „ćwiczeń w tabletce” pochodzi z badania na myszach prowadzących siedzący tryb życia, którym przez 4 tygodnie podawano AICAR w dawce 500 mg/kg/dobę we wstrzyknięciu do jamy brzusznej (Narkar et al., Cell 2008). W porównaniu z myszami nieleczonymi myszy otrzymujące AICAR:

  • biegały na bieżni około 23% dłużej i około 44% dalej;
  • miały wyższą aktywność genów związanych z metabolizmem oksydacyjnym (spalającym tłuszcz) w mięśniach;
  • miały mniejszą masę tłuszczu najądrzowego (nadbrzusznej poduszki tłuszczowej) w stosunku do masy ciała, bez zmiany samej masy ciała.

Było to badanie na zwierzętach, w którym lek podawano we wstrzyknięciu. Jeden z przeglądów zauważa, że jego publikacja tuż przed igrzyskami olimpijskimi w 2008 roku skłoniła WADA do zakazania aktywatorów AMPK (Niederberger et al., Sports Med 2015). Nie znaleźliśmy żadnego kontrolowanego badania AICAR u ludzi dotyczącego wytrzymałości, redukcji tkanki tłuszczowej ani mięśni.

O „doustnym AICAR”. W pracy z 2008 roku na myszach AICAR opisano jako „czynny po podaniu doustnym”, ale myszy dostawały go we wstrzyknięciu. U zdrowych mężczyzn do krwiobiegu docierało poniżej 5% dawki doustnej (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1991).

Białaczka

W badaniu fazy I/II 24 osoby z nawrotową lub oporną na leczenie CLL otrzymały akadezynę we wlewie dożylnym trwającym 4 godziny (Van Den Neste et al., Cancer Chemother Pharmacol 2013):

  • Pojedyncze dawki wynosiły od 50 do 315 mg/kg; maksymalną dawką tolerowaną było 210 mg/kg.
  • Przy 315 mg/kg u 2 z 3 pacjentów wystąpiła toksyczność ograniczająca dawkę, w tym jeden przypadek zespołu rozpadu guza.
  • U niektórych pacjentów obserwowano zmniejszenie liczby komórek białaczkowych i wielkości węzłów chłonnych, ale było ono zmienne.

Późniejsze badanie fazy I/II z udziałem 12 pacjentów z zespołem mielodysplastycznym lub ostrą białaczką szpikową przerwano, ponieważ najwyższa dawka powodowała poważne działania niepożądane ze strony nerek u pacjentów z ciężkimi chorobami współistniejącymi (Višnjić et al., Cells 2021).

Działania niepożądane i ryzyko

Podwyższony poziom kwasu moczowego

Ponieważ AICAR jest rozkładany do kwasu moczowego, najbardziej stałym ustaleniem jest hiperurykemia (wysoki poziom kwasu moczowego we krwi):

  • W badaniach w chirurgii serca zdarzenia niepożądane były podobne jak po placebo, poza przejściowym wzrostem stężenia kwasu moczowego w surowicy (Mangano, JAMA 1997).
  • W badaniu w CLL u jednego pacjenta przy dawce 50 mg/kg wystąpiła hiperurykemia stopnia 4, a następnie wszystkim kolejnym kohortom podawano profilaktycznie allopurynol (Van Den Neste et al., 2013).

Ciśnienie tętnicze, tętno i cukier we krwi

  • U zdrowych ochotników AICAR zwiększał tętno (z 58 do 70 uderzeń na minutę wobec 60 do 63 po placebo) i obniżał ciśnienie tętnicze, najprawdopodobniej przez rozszerzenie naczyń krwionośnych (Bosselaar et al., 2011).
  • W badaniu w CLL u dwóch pacjentów po wlewie wystąpiło przejściowe niskie ciśnienie tętnicze; jeden wymagał płynów dożylnych.
  • U osób z cukrzycą typu 2 AICAR obniżał poziom glukozy we krwi bardziej niż sól fizjologiczna (Boon et al., 2008).

Działania na nerki i krew

W badaniu w CLL do zgłoszonych zdarzeń związanych z lekiem należały niedokrwistość, mała liczba płytek krwi, zaburzenia czynności nerek, nudności i biegunka. Toksyczność dla nerek zakończyła też badanie w MDS/AML, jak wspomniano wyżej.

Niewiadome

Wszystkie ustalenia dotyczące bezpieczeństwa u ludzi pochodzą z krótkich cykli wlewów dożylnych w warunkach szpitalnych. Nie ma danych o wielokrotnym samodzielnym podawaniu, o produktach o nieznanej czystości ani o stosowaniu długotrwałym.

Badania antydopingowe

WADA wymienia AICAR z nazwy jako aktywator AMPK w grupie S4.4.1 (modulatory metaboliczne). Jest zabroniony w zawodach i poza nimi oraz jest substancją nieokreśloną (Lista zabronionych substancji WADA na 2026 rok). W tej samej klasie znajdują się MOTS-c oraz agoniści PPARδ, tacy jak Cardarine (GW-501516).

Badanie jest utrudnione, ponieważ organizm wytwarza AICAR naturalnie i wydala go z moczem:

Badanie Przebadani sportowcy AICAR w moczu
Thomas et al., Anal Bioanal Chem 2010 499 Średnia 2186 ng/mL (SD 1655)
Sobolevsky and Ahrens, Drug Test Anal 2019 12 377 próbek (USA) Średnia 647 ng/mL; 99. percentyl 1786 ng/mL

Aby odróżnić AICAR naturalny od podanego z zewnątrz, laboratoria stosują badanie stosunku izotopów węgla. W badaniu walidacyjnym ta metoda wykrywała pojedynczą dawkę doustną AICAR przez ponad 40 godzin (Piper et al., Rapid Commun Mass Spectrom 2014).

Najważniejsze informacje

  • Nukleozyd, nie peptyd. AICAR jest w komórkach przekształcany w ZMP, który naśladuje AMP i aktywuje AMPK, choć wiele jego efektów nie zależy od AMPK.
  • Nieudany kandydat na lek. Wczesne badania w chirurgii serca wyglądały obiecująco, ale badanie RED-CABG z udziałem 3080 pacjentów nie wykazało korzyści (5,1% vs 5,0%), a akadezyna nigdy nie została zatwierdzona.
  • Krótko działający i słabo wchłaniany po podaniu doustnym. Okres półtrwania wynosi ≈1,4 godziny po podaniu dożylnym, a wchłania się poniżej 5% dawki doustnej.
  • Twierdzenie o wytrzymałości pochodzi z badań na myszach. Wstrzykiwany AICAR sprawił, że myszy prowadzące siedzący tryb życia przebiegały ≈44% dalej; żadne kontrolowane badanie na ludziach nie sprawdzało wyników sportowych.
  • Głównym sygnałem bezpieczeństwa jest kwas moczowy. W badaniach z podaniem dożylnym obserwowano hiperurykemię, niskie ciśnienie tętnicze, szybsze tętno i działania na nerki.
  • Zabroniony w sporcie i wykrywalny. WADA zakazuje go przez cały czas, a badanie izotopowe pozwala odróżnić go od własnego AICAR organizmu.

Źródła

  1. National Center for Biotechnology Information. Acadesine, PubChem CID 17513. PubChem.
  2. Višnjić D, Lalić H, Dembitz V, Tomić B, Smoljo T. AICAr, a widely used AMPK activator with important AMPK-independent effects: a systematic review. Cells. 2021;10(5):1095. PubMed.
  3. Corton JM, Gillespie JG, Hawley SA, Hardie DG. 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside. A specific method for activating AMP-activated protein kinase in intact cells? Eur J Biochem. 1995;229(2):558–565. PubMed.
  4. Dixon R, Gourzis J, McDermott D, Fujitaki J, Dewland P, Gruber H. AICA-riboside: safety, tolerance, and pharmacokinetics of a novel adenosine-regulating agent. J Clin Pharmacol. 1991;31(4):342–347. PubMed.
  5. Dixon R, Fujitaki J, Sandoval T, Kisicki J. Acadesine (AICA-riboside): disposition and metabolism of an adenosine-regulating agent. J Clin Pharmacol. 1993;33(10):955–958. PubMed.
  6. Acadesine: AICA riboside, ARA 100, arasine, GP 1 110. Drugs R D. 2008;9(3):169–175. PubMed.
  7. European Medicines Agency. EU/3/05/280: orphan designation for treatment of B-cell chronic lymphocytic leukaemia (acadesine). EMA.
  8. US Food and Drug Administration. Drugs@FDA data (openFDA). openFDA.
  9. Mangano DT. Effects of acadesine on myocardial infarction, stroke, and death following surgery. A meta-analysis of the 5 international randomized trials. The Multicenter Study of Perioperative Ischemia (McSPI) Research Group. JAMA. 1997;277(4):325–332. PubMed.
  10. Newman MF, Ferguson TB, White JA, et al. Effect of adenosine-regulating agent acadesine on morbidity and mortality associated with coronary artery bypass grafting: the RED-CABG randomized controlled trial. JAMA. 2012;308(2):157–164. PubMed.
  11. Holdright DR, Sparrow JL, Wright CL, Steiner J, Fox KM. Effect of acadesine, a new metabolic agent, on exercise-induced myocardial ischemia in chronic stable angina. Cardiovasc Drugs Ther. 1994;8(2):193–197. PubMed.
  12. Cuthbertson DJ, Babraj JA, Mustard KJ, et al. 5-aminoimidazole-4-carboxamide 1-beta-D-ribofuranoside acutely stimulates skeletal muscle 2-deoxyglucose uptake in healthy men. Diabetes. 2007;56(8):2078–2084. PubMed.
  13. Babraj JA, Mustard K, Sutherland C, et al. Blunting of AICAR-induced human skeletal muscle glucose uptake in type 2 diabetes is dependent on age rather than diabetic status. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009;296(5):E1042–E1048. PubMed.
  14. Boon H, Bosselaar M, Praet SF, et al. Intravenous AICAR administration reduces hepatic glucose output and inhibits whole body lipolysis in type 2 diabetic patients. Diabetologia. 2008;51(10):1893–1900. PubMed.
  15. Bosselaar M, Smits P, van Loon LJ, Tack CJ. Intravenous AICAR during hyperinsulinemia induces systemic hemodynamic changes but has no local metabolic effect. J Clin Pharmacol. 2011;51(10):1449–1458. PubMed.
  16. Narkar VA, Downes M, Yu RT, et al. AMPK and PPARdelta agonists are exercise mimetics. Cell. 2008;134(3):405–415. PubMed.
  17. Niederberger E, King TS, Russe OQ, Geisslinger G. Activation of AMPK and its impact on exercise capacity. Sports Med. 2015;45(11):1497–1509. PubMed.
  18. Van Den Neste E, Cazin B, Janssens A, et al. Acadesine for patients with relapsed/refractory chronic lymphocytic leukemia (CLL): a multicenter phase I/II study. Cancer Chemother Pharmacol. 2013;71(3):581–591. PubMed.
  19. World Anti-Doping Agency. 2026 Prohibited List. WADA 2026 Prohibited List.
  20. Thomas A, Beuck S, Eickhoff JC, et al. Quantification of urinary AICAR concentrations as a matter of doping controls. Anal Bioanal Chem. 2010;396(8):2899–2908. PubMed.
  21. Sobolevsky T, Ahrens B. Urinary concentrations of AICAR and mannitol in athlete population. Drug Test Anal. 2019;11(3):530–535. PubMed.
  22. Piper T, Thomas A, Baume N, et al. Determination of ¹³C/¹²C ratios of endogenous urinary 5-amino-imidazole-4-carboxamide 1β-D-ribofuranoside (AICAR). Rapid Commun Mass Spectrom. 2014;28(11):1194–1202. PubMed.