Czy nowe spojrzenie na neuropatię cukrzycową otwiera drzwi do terapii?
Badanie retrospektywne przeprowadzone przez badaczy z Naval Medical University w Chinach dostarcza nowych dowodów na rolę receptora 5-hydroksytryptaminy 2A (5HT₂ₐR) i neutrofilowych sieci zewnątrzkomórkowych (NETs) w patogenezie neuropatii obwodowej cukrzycowej (DPN). Naukowcy wykorzystali próbki kliniczne pochodzące z amputowanych kończyn dolnych pacjentów z późnym stadium DPN oraz modele zwierzęce (myszy STZ i db/db) do oceny mechanizmów molekularnych leżących u podstaw tej powikłania cukrzycy.
Badana populacja obejmowała pacjentów z późnym stadium neuropatii cukrzycowej, charakteryzującym się znaczną utratą czucia i zwiększonym ryzykiem owrzodzeń stóp. Materiał badawczy stanowiły tkanki nerwów obwodowych, surowica krwi oraz izolowane komórki (neutrofile, neurony zwojów korzeni grzbietowych DRG, komórki Schwanna). W modelach zwierzęcych wykorzystano myszy z indukowaną streptozotocyną cukrzycą (STZ) oraz myszy db/db z genetycznie uwarunkowaną otyłością i cukrzycą.
Czy ekspresja 5HT₂ₐR i rola NETs rewolucjonizują leczenie DPN?
Wyniki badań wykazały selektywny i patologiczny wzrost ekspresji 5HT₂ₐR w tkankach nerwów obwodowych pacjentów z DPN oraz w tkankach nerwów obwodowych i zwojach korzeni grzbietowych myszy z DPN. Spośród 14 podtypów receptorów serotoninowych, tylko 5HT₂ₐR wykazywał znacząco podwyższoną ekspresję zarówno na poziomie mRNA, jak i białka w porównaniu do grupy kontrolnej.
Badacze zidentyfikowali desloratadynę (DLT) jako selektywnego antagonistę 5HT₂ₐR i wykorzystali ją jako narzędzie do badania potencjalnego wpływu blokady tego receptora na przebieg DPN. Leczenie DLT w dawkach 10-20 mg/kg/dzień znacząco poprawiało funkcje neurologiczne u myszy z DPN, co objawiało się zwiększonym progiem wycofania łapy, skróconym czasem reakcji termicznej oraz poprawą prędkości przewodzenia nerwowego (zarówno ruchowego, jak i czuciowego). Ponadto, DLT zwiększała gęstość śródnaskórkowych włókien nerwowych (IENF) i poprawiała strukturę osłonki mielinowej w nerwach obwodowych myszy z DPN. Co istotne, te korzystne efekty były niezależne od wpływu na poziom glukozy we krwi.
Jak mechanizmy działania DLT hamują patogenezę DPN?
Analizy proteomiczne wykazały, że formowanie NETs jest kluczowym procesem w patogenezie DPN. NETs, uwalniane przez aktywowane neutrofile, przyczyniają się do dysfunkcji naczyniowej i neurozapalenia. Markery NETs, takie jak elastaza neutrofilowa (NE), cytrulionowana histona H3 (CitH3), pozakomórkowe DNA (cf-DNA) oraz mieloperoksydaza (MPO), były podwyższone zarówno u pacjentów z DPN, jak i w modelach zwierzęcych.
Mechanizm działania DLT opiera się na hamowaniu szlaku 5HT₂ₐR/PKC/NADPH/ROS, który jest odpowiedzialny za formowanie NETs. Blokada 5HT₂ₐR przez DLT prowadzi do zmniejszenia aktywacji kinazy białkowej C (PKC), obniżenia aktywności oksydazy NADPH i redukcji produkcji reaktywnych form tlenu (ROS), co skutkuje zahamowaniem tworzenia NETs. Ponadto, DLT zmniejsza zakrzepicę naczyniową poprzez hamowanie szlaku NE/TF/HIF-1α/MMP-9/2 oraz redukuje neurozapalenie poprzez hamowanie szlaku NF-κB/NLRP3.
Eksperymentalne wyłączenie ekspresji 5HT₂ₐR za pomocą wektorów AAV-si5HT₂ₐR potwierdziło, że korzystne efekty DLT są zależne od antagonizmu wobec 5HT₂ₐR. U myszy z wyciszoną ekspresją 5HT₂ₐR, DLT nie wykazywała działania terapeutycznego, co potwierdza specyficzność mechanizmu działania. Warto zaznaczyć, że DLT jest również antagonistą receptora H1, ale badania z wykorzystaniem selektywnego antagonisty H1 (difenhydraminy) wykazały, że hamowanie NETs przez DLT zachodzi poprzez receptor 5HT₂ₐR, a nie H1.
Czy szlaki AGEs i NETs napędzają postęp neuropatii?
W badaniach wykazano również, że w DPN dochodzi do aktywacji zaawansowanych produktów glikacji (AGEs) i ich receptorów (RAGEs), co prowadzi do wzrostu NADPH i generowania dużych ilości ROS, które bezpośrednio przyczyniają się do aktywacji NETs. Poziomy RAGE/MAPK/fosforylowanego NF-κB, NADPH i ROS były podwyższone w pierwotnych neutrofilach pacjentów z DPN, co potwierdza aktywację szlaku AGEs-RAGE.
Badania z wykorzystaniem hodowli komórkowych wykazały, że aktywacja NETs w neutrofilach prowadzi do zaostrzenia neurozapalenia w komórkach Schwanna (poprzez aktywację NF-κB i NLRP3) oraz do zahamowania wzrostu wypustek neuronalnych i nasilenia apoptozy neuronów DRG. DLT skutecznie przeciwdziałała tym negatywnym efektom, potwierdzając neuroprotekcyjne właściwości antagonizmu 5HT₂ₐR.
- Receptor 5HT₂ₐR i neutrofilowe sieci zewnątrzkomórkowe (NETs) odgrywają kluczową rolę w rozwoju neuropatii obwodowej cukrzycowej (DPN)
- Desloratadyna (DLT) jako antagonista 5HT₂ₐR znacząco poprawia funkcje neurologiczne u myszy z DPN – zwiększa gęstość włókien nerwowych i naprawia osłonkę mielinową
- Efekt terapeutyczny jest niezależny od poziomu glukozy we krwi, co otwiera nową drogę leczenia
- Mechanizm działa poprzez hamowanie szlaku 5HT₂ₐR/PKC/NADPH/ROS, co zmniejsza neurozapalenie i zakrzepicę naczyniową
Jak wpływ DLT na naczynia i bezpieczeństwo terapii otwiera nowe perspektywy?
W badaniu oceniano również wpływ DLT na przepływ krwi i perfuzję obszarową w tkankach nerwów obwodowych i opuszkach stóp. Myszy z DPN wykazywały zmniejszoną prędkość przepływu krwi i obszary perfuzji, co wskazuje na obecność zakrzepów. Leczenie DLT poprawiało te parametry, co sugeruje korzystny wpływ na dysfunkcję naczyń obwodowych. Efekt ten był zależny od 5HT₂ₐR, ponieważ DLT nie wpływała na przepływ krwi ani obszary perfuzji u myszy z wyciszoną ekspresją 5HT₂ₐR.
Badanie to dostarcza nowych dowodów na rolę 5HT₂ₐR i NETs w patogenezie DPN oraz identyfikuje potencjalny cel terapeutyczny. Dawka DLT stosowana w badaniach na myszach (10 mg/kg) odpowiada dawce równoważnej dla człowieka wynoszącej 0,813 mg/kg, co dla osoby o masie 60 kg daje około 48,78 mg. Choć jest to dawka wyższa niż standardowa dawka kliniczna DLT (5 mg/dziennie), mieści się w ustalonym marginesie bezpieczeństwa klinicznego, ponieważ DLT wykazała bezpieczeństwo i tolerancję przy dawkach dziewięciokrotnie wyższych od zalecanych dla ludzi.
Badania behawioralne związane z funkcjami ośrodkowego układu nerwowego (OUN), w tym warunkowana preferencja miejsca (CPP), test otwartego pola i test rotarod, wykazały, że DLT (20 mg/kg) nie powodowała analogicznych działań niepożądanych ze strony OUN, co jest istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa potencjalnej terapii.
- Dawka DLT stosowana w badaniach (odpowiednik ~49 mg dla człowieka o wadze 60 kg) mieści się w bezpiecznym zakresie terapeutycznym
- Badania behawioralne nie wykazały działań niepożądanych ze strony ośrodkowego układu nerwowego
- DLT poprawia przepływ krwi i perfuzję w tkankach nerwów obwodowych
- Wymagana jest dalsza walidacja kliniczna i badania długoterminowych efektów przed wprowadzeniem do praktyki
Jakie perspektywy i wyzwania stoją przed leczeniem DPN?
Wyniki te otwierają nowe perspektywy terapeutyczne w leczeniu DPN, sugerując, że selektywne antagonisty 5HT₂ₐR, takie jak DLT, mogą stanowić obiecującą strategię terapeutyczną. Ograniczenia badania obejmują konieczność dalszej walidacji klinicznej oraz zbadania długoterminowych efektów i potencjalnych działań poza docelowym receptorem.
Autorzy proponują trójfazową mapę drogową translacyjną obejmującą modelowanie farmakokinetyczne/farmakodynamiczne, badania kohortowe walidacji biomarkerów oraz badania przesiewowe terapii kombinowanych, co może przyspieszyć wprowadzenie tej obiecującej terapii do praktyki klinicznej.
W podsumowaniu, badanie to wskazuje na kluczową rolę 5HT₂ₐR w patofizjologii DPN i identyfikuje NETs jako istotny mediator dysfunkcji naczyniowej i neurozapalenia. Farmakologiczne hamowanie 5HT₂ₐR skutecznie tłumi formowanie NETs, co podkreśla potencjał tego receptora jako celu terapeutycznego w DPN. Wyniki silnie wspierają terapeutyczną obietnicę antagonizmu 5HT₂ₐR w leczeniu neuropatii cukrzycowej i wskazują na potencjał DLT w leczeniu tej choroby.
Podsumowanie
Badanie retrospektywne przeprowadzone przez badaczy z Naval Medical University w Chinach identyfikuje receptor 5-hydroksytryptaminy 2A (5HT₂ₐR) oraz neutrofilowe sieci zewnątrzkomórkowe (NETs) jako kluczowe elementy w patogenezie neuropatii obwodowej cukrzycowej (DPN). Naukowcy wykorzystali próbki kliniczne od pacjentów z późnym stadium DPN oraz modele zwierzęce do oceny mechanizmów molekularnych tej choroby. Wyniki wykazały selektywny wzrost ekspresji 5HT₂ₐR w tkankach nerwów obwodowych pacjentów z DPN. Badacze zidentyfikowali desloratadynę (DLT) jako selektywnego antagonistę 5HT₂ₐR i wykazali, że leczenie tym lekiem znacząco poprawiało funkcje neurologiczne u myszy z DPN, zwiększało gęstość śródnaskórkowych włókien nerwowych oraz poprawiało strukturę osłonki mielinowej, niezależnie od wpływu na poziom glukozy. Mechanizm działania DLT opiera się na hamowaniu szlaku 5HT₂ₐR/PKC/NADPH/ROS, odpowiedzialnego za formowanie NETs, co prowadzi do zmniejszenia zakrzepicy naczyniowej i neurozapalenia. Badanie wykazało również aktywację szlaku AGEs-RAGE w DPN, prowadzącą do wzrostu produkcji reaktywnych form tlenu i aktywacji NETs. DLT poprawiała również przepływ krwi i perfuzję w tkankach nerwów obwodowych, co sugeruje korzystny wpływ na dysfunkcję naczyń. Dawka DLT stosowana w badaniach mieściła się w marginesie bezpieczeństwa klinicznego, a badania behawioralne nie wykazały działań niepożądanych ze strony ośrodkowego układu nerwowego. Wyniki otwierają nowe perspektywy terapeutyczne w leczeniu DPN i wskazują na potencjał selektywnych antagonistów 5HT₂ₐR jako obiecującej strategii terapeutycznej, choć wymagają dalszej walidacji klinicznej i badań długoterminowych efektów.
