Estabilidad
La estabilidad de un péptido designa su capacidad para conservar su estructura, su composición química y su actividad biológica a lo largo del tiempo y en diferentes condiciones ambientales. Es una preocupación central tanto para la investigación (reproducibilidad de los resultados) como para el desarrollo farmacéutico (vida útil, estabilidad de la formulación, compatibilidad con las vías de administración).
Las vías de degradación química son numerosas. La hidrólisis del enlace peptídico, aunque lenta a pH neutro, se acelera a pH extremos; afecta preferentemente a los enlaces Asp-X y X-Pro. La desamidación de la asparagina (Asn → Asp + iso-Asp a través de un intermedio succinimida) y la de la glutamina figuran entre las degradaciones más frecuentes en solución acuosa; modifican la carga y pueden alterar la actividad. La oxidación de la metionina (a sulfóxido de metionina), de la cisteína (formación de disulfuros intramoleculares no deseados o reordenamiento) y del triptófano (a quinurenina y derivados) se ve favorecida por el oxígeno disuelto, las trazas de metales (hierro, cobre) y la luz. La racemización (inversión L a D), las reacciones de Maillard con azúcares reductores y la β-eliminación de los puentes disulfuro completan el cuadro.
La degradación física incluye la agregación (formación de dímeros, oligómeros, fibrillas amiloides) favorecida por una concentración elevada, la agitación mecánica, el contacto con superficies (vidrio, plástico) o los ciclos repetidos de congelación-descongelación. La simple precipitación, a menudo observada en el punto isoeléctrico, es un caso extremo.
Los factores influyentes que hay que conocer en el laboratorio son la temperatura (regla general: +10 °C duplica la velocidad de degradación), el pH (zona de estabilidad óptima a menudo entre 4 y 6 para los péptidos neutros), la fuerza iónica, el oxígeno disuelto, la luz (UV especialmente agresiva), las trazas de metales, los ciclos de congelación-descongelación y el material del recipiente (vidrio borosilicato > polipropileno > poliestireno para la estabilidad a largo plazo).
Las buenas prácticas de almacenamiento en laboratorio recomiendan la liofilización para la conservación a largo plazo (polvo estable durante varios años a -20 °C o -80 °C), trabajar con alícuotas para limitar los ciclos de congelación-descongelación, reconstituir justo antes del uso, añadir antioxidantes (ácido ascórbico, metionina en exceso) o quelantes (EDTA) para los péptidos propensos a la oxidación y proteger de la luz (viales ámbar o envase opaco).
Las estrategias de estabilización en el diseño de péptidos incluyen la sustitución de aminoácidos lábiles (Asn → Ser, Met → Nle), la ciclación (reduce la sensibilidad a las exopeptidasas), la PEGilación (enmascara los sitios sensibles), el uso de D-aminoácidos, las grapas hidrocarbonadas, la N-metilación del esqueleto y la rigidificación conformacional mediante análogos α,α-disustituidos (Aib).