Fast Skeletal Muscle Troponin and Tropomyosin as a Dietary Source of Antidiabetic and Antihypertensive Bioactive Peptides: An In Silico Study / Troponina y Tropomiosina de Músculo Esquelético como Fuente Alimentaria de Péptidos Bioactivos Antidiabéticos y Antihipertensivos: Estudio In Silico

Background: The nutraceutical properties of food hydrolysates rely on multiple biochemical interactions involving the modulation of enzymes and cellular receptors. Numerous bioactive peptides released from troponin and tropomyosin digestion have been identified. Their characterization has mostly been performed by hydrolysis catalyzed by proteases unrelated to the human digestive system. Objective: This study aimed to determine the bioactive profile of beef, pork, and chicken meat by analyzing the frequency and pharmacokinetics of biopeptides released from troponin and tropomyosin. Methods:In silico digestion and biopeptide release frequency were studied by three parameters; bioactive fragments release frequency (AE), frequency percentage (W), and mean occurrence (AS), all stated on the BIOPEP-UWM platform. Further on, hydrolysis end-products were screened based on gastrointestinal-absorption probability and pharmacokinetic profiling performed on SwissADME, SwissTargetPrediction, and ADME/Tlab bioinformatics web tools. Statistical analyses were performed using a one-way ANOVA test. Results: Dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) and angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibiting biopeptides exhibited the highest release frequency. Moreover, W and ASparameters showed no significant difference (p>0.05) between the myofibrillar isoforms assessed. Seven biopeptides were classified as highly absorbable and reported optimal drug-likeness compliance. Although biopeptides hold good pharmacokinetic properties, the therapeutic potency of biopeptides showed to be lower than those of DPP-IV and ACE-inhibiting drugs. Conclusions: Troponin and tropomyosin are rich dietary sources of bioactive peptides, mainly DPP-IV and ACE inhibitors. Digestion end-products are mainly dipeptides with optimal pharmacokinetic and drug-like properties, suggesting a potential therapeutic application in hypertensive and hyperglycemic disorders

Antecedentes: Las propiedades nutracéuticas de los hidrolizados de alimentos dependen de múltiples interacciones bioquímicos que involucran la modulación de enzimas y receptores celulares. Se han identificado numerosos péptidos bioactivos liberados de la digestión de troponina y tropomiosina, pero su caracterización se ha llevado a cabo principalmente por hidrólisis catalizada por proteasas ajenas al sistema digestivo humano. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar el perfil bioactivo de la carne de res, cerdo y pollo mediante el análisis de la frecuencia y farmacocinética de los biopéptidos liberados de la troponina y la tropomiosina. Métodos: Se estudió la digestión in silico y la frecuencia de liberación de biopéptidos mediante dos parámetros; frecuencia de liberación de fragmentos bioactivos (AE), frecuencia porcentual (W) y ocurrencia media (AS), ambos indicados en la plataforma BIOPEP-UWM. Más adelante, los productos finales de la hidrólisis se examinaron en función de la probabilidad de absorción gastrointestinal y el perfil farmacocinético realizado en las herramientas bioinformáticas SwissADME, SwissTargetPrediction y ADME/Tlab. El análisis estadístico se llevó a cabo mediante una prueba ANOVA de una vía. Resultados: Los biopéptidos inhibidores de la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV) y la enzima convertidora de angiotensina (ECA) exhibieron la mayor frecuencia de liberación. Además, los parámetros W y ASno mostraron diferencias significativas (p> 0.05) entre las isoformas miofibrilares evaluadas. Siete biopéptidos se clasificaron como altamente absorbibles e informaron un cumplimiento óptimo de similitud con el fármaco. Aunque los biopéptidos tienen propiedades farmacocinéticas adecuadas, su potencia terapéutica demostró ser menor que la de los fármacos inhibidores de la DPP-IV y la ACE. Conclusiones: La troponina y la tropomiosina son una fuente dietética rica en péptidos bioactivos, principalmente DPP-IV e inhibidores de la ACE. Los productos finales de la digestión son principalmente dipéptidos con propiedades farmacocinéticas óptimas y similares a la de los fármacos, lo que sugiere una aplicación terapéutica factible en trastornos hipertensivos e hiperglicémicos

Prescription of DPP4 inhibitors: Indication and effect on glycosylated hemoglobin in a primary care institution of Colombia / Prescripción de inhibidores de la DPP-4: indicación y efecto sobre la hemoglobina glicosilada en un primer nivel de Colombia

Abstract Introduction and objective: In Colombia, Dipeptidyl-Peptidase IV (DPP4) inhibitors are recommended as second-best choice for type 2 diabetes mellitus treatment. However, no evaluation of the accomplishment or impact of this recommendation was performed. The objective was to determine the prescription of the DPP4 inhibitor according to the Colombian Clinicial Practice Guide regarding type 2 diabetes mellitus treatment, and its effects on glycosylated hemoglobin (HbAlc). Materials and methods: A descriptive study that included patients with type 2 diabetes mellitus who attended a first level between 2016 and 2018, had a prescription for DPP4 inhibitor and at least two control appointments. Variables included were sociodemographic, clinics, treatment and comorbidities. The unadjusted prescription was defined as the lack of accomplishment of Colombian guidelines. Descriptive statistics and X2 test were used for the comparison of categorical variables. A binary logistic regression model was applied. Results: 112 out of 207 patients accomplished inclusion criteria, of which 77 were women (68.8%). Also, 68.8% of the patients had an unadjusted prescription of the iDPP4. There was a 0.21% total reduction in HbA1c levels, with a mean of 198.2 ± 124 days between the first and second control measurement (reduction of 0.55% when the prescription was adjusted to the guidelines and 0.05% if it was unadjusted). Conclusion: There is a limited impact of DPP4 inhibitors regarding the reduction of HbA1c and metabolic control, and there is a slight follow-up to the Colombian guidelines in patients who attend a first level.

Resumen Introducción y Objetivo: En Colombia se recomiendan los inhibidores de la Dipeptidil Peptidasa-IV (iDPP4) como segunda opción para el manejo de la diabetes mellitus tipo 2. No se ha evaluado el cumplimiento e impacto de esta recomendación. Como objetivo se buscó determinar la prescripción de los iDPP4 según las recomendaciones de la Guía de Práctica Clínica colombiana, y su efecto sobre la hemoglobina glicosilada (HbA1c). Materiales y métodos: Estudio descriptivo que incluyó pacientes con diabetes mellitus tipo 2 que consultaron a un primer nivel entre 2016 y 2018, y tenían formulado un iDPP4, con al menos dos consultas de seguimiento. Se incluyeron variables sociodemográficas, clínicas, tratamiento y comorbilidades. La prescripción no ajustada se definió como la falta de cumplimento de la recomendación de la guía colombiana. Se empleó estadística descriptiva y pruebas X2 para la comparación de variables categóricas. Se aplicó un modelo de regresión logística binaria. Resultados: Hubo 207 pacientes de los cuales 112 cumplieron criterios de inclusión, 77 eran mujeres (68,8%). El 68,8% de los pacientes presentaron una prescripción no ajustada del iDPP4. Hubo una reducción total de 0,21%, con una media de 198,2±124 días entre la primera y segunda medición de HbA1c de control (reducción de 0,55% cuando la prescripción se ajustaba a la guía colombiana y 0,05% cuando no). Conclusión: Hay un limitado impacto de los iDPP4 frente a la reducción de HbA1c y poco seguimiento de la guía colombiana en pacientes de primer nivel de atención.

Gliptins vs. Milk-derived Dipeptidyl-Peptidase IV Inhibiting Biopeptides: Physicochemical Characterization and Pharmacokinetic Profiling / Gliptinas vs. Biopéptidos Inhibidores de Dipeptidil-Peptidasa IV Derivados de la Leche: Caracterización Fisicoquímica y Perfil Farmacocinético

Background: Milk-derived biopeptides have reported in vitro dipeptidyl-peptidase IV (DPP-IV) inhibition, suggesting a glycemic-regulatory effect in Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Nonetheless, the therapeutic application of these nutraceuticals is limited by the scarcity of knowledge regarding their pharmacokinetic profile. Objective: This study aimed to characterize and assess the pharmacokinetics of milk-derived biopeptides. Through an in silico comparative analysis with gliptins, we expected to identify enhanced properties in food-hydrolysates and suitable DPP-IV inhibiting peptides as candidates for T2DM therapy. Methods: A comparison between gliptins and biopeptides was conducted based on in silico evaluation of drug-likeness, physicochemical properties, pharmacokinetics, and synthetic accessibility. Suitable target proteins for gastrointestinal-absorbable biopeptides were determined as well. Data collection was performed on SwissADME, ADMETlab, DrugBank, SwissTargetPrediction, ChemDes, and BIOPEP-UWM platforms. Statistical analysis was carried out using a one-way ANOVA test. Results: Drug-likeness compliance showed no significant difference between gliptins and biopeptides (p>0.05) in three out of nine assessed rules, though gastrointestinal-absorbable biopeptides exhibited no significant difference with gliptins in five drug-likeness guidelines. The physicochemical evaluation revealed a significant difference (p<0.05) between both groups, with peptides exhibiting enhanced solubility, flexibility, and polarity. Nine out of thirty-six assessed biopeptides reported being likely gastrointestinal-absorbable molecules, from which six displayed ≥30% predicted bioavailability, two reported CYP450 interactions, and all were determined to be blood confined. Biopeptides showed a slightly lower clearance than gliptins yet counteracted by a significantly lower half-life. Moreover, synthetic accessibility scores indicated higher synthetic ease for biopeptides. In addition, absorbable bioactive peptides reported a considerable binding affinity to DPP-IV and Calpain-I. Conclusions: Compared to gliptins, gastrointestinal-absorbable biopeptides exhibit superior physicochemical properties (higher solubility, flexibility, and polarity), lesser CYP450 interactions, higher synthetic ease, and some reported an important affinity for DPP-IV and Calpain-I. Only a small fraction of milk-derived biopeptides are suitable drug-like compounds and feasible candidates for T2DM therapy; yet, testing their therapeutic potency remains subject to further studies

Antecedentes: Los biopéptidos derivados de la leche han mostrado inhibir la dipeptidil-peptidasa IV (DPP-IV) en ensayos in vitro, lo que sugiere una regulación de la glicemia en la Diabetes Mellitus Tipo 2 (DM2). Sin embargo, su uso terapéutico está limitado por el escaso conocimiento de sus propiedades farmacológicas. Objetivo: Caracterizar y evaluar el perfil farmacocinético de los biopéptidos derivados de la leche. Por medio de un análisis comparativo in silico, se buscó identificar propiedades de carácter superior a las gliptinas en los biopéptidos inhibidores de DPP-IV, así como posibles candidatos a agentes terapéuticos en la DMT2. Métodos: Se llevó a cabo una comparación entre las Gliptinas y los biopéptidos basada en la evaluación in silicode las características "d r ug - li ke", propiedades fisicoquímicas, farmacocinética y accesibilidad sintética. Adicionalmente, se determinaron posibles proteínas diana para los biopéptidos de alta probabilidad de absorción gastrointestinal. Los datos se obtuvieron en SwissADME, ADMETlab, DrugBank, SwissTargetPrediction, ChemDes y BIOPEP-UWM. El análisis estadístico se basó en un análisis de varianza (one-way ANOVA test). Resultados: El cumplimiento de las reglas de "drug-likeness" no mostró diferencias significativas entre las gliptinas y los biopéptidos (p>0.05) en tres de las nueve normas evaluadas, empero, los biopéptidos absorbibles no mostraron diferencias significativas con las gliptinas en cinco de estas. La evaluación fisicoquímica reveló una diferencia significativa (p>0.05) entre ambos grupos y una mayor solubilidad, flexibilidad y polaridad para los biopéptidos. Nueve de los treinta y seis biopéptidos estudiados reportaron alta probabilidad de absorción gastrointestinal, de los cuales seis presentaron una biodisponibilidad predicha ≥30%, dos reportaron interacciones con el CYP450, y todos mostraron permanecer confinados en sangre. Los biopéptidos mostraron una tasa de aclaramiento inferior a las gliptinas, sin embargo, contrarrestado por una vida-media significativamente menor. Los valores de accesibilidad sintética indicaron una mayor facilidad de síntesis para los biopéptidos. Por último, los biopéptidos absorbibles mostraron una considerable afinidad por la DPP-IV y la Calpaína-I. Conclusiones: Frente a las gliptinas, los biopéptidos absorbibles presentan: propiedades fisicoquímicas superiores (mayor solubilidad, flexibilidad y polaridad), menores interacciones con el CYP450, mayor facilidad de síntesis y algunos una importante afinidad por la DPP-IV y la Calpaína-I. Una mínima fracción de biopéptidos derivados de la leche son candidatos viables para la terapia de DM2; sin embargo, la determinación de su efectividad terapéutica permanece sujeta a futuros estudios