Cadre Théorique : La Régulation Transcriptionnelle comme Paradigme Neuroprotecteur
La grande majorité des composés neuroprotecteurs étudiés en laboratoire exercent leurs effets au niveau synaptique — antagonisme réceptoriel, modulation de la recapture des neurotransmetteurs, ou encore régulation allostérique des canaux ioniques. Ce paradigme, bien que fécond, présente une limite conceptuelle fondamentale : il agit sur les conséquences de la dysfonction neuronale sans nécessairement en corriger les déterminants transcriptionnels. Pinealon (Glu-Asp-Arg, EDR), tripeptide de 418,40 g/mol dérivé du tissu épiphysaire, s'inscrit dans une logique radicalement différente.1
Il a été démontré que ce tripeptide est capable d'interagir directement avec les régions promotrices de gènes dans les cellules neuronales — modulant ainsi l'accessibilité transcriptionnelle plutôt que les états réceptoriels. Cette distinction n'est pas seulement sémantique : elle définit une catégorie mécanistique distincte de tout ce que la pharmacologie classique des petites molécules a jusqu'ici proposé pour la recherche sur la neuroprotection du système nerveux central (SNC).
Le présent article adopte une approche structurée en trois temps : premièrement, la présentation du cadre théorique dans lequel EDR s'inscrit — le programme des biorégulateurs peptidiques courts de Khavinson ; deuxièmement, l'analyse de l'architecture moléculaire qui confère à EDR ses propriétés biophysiques caractéristiques ; troisièmement, un examen systématique des données précliniques disponibles, organisé par type de modèle pathologique. L'ensemble vise à fournir aux chercheurs travaillant sur la frontière de la science des peptides du SNC une cartographie mécanistique rigoureuse et exploitable.
Toutes les données présentées ici sont issues d'études précliniques. Pinealon est proposé par AminoCore Research à des fins de recherche uniquement, dans le cadre d'investigations scientifiques en environnement contrôlé.
Le Système Khavinson : Spécificité Tissulaire comme Principe Organisateur
Pour appréhender pleinement le mécanisme d'EDR, il est indispensable de comprendre le programme scientifique dont il est issu. Depuis les années 1970, Vladimir Khavinson et ses collaborateurs de l'Institut de Bioréglementation et de Gérontologie de Saint-Pétersbourg ont développé l'hypothèse selon laquelle des peptides courts (di-, tri- et tétrapeptides) extraits d'organes spécifiques portent une "information d'adressage" — c'est-à-dire une séquence leur permettant de se lier préférentiellement aux régions promotrices de gènes actifs dans les tissus cibles correspondants.2
Il a été démontré que ces peptides, lorsqu'administrés à des tissus vieillissants ou soumis à un stress, produisent une restauration mesurable des profils d'expression génique caractéristiques de tissus plus jeunes et fonctionnellement intègres. Khavinson et ses collaborateurs ont décrit ce phénomène comme une forme de régulation épigénétique peptidique — un concept qui dépasse le cadre de la pharmacologie réceptorielle classique pour s'inscrire dans celui de la biologie de la chromatine.
La famille des biorégulateurs issus de ce programme couvre pratiquement tous les grands systèmes tissulaires. Chaque biorégulateur porte une séquence en acides aminés correspondant à son tissu d'origine, et la comparaison de ces séquences révèle la grammaire structurale du système :
- Pinealon (EDR) — dérivé du tissu épiphysaire ; axe de recherche principal : neuroprotection du SNC et fonction neurale liée aux rythmes circadiens
- Épithalon (AEDG) — également d'origine épiphysaire ; axe de recherche principal : dynamique télomérique et mécanismes épigénétiques du vieillissement dans de multiples types tissulaires3
- Cortagen (Ala-Glu-Asp-Pro) — dérivé du cortex cérébral ; axe de recherche : réparation neuronale corticale et ischémie cérébrale, ce qui en fait le comparateur fonctionnel le plus direct de Pinealon au sein de l'axe neural
- Cardiogène (Ala-Glu-Asp-Arg) — dérivé du tissu cardiaque ; la séquence tétrapeptidique partage le motif terminal Glu-Asp-Arg avec Pinealon, suggérant une logique de ciblage transcriptionnel partiellement partagée appliquée à un système organique différent
- Vilon (Lys-Glu) — dérivé du thymus ; le plus court des biorégulateurs caractérisés, avec des effets immunomodulateurs et une influence sur l'expression des gènes de différenciation des lymphocytes T
- Bronchogène (Ala-Glu-Asp-Leu) — dérivé de l'épithélium bronchique ; la comparaison de séquence avec Pinealon et Cardiogène illustre comment le motif central Ala-Glu-Asp est modifié en position 4 pour rediriger la spécificité tissulaire
- Thymaline — complexe peptidique thymique ; fréquemment étudié en association avec les biorégulateurs épiphysaires dans le cadre des interactions de l'axe immuno-neuroendocrinien
- Pancragène (Lys-Glu-Asp-Pro) — dérivé du tissu pancréatique ; partage le dipeptide central Glu-Asp avec Pinealon, mais opère dans des contextes métaboliques plutôt que neuronaux
Cette cartographie comparative révèle la logique d'ensemble du système Khavinson : un motif dipeptidique partagé (Glu-Asp apparaissant dans de nombreuses séquences) qui semble assurer une affinité de base pour la chromatine des promoteurs géniques, les résidus flanquants déterminant la destination tissulaire. Dans le cas de Pinealon, le glutamate N-terminal et l'arginine C-terminal — le E et le R d'EDR — apparaissent comme les déterminants de spécificité pour les cibles géniques des tissus d'origine neurale et, en particulier, épiphysaire.
Architecture Moléculaire d'EDR : Ce que Portent 418,40 g/mol
La séquence tripeptidique de Pinealon — acide glutamique (Glu, E), acide aspartique (Asp, D), arginine (Arg, R) — encode plusieurs propriétés biophysiques importantes dans sa structure de 418,40 g/mol.1
Les deux résidus acides N-terminaux (Glu et Asp) confèrent une charge nette négative au pH physiologique, facilitant les interactions électrostatiques avec les queues d'histones chargées positivement et le petit sillon de l'ADN. L'arginine C-terminale est fortement basique (groupement guanidinium, pKa ≈ 12,5) et présente une affinité bien caractérisée pour le grand sillon de l'ADN — en particulier au niveau des séquences riches en GC caractéristiques des îlots CpG des promoteurs géniques. Cette distribution de charges — acide-acide-base — confère à EDR un moment dipolaire compatible avec le paysage électrostatique des sites de liaison des facteurs de transcription sur les promoteurs de gènes neuronaux.4
Un aspect physico-chimique d'une importance particulière pour la recherche sur le SNC : à 418,40 g/mol, Pinealon se situe en dessous du seuil de masse moléculaire généralement admis pour la diffusion passive à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE), estimé à environ 500 g/mol pour les petites molécules. Cette propriété est directement pertinente pour les modèles de recherche sur le SNC : les voies d'administration intranasale et sous-cutanée ont toutes deux été employées dans des études précliniques, les chercheurs rapportant une pénétration cérébrale suffisante pour produire des effets neurochimiques mesurables.5
Mécanisme d'Action : Interaction d'EDR avec les Promoteurs de Gènes Neuronaux
Les données mécanistiques les plus importantes sur Pinealon proviennent des études de modélisation moléculaire et de liaison ADN in vitro publiées par le groupe de Khavinson à partir de 2011.4 Cette approche — qui combine modélisation informatique des interactions peptide-ADN et validation expérimentale en culture cellulaire — constitue la méthodologie fondatrice du programme EDR.
Il a été démontré que le tripeptide EDR forme des complexes stables avec l'ADN double brin au niveau de séquences promotrices spécifiques. Cette interaction n'est pas aléatoire : elle présente une liaison préférentielle aux régions promotrices de gènes incluant p53, Rb1 (suppresseur tumoral du rétinoblastome) et plusieurs promoteurs contenant des éléments de réponse antioxydante (ARE), pertinents pour la défense des neurones contre le stress oxydatif.4
La cascade mécanistique proposée se déroule en quatre étapes :
- Pénétration nucléaire : EDR traverse l'enveloppe nucléaire — vraisemblablement par diffusion passive compte tenu de sa faible masse moléculaire et de sa distribution de charges — et accède à la chromatine dans un état partiellement décondensé
- Reconnaissance du promoteur : le résidu arginine s'engage dans le grand sillon au niveau des séquences promotrices riches en GC ; Glu et Asp stabilisent l'interaction par des contacts dans le petit sillon et une complémentarité électrostatique avec l'histone H1
- Facilitation des facteurs de transcription : plutôt qu'activer directement la transcription, EDR semble stabiliser une conformation chromatinienne "ouverte" au niveau des promoteurs cibles, augmentant l'accessibilité pour les facteurs de transcription endogènes — un mécanisme analogue à celui des facteurs de transcription pionniers qui préparent la chromatine pour une régulation ultérieure4
- Modulation de l'expression génique : en aval, les gènes associés à la survie neuronale, à la défense antioxydante (voie Nrf2) et à la régulation du cycle cellulaire présentent une expression altérée dans les cultures neuronales traitées par EDR
Ce mécanisme — facilitation transcriptionnelle au niveau de la chromatine plutôt que liaison réceptorielle — explique à la fois le profil neuroprotecteur étendu de Pinealon dans les modèles précliniques et la spécificité tissulaire qui émerge de sa séquence. Les différentes topographies électrostatiques des promoteurs dans le tissu cardiaque (cible de Cardiogène) par rapport au tissu neural (cible de Pinealon) permettent une discrimination séquentielle précise entre ces peptides structurellement proches.
Base de Données Précliniques : Analyse par Type Pathologique
Modèles de Stress Oxydatif et de Survie Neuronale
Dans des neurones granulaires cérébelleux en culture soumis à un stress oxydatif induit par le peroxyde d'hydrogène — un modèle de mort neuronale largement utilisé, pertinent pour l'ischémie et la neurodégénérescence — le traitement par EDR à des concentrations dans la gamme nanomolaire a démontré des augmentations statistiquement significatives de la viabilité cellulaire par rapport aux contrôles véhicule.5 L'effet était accompagné d'une surexpression mesurable de la superoxyde dismutase (SOD) et de l'activité catalasique dans les 24 heures suivant l'application du peptide, ce qui est cohérent avec le mécanisme proposé d'activation des promoteurs de gènes ARE.
Une observation quantitative clé issue de cette ligne de recherche : les neurones traités par EDR ont montré des taux de survie supérieurs d'environ 20 à 30 % par rapport aux contrôles dans les protocoles d'insulte oxydative aiguë, l'effet protecteur apparaissant dose-dépendant dans la gamme de concentrations picomolaire à nanomolaire.5 Ce profil de réponse — courbe en cloche avec un effet optimal entre 1 et 10 nM dans la plupart des systèmes rapportés — est caractéristique des biorégulateurs peptidiques et distinct du profil concentration-réponse classique des pharmacons à petite molécule.
Modèles de Vieillissement Cérébral et Expression Génique
Dans des modèles de rats âgés, l'administration de Pinealon a été associée à une restauration des profils d'expression génique dans le cortex cérébral se rapprochant davantage de ceux observés chez les animaux jeunes.6 Les chercheurs ont spécifiquement observé des modifications d'expression des gènes impliqués dans l'assemblage des complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale, le recyclage des vésicules synaptiques, ainsi que la régulation des cytokines inflammatoires (avec une réduction d'expression des gènes de la voie TNF-α et IL-1β). Ce déplacement du profil transcriptionnel — plutôt qu'un effet unique médié par un récepteur — apparaît comme la signature des biorégulateurs peptidiques de classe Khavinson opérant au sein de leur tissu cible. Cette signature distingue fondamentalement le mécanisme d'EDR de la pharmacologie neuroprotectrice conventionnelle.
Neuroprotection Rétinienne : Un Modèle Inattendu mais Hautement Réplicable
Une découverte particulièrement instructive sur le plan méthodologique concerne la protection des cellules ganglionnaires rétiniennes. Compte tenu de la relation embryologique entre le tissu rétinien et le cerveau en développement (tous deux issus de l'ectoderme neural), le groupe de Khavinson a examiné les effets d'EDR dans des modèles de dégénérescence rétinienne.7
Dans des modèles de lésion rétinienne induite par la lumière chez le rat, l'administration sous-cutanée d'EDR avant l'insulte phototoxique a été associée à une préservation significative de l'épaisseur de la couche des photorécepteurs — les animaux traités conservant environ 65 à 70 % de l'intégrité de cette couche, contre environ 40 % dans les contrôles véhicule après des protocoles standardisés d'exposition lumineuse.7 Les auteurs ont attribué cet effet à la surexpression du BDNF (facteur neurotrophique dérivé du cerveau) et du CNTF (facteur neurotrophique ciliaire) dans le tissu rétinien — deux facteurs dont les promoteurs contiennent les séquences riches en GC prédites par le modèle de liaison EDR-ADN comme sites cibles.
Ce résultat illustre une propriété méthodologiquement importante du cadre mécanistique EDR : la spécificité tissulaire n'est pas strictement circonscrite à la glande pinéale d'origine, mais s'étend à l'ensemble des tissus d'origine neuroectodermique partageant un paysage promoteur compatible avec la séquence EDR.
Stress Hypoxique et Modèles Cérébrovasculaires
Dans des modèles d'hypoxie-ischémie néonatale chez le rat — parmi les paradigmes précliniques de lésion du SNC les plus pertinents sur le plan de la translatabilité — l'administration d'EDR pendant la période de récupération post-hypoxique a été associée à une réduction du volume d'infarctus cortical et à une récupération comportementale accélérée dans les tests de fonction motrice, par rapport aux contrôles traités par solution saline.8 Le mécanisme proposé implique une régulation positive par EDR de l'expression des gènes cibles de HIF-1α, renforçant les voies d'adaptation hypoxique endogènes dans les neurones corticaux survivants plutôt que de rescaper les tissus irréversiblement lésés.
Analyse Comparative : Pinealon et Cortagen au Sein de l'Axe Neural
Au sein de la famille des biorégulateurs Khavinson, Cortagen (Ala-Glu-Asp-Pro, un tétrapeptide) représente le comparateur fonctionnel le plus proche de Pinealon dans la recherche sur le SNC. Les deux peptides ciblent le tissu neural ; tous deux démontrent des profils neuroprotecteurs dans les modèles précliniques. La cartographie précise des distinctions mécanistiques et tissulaires est indispensable à l'interprétation rigoureuse des données :
| Paramètre | Pinealon (EDR) | Cortagen (AEDP) |
|---|---|---|
| Séquence | Glu-Asp-Arg (tripeptide) | Ala-Glu-Asp-Pro (tétrapeptide) |
| Tissu d'origine | Glande pinéale | Cortex cérébral |
| Axe de recherche principal | Neuroprotection, stress oxydatif, neurones rétiniens | Réparation des neurones corticaux, ischémie cérébrale |
| Motif séquentiel partagé | Glu-Asp (positions 1-2) | Glu-Asp (positions 2-3) |
| Résidu C-terminal | Arg (basique, affinité grand sillon ADN) | Pro (rigidité conformationnelle, inducteur de coude β) |
| Sélectivité promotrice proposée | Promoteurs ARE, p53, Rb1 | Promoteurs de gènes neurotrophines spécifiques au cortex |
Le motif Glu-Asp partagé entre Pinealon et Cortagen — ainsi que son apparition dans Bronchogène (Ala-Glu-Asp-Leu) et Cardiogène (Ala-Glu-Asp-Arg) — suggère que ce dipeptide joue le rôle d'un motif universel d'"entrée chromatinienne" dans le système Khavinson, les résidus aux positions 1 et 4 assurant la spécificité d'adressage tissulaire. La caractéristique distinctive de Pinealon est de débuter par le glutamate (sans espaceur alanine) et de se terminer par l'arginine — une combinaison qui semble optimiser la reconnaissance du paysage promoteur propre aux tissus neuronaux d'origine épiphysaire et rétinienne.
Pinealon et Épithalon : Deux Peptides d'une Même Glande, Deux Logiques Distinctes
Le fait que Pinealon (EDR) et Épithalon (AEDG) soient tous deux issus de la recherche sur la glande pinéale soulève une question mécanistique importante : qu'est-ce qui distingue deux peptides provenant du même organe source ?
La réponse réside dans la sélectivité des cibles géniques. Le mécanisme principal caractérisé pour l'Épithalon implique une interaction avec les promoteurs des gènes régulateurs de la télomérase et un remodelage de l'hétérochromatine — des effets observés dans de multiples types tissulaires, ce qui suggère qu'AEDG se lie à un ensemble de séquences promotrices à expression plus ubiquitaire. Le profil de recherche de Pinealon révèle quant à lui une spécificité neurale plus marquée, la séquence EDR démontrant une activité préférentielle dans les cultures de cellules neuronales et rétiniennes par rapport aux lignées cellulaires non neurales dans des expériences comparatives parallèles.4
Il a été proposé qu'Épithalon représente un "signal de vieillissement systémique" libéré par la glande pinéale avec une portée tissulaire étendue, tandis que Pinealon pourrait représenter un signal neuroprotecteur à action plus locale opérant au sein du SNC lui-même. Cette hypothèse demeure un domaine de recherche actif plutôt qu'un consensus établi, et constitue à ce titre une opportunité expérimentale directement accessible avec les outils de la biologie moléculaire standard.
Considérations Méthodologiques pour la Recherche en Laboratoire
Solubilité et Protocoles de Reconstitution
Les propriétés physico-chimiques d'EDR — la combinaison de deux résidus acides et d'un résidu basique — confèrent une bonne solubilité aqueuse sur une large gamme de pH. Les protocoles de recherche emploient typiquement une reconstitution dans de l'eau stérile ou du tampon phosphate salin (PBS, pH 7,4) à des concentrations de stock de 1 à 5 mg/mL. Le peptide est stable en solution à 4 °C pendant 2 à 4 semaines et peut être aliquoté et conservé à -20 °C pour des périodes prolongées sans dégradation significative, sur la base des données de stabilité par HPLC rapportées dans la littérature.9
Gammes de Concentrations dans les Modèles Publiés
Les expériences de culture neuronale in vitro ont employé EDR à des concentrations allant de 10 pM à 100 nM — l'effet neuroprotecteur dans les modèles de stress oxydatif présentant une courbe concentration-réponse en cloche typique des biorégulateurs peptidiques, avec des effets optimaux dans la gamme 1–10 nM dans la plupart des systèmes rapportés.5 Les études sur rongeurs in vivo ont utilisé des doses allant de 1 μg/kg à 100 μg/kg administrées par voie sous-cutanée ou intranasale, l'extrémité inférieure de cette gamme produisant de manière constante des effets détectables sur le SNC dans les mesures comportementales et biochimiques.6,7
Considérations pour les Protocoles Combinatoires
Compte tenu des mécanismes distincts des différents biorégulateurs Khavinson, plusieurs groupes de recherche ont examiné les combinaisons peptidiques. La combinaison Pinealon + Thymaline est apparue dans des études sur des modèles de vieillissement examinant l'axe neuro-immunitaire — pertinente car la relation de régulation thymus-glande pinéale implique que les peptides thymiques et épiphysaires puissent avoir des cibles géniques complémentaires plutôt que redondantes.6 La combinaison Pinealon + Épithalon a été examinée dans des modèles de recherche rétinienne, où les deux peptides ont semblé présenter des effets additifs plutôt que redondants sur la survie des photorécepteurs.7
Questions de Recherche Ouvertes : La Frontière Expérimentale
La littérature sur Pinealon, bien que substantielle au sein du programme Khavinson, laisse plusieurs questions mécanistiquement importantes sans réponse définitive. Ces lacunes définissent précisément la frontière pour les investigations futures en laboratoire.
Spécificité de liaison aux promoteurs à résolution atomique : le modèle d'interaction EDR-ADN repose sur la modélisation moléculaire et des données indirectes d'expression génique. Des données structurales cristallographiques ou par cryo-microscopie électronique d'EDR lié à des séquences d'ADN cibles fourniraient une confirmation mécanistique définitive et permettraient de déterminer si le modèle de liaison grand sillon / petit sillon proposé est correct.
Identité des facteurs de transcription facilités : quels facteurs de transcription spécifiques sont facilités par le remodelage chromatinien induit par EDR ? La voie Nrf2-ARE et p53 sont des candidats sur la base des données d'expression génique, mais des expériences directes de ChIP-seq (séquençage par immunoprécipitation de la chromatine) dans des cultures neuronales traitées par EDR n'ont pas été publiées à ce jour dans la littérature disponible.
Distribution in vivo dans le SNC : malgré la prédiction physico-chimique d'une pénétration de la BHE basée sur la masse moléculaire, la mesure directe de la concentration d'EDR dans le liquide cérébrospinal ou le parenchyme cérébral après administration périphérique chez le rongeur n'a pas été définitivement rapportée. Il s'agit d'une lacune critique pour l'interprétation des données de neuroprotection in vivo.
Validation sur lignées cellulaires humaines : la majorité des données publiées sur Pinealon provient de modèles murins. Des expériences parallèles sur des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines (iPSC) renforcerait substantiellement la pertinence translationnelle des données précliniques disponibles.
Chacune de ces questions ouvertes représente une opportunité expérimentale spécifique — et la précision mécanistique de la séquence EDR rend chaque expérience réalisable avec les outils standard de la biologie moléculaire et de la biochimie structurale contemporaines.
Synthèse : La Valeur Scientifique de l'Argument de Spécificité
Dans un paysage de recherche encombré de composés neuroprotecteurs à spectre large — antioxydants, anti-inflammatoires, mimétiques de facteurs neurotrophiques — Pinealon présente une proposition expérimentale fondamentalement distincte. Une séquence de trois acides aminés capable d'interagir directement avec le paysage des promoteurs géniques du tissu neuronal, en modulant l'accessibilité des facteurs de transcription plutôt qu'en entrant en compétition pour des sites de liaison réceptoriels, représente une catégorie mécanistique que les cadres conventionnels de la recherche sur la neuroprotection n'ont pas été conçus pour évaluer.
Les signaux quantitatifs issus des modèles précliniques — amélioration de 20 à 30 % de la survie neuronale dans les tests de stress oxydatif, préservation de 65 à 70 % de l'intégrité de la couche des photorécepteurs dans les modèles de lésion rétinienne, déplacements transcriptionnels mesurables dans le tissu cérébral vieillissant — ne sont pas spectaculaires au regard des standards pharmaceutiques classiques. Mais ils émergent de concentrations picomolaires et nanomolaires d'un tripeptide de 418,40 g/mol opérant via un mécanisme qu'aucune classe de médicaments existante n'a réussi à exploiter de manière contrôlée.
C'est précisément cette spécificité, cette élégance structurale, qui confère aux questions ouvertes leur importance scientifique. Il a été démontré que le cadre des biorégulateurs peptidiques courts de Khavinson génère des résultats précliniques réplicables et cohérents avec un modèle mécanistique cohérent. La prochaine étape — la validation structurale directe de l'interaction EDR-ADN et la cartographie des facteurs de transcription facilités par ChIP-seq — représente un programme expérimental clair, tractable, et à haute valeur informationnelle pour la communauté de recherche sur les peptides du SNC.
Pinealon est proposé par AminoCore Research destiné à un usage en laboratoire, dans le cadre d'investigations scientifiques en environnement contrôlé. L'ensemble des données référencées est issu d'études précliniques et vise à soutenir la recherche scientifique.
Références
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