Solubilidad
La solubilidad de un péptido designa la concentración máxima estable en un disolvente determinado, a temperatura y presión definidas. Es un parámetro crítico para la investigación in vitro e in vivo: un péptido insoluble o parcialmente agregado produce resultados experimentales no reproducibles, curvas dosis-respuesta sesgadas y un riesgo de obstrucción de los dispositivos de administración.
Los factores fisicoquímicos que rigen la solubilidad son múltiples. La secuencia primaria es el determinante dominante: un péptido rico en aminoácidos polares o cargados (arginina, lisina, glutamato, aspartato, serina, treonina) suele ser muy soluble en medio acuoso, mientras que un péptido rico en residuos hidrofóbicos (valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptófano) o aromáticos tiende a agregarse por apilamiento π o interacciones hidrofóbicas. El pH afecta al estado de protonación de las cadenas laterales ionizables: la solubilidad mínima se da en el punto isoeléctrico (pI), donde la carga neta es nula. La fuerza iónica, la temperatura y la presencia de codisolventes (DMSO, DMF, acetonitrilo, etanol) también modulan la solubilidad.
La estructura secundaria desempeña un papel nada desdeñable: los péptidos propensos a formar láminas β intermoleculares (ricos en valina/isoleucina, glutamina, puntos calientes de agregación) precipitan fácilmente en forma de fibrillas amiloides, incluso a concentración moderada. Las herramientas predictivas (TANGO, Zyggregator, PASTA, AggreScan) identifican estas regiones de riesgo antes de la síntesis.
Los disolventes de investigación habituales varían según la aplicación. El agua bacteriostática (agua para inyección más 0.9 % de alcohol bencílico) es la referencia para los péptidos hidrófilos y poco frágiles (BPC-157, TB-500, GHK-Cu, la mayoría de los análogos del GLP-1, GHRP/GHRH). Para los péptidos poco solubles se utilizan disolventes mixtos como ácido acético acuoso al 10-30 %, DMSO < 1 % de concentración final o tampón fosfato a pH 7.4. Los péptidos cíclicos o acilados hidrofóbicos requieren a veces formulaciones con tensioactivos (polisorbato, ciclodextrina).
Las estrategias para mejorar la solubilidad incluyen la adición de residuos terminales polares (polilisina, poliglutamato, etiquetas hidrófilas), la PEGilación, la glicosilación, la sustitución de aminoácidos hidrofóbicos por sus análogos hidrófilos sin pérdida de actividad y el diseño de enantiómeros D o de péptidos D-retro-inversos que pueden mostrar perfiles de solubilidad diferentes. En el ámbito farmacéutico, una solubilidad deficiente limita la biodisponibilidad oral y tópica, y la formulación (liposomas, nanopartículas, excipientes) se vuelve entonces crítica para el desarrollo clínico.