Molekularne mechanizmy działania leków immunosupresyjnych
advertisement
&ARM0RZEGL.AUK -OLEKULARNEMECHANIZMYDZIAANIALEKÌWIMMUNOSUPRESYJNYCH -OLECULARMECHANISMSOFIMMUNOSUPPRESSIVEDRUGSACTIVITY 3AWOMIR3MOLIK,UDMIA7ÃGLARZ +ATEDRAI:AKAD"IOCHEMII7YDZIA&ARMACEUTYCZNYZ/DDZIAEM-EDYCYNY,ABORATORYJNEJW3OSNOWCU gLSKI5NIWERSYTET-EDYCZNYW+ATOWICACH Streszczenie Leki immunosupresyjne, wprowadzone do lecznictwa w latach 80-tych, są cennymi związkami umożliwiającymi utrzymanie pacjentów po transplantacji organów w stanie obniżonej odporności, co ogranicza ryzyko ostrego odrzutu przeszczepu i poprawia rokowanie krótkoterminowe. Poniższa praca omawia molekularne mechanizmy działania i charakteryzuje farmakologicznie główne klasy nowoczesnych leków immunosupresyjnych. Inhibitory kalcyneuryny, cyklosporyna i takrolimus, przyczyniły się do udanych transplantacji organów, jednakże ich nefrotoksyczność jest uważana za niezależny czynnik odrzutu przeszczepu i śmiertelności. mTOR jest kinazą serynową-treoninową biorąca udział w szlaku kinazy 3-fosfoinozytolu odgrywającego kluczową rolę w regulacji procesów transkrypcji i translacji. Inhibitory kinazy mTOR, sirolimus i everolimus, są molekułami o działaniu immunosupresyjnym, które posiadają także właściwości przeciwnowotworowe, co łączy się z mniejszą częstością procesów nowotworzenia. Mykofenolan mofetilu jest silnym, selektywnym, niekompetycyjnym i odwracalnym inhibitorem dehydrogenazy monofosforanu inozyny zdolnym do hamowania proliferacji limfocytów T i B i redukującym migrację monocytów do miejsca odrzutu przeszczepu. Brequinar i lefunomid są lekami immunosupresyjnymi hamującymi dehydrogenazę dihydroorotanową i ograniczającymi syntezę de novo monofosforanu urydyny. Słowa kluczowe: inhibitory kalcyneuryny, inhibitory kinazy mTOR, mykofenolan mofetilu Wstęp Obserwowany w ostatnich latach intensywny rozwój transplantologii nie byłby możliwy bez wprowadzenia do lecznictwa nowoczesnych i bezpiecznych leków immunosupresyjnych. Ich często przypadkowe odkrycie zapoczątkowało szczegółowe badania szlaków molekularnych uruchamianych w komórkach osób poddanych terapii immunosupresyjnej, co zaowocowało wprowadzeniem na rynek farmaceutyczny nowych pochodnych o mniejszej toksyczności i wykorzystaniem ich działań plejotropowych. Rozwój farmakologii leków immunosupresyjnych stał się możliwy wskutek poznania kaskady wydarzeń molekularnych związanych z reakcją odrzutu przeszczepu. Abstract Immunosuppressive drugs, introduced in the 1980s, have been recognized as valuable agents for maintaining immunosuppression in solid organ transplantation because of their capacity of limitation the risk of acute rejection and improvement of short-term outcomes. This review focuses on the molecular mechanism of action and pharmacological characteristics of the main class of modern immunosuppressive drugs. Calcineurin inhibitors, cyclosporine and tacrolimus, have a potent impact on the successive of organ transplantation, however, their nephrotoxicity is an independent risk factor for graft loss and mortality. Mammalian target of rapamycin (mTOR) is a serine-threonine kinase member of the cellular phosphatidylinositol 3-kinase pathway playing a critical role in regulating of transcription and translation. Inhibitors of mTOR, sirolimus and everolimus, are immunosuppressive molecules which have also antioncogenic properties and they are associated with a lower incidence of malignancies. Mycophenolic mofetil is a potent, selective, noncompetitive and reversible inhibitor of inosine-5’-monophosphate dehydrogenase which inhibits proliferation of T and B lymphocytes and reduces the recruitment of monocytes into the sites of graft rejection. Brequinar and leflonomide are immunosuppressive agents which inhibit dihydroorotate dehydrogenase and reduce uridine monophosphate de novo synthesis. Key words: calcineurin inhibitors, mTOR kinase inhibitors, mycophenolic mofetil Molekularne mechanizmy reakcji odrzucenia przeszczepu W pierwszym etapie procesu odrzucania przeszczepu uczestniczą komórki APC (ang. antigen presenting cells) narządu dawcy rozpoznające i przetwarzające antygeny głównego układu zgodności tkankowej MHC (ang. major histocompatibility complex) oraz prezentujące je jako kompleks peptydowy limfocytom T biorcy [1] (Ryc. 1). Następująca po tym aktywacja limfocytów T wymaga dwóch sygnałów. Pierwszy z nich powstaje w wyniku oddziaływania peptydów prezentowanych przez cząsteczki MHC z układem receptorowym TCR-CD3 limfocytu T. Sygnał ten wymaga jednak kostymulacji przez cząsteczki adhezyjnyjne CD22 COPYRIGHT'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33. Ryc. 1. Szlaki molekularne aktywowane w limfocytach T prowadzące do reakcji odrzutu przeszczepu. i CD45 indukujące aktywność fosfatazy tyrozynowej (PTPazy) wpływającej na aktywność kinaz tyrozynowych Fyn i Lck [2]. Kinazy te związane odpowiednio z cząsteczkami CD3 i białkiem korepresorowym CD4 aktywują w wyniku fosforylacji fosfolipazę C, co prowadzi do hydrolizy jej substratu fosfatydyloinozytolo-(4,5)-bisfosforanu (PIP2) do 1,4,5 trifosfoinozytolu (IP3) zwiększającego wewnątrzkomórkowe stężenie jonów Ca2+ oraz diacyloglicerolu (DAG) aktywującego kinazę białkową C (PKC). Jony Ca2+ aktywują kalcyneurynę, tj. zależną od kalmoduliny fosfatazę serynowo-treoninową, która aktywuje czynnik transkrypcyjny NF-ATc wiążący się z regionami promotorowymi genów wielu cytokin, przede wszystkim IL-2. PKC fosforyluje inhibitor czynnika transkrypcyjnego NFκB (IκB), co uwalnia go w formie zdolnej do aktywacji procesów transkrypcyjnych. IL-2 wiąże się ze swoim receptorem na limfocytach T i uruchamia transdukcję sygnału proliferacji i różnicowania limfocytów T do komórek cytotoksycznych [3]. Transdukcja sygnału odbywa się z udziałem kinazy mTOR, która aktywuje kinazę S6k i kinazy zależne od cyklin, powodujące przejście komórek z fazy G1 do fazy S cyklu komórkowego [4]. Kierunki farmakologicznego działania leków immunosupresyjnych Zahamowanie aktywności układu immunologicznego przebiega na drodze różnych mechanizmów: poprzez zmniejszenie liczby limfocytów T, na skutek zmian strukturalnych w tkankach limfatycznych, poprzez zmianę kierunku migracji oraz funkcji limfocytów T. Hamowanie aktywności limfocytów T leży u podłoża mechanizmu działania stosowanych obecnie leków immunosupresyjnych. Związki te mogą blokować kalcyneurynę (takrolimus, cyklosporyna), zmieniać transkrypcję genów kodujących cytokiny (glikokortykosteroidy) lub hamować funkcję kluczowej kinazy mTOR (sirolimus, everolimus). Nowe nadzieje budzą ponadto leki będące selektywnymi inhibitorami syntezy nukleotydów (mykofenolan mofetilu, brequinar, leflunimid) stanowiące drugą generację leków antyproliferacyjnych. Leki selektywnie blokujące funkcję limfocytów T i zmniejszające syntezę IL-2 Do związków tych zalicza się inhibitory kalcyneuryny (cyklosporyna i takrolimus) oraz inhibitory kinazy mTOR (sirolimus i everolimus). Cyklosporyna to cykliczny peptyd liczący jedenaście reszt aminokwasowych otrzymany z ekstraktów grzyba Tolypocladium inflatum wyizolowanego z próbki ziemi w Norwegii [5]. Jej mechanizm działania związany jest z oddziaływaniem na szlak sygnalizacyjny aktywujący z transkrypcję genów kodujących cytokiny, przede wszystkim interleukinę 2 (IL-2) w limfocytach T (Ryc.2). Cyklosporyna wiąże się z cyklofiliną tworząc kompleks blokujący działanie kalcyneuryny odpowiedzialnej za defosforylację cytoplazmatycznego składnika jądrowego czynnika aktywowanego limfocytami T (NF-ATc). Ufosforylowany czynnik NFATc nie może łączyć się z czynnikiem jądrowym NF-ATn i oddziaływać z regionem promotorowym genu kodującego IL-2. Efektem działania cyklosporyny jest więc zmniejszenie ekspresji w limfocytach T IL-2, która jest niezbędnym czynnikiem proliferacji i dojrzewania tych komórek oraz stymulacji ekspresji interferonu γ, kluczowego aktywatora makrofagów [6] (Rys. 2). Cyklosporyna wykazuje znacznie większą skuteczność i selektywność działania w porównaniu do azatiopryny; jej zastosowanie dało pozytywne wyniki kliniczne u chorych po przeszczepie nerek, serca, wątroby i płuc. Lek ten zmniejsza częstość epizodów odrzutu przeszczepianego narządu i pozbawiony jest wielu działań niepożądanych typowych dla leków starej generacji [7]. Głównym działaniem niepożądanym terapii cyklosporyną jest jej toksyczność związana ze znacznym zapotrzebowaniem niektórych tkanek (mózg, serce i nerki) na kalcyneurynę. Najgroźniejszym działaniem niepożądanym terapii cyklosporyną jest jej nefrotoksyczność i skłonność do wywoływania nefropatii [8]. Mechanizm nefrotoksyczności leku wiąże się z podwyższoną ekspresją TGF-β, odpowiedzialnego za zmiany włóknieniowe w nerkach pacjentów &ARM0RZEGL.AUK Ryc. 2. Kierunki działania leków zmniejszających transkrypcję genu interleukiny 2. CsA - cyklosporyna, CpN - kalcyneuryna, CaN - kalmodulina, FK506 - takrolimus, SRL - sirolimus po przeszczepie, produkcją wolnych rodników oraz nasiloną apoptozą. Ponadto lek ten hamuje syntezę IL-2 i IFN-γ przez limfocyty Th1, słabiej natomiast hamuje syntezę IL-4, IL-5 i IL-7 przez limfocyty Th-2. Stwierdzono, że na nasilenie działań niepożądanych wpływ ma także wiek dawcy, długość okresu niedotlenienia w trakcie zabiegu przeszczepu oraz osobnicza zmienność stężeń leku u pacjentów [9]. Badania ostatnich lat wykazały, że zarówno cyklosporyna jak i takrolimus zdolne są do pobudzenia receptora dla TGF-β niezależnie od szlaku kalcyneuryny, poprzez wzrost produkcji reaktywnych form tlenu i aktywację latentnego TGF-β, co prowadzi do uruchomienia kaskady białek Smad i ekspresji genów odpowiedzialnych za procesy włóknieniowe w nerkach [10]. Prowadzone badania mają na celu ograniczenie nefrotoksyczności cyklosporyny. Stwierdzono, że podawanie wraz z lekiem małych dawek przeciwciał anty-TGF-β (1 mg/ kg.m.c) ograniczało stopień uszkodzenia nerek bez zmiany działania immunosupresyjnego. Zastosowanie natomiast większych dawek przeciwciał skierowanych przeciw TGF-β (2,5 mg/kg.m.c) redukowało zarówno efekt immunosupresyjny jak i nefrotokstyczność cyklosporyny [11]. Podobny efekt związany z hamowaniem apoptozy w komórkach nerek oraz obniżeniem ekspresji TGF-β zaobserwowano u szczurów, które wraz z cyklosporyną otrzymywały kolchicynę w dawce 30 mg/kg.mc. [12]. Nefrotoksyczność leku ograniczyło także zastosowanie chimerycznego, rozpuszczalnego białka złożonego z domeny zewnątrzkomórkowej receptora dla TGF-β typu II i fragmentu Tc immunoglobuliny IgG podawanego drogą elektroporacji do mięśni szkieletowych myszy leczonych cyklosporyną [13]. Podobny do cyklosporyny mechanizm działania posiada takrolimus (FK506). Ten antybiotyk makrolidowy wyodrębniony ze Streptomyces tsukubaensis posiada zdolność wiązania się z białkiem FKBP (ang. protein binding FK506) i tworzenia kompleksu blokującego działanie kalcyneuryny, co w konsekwencji uniemożliwia wniknięcie do jądra komórkowego czynnika NF-ATc i inicjację transkrypcji IL-2 (Rys. 2) Tak więc oba leki, mimo iż łączą się z różną cząsteczką docelową (cyklofilina i FKBP), hamują funkcję limfocytów T w podobny sposób [14]. Wieloośrodkowe badania europejskie wykazały, że w grupie 545 pacjentów po przeszczepie wątroby częstość epizodów odrzutu w grupie poddanej terapii takrolimusem wynosiła 43,4% i była niższa niż w grupie kontrolnej leczonej cyklosporyną (53.6%). W grupie badanej zaobserwo- COPYRIGHT'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33. wano jednak większą częstość powikłań neurologicznych i nefrologicznych. Podobne wyniki otrzymano w badaniach populacji liczącej 478 chorych. Zaobserwowano także występowanie hipertriglicerydemii, zaburzeń oddychania oraz rytmu serca [15]. Inhibitory kinazy mTOR Kinazy białkowe to grupa enzymów zaangażowana w wiele kluczowych reakcji komórkowych, w tym reakcji będących odpowiedzią na uszkodzenia, naprawę lub rekombinację DNA. Szczególne znaczenie ma szlak z udziałem kinazy 3-fosfatydyloinozytolu (PI3-k) oraz kinazy białkowej B (Akt), które aktywują kaskadę innych kinaz, między innymi kinazę mTOR (ang. mammalian target of rapamycin). mTOR o masie cząsteczkowej 289 kDa to kinaza serynowo-treoninowa, odgrywająca kluczową rolę w fosforylacji kinazy rybosomalnej S6k, kinazy zależnej od cyklin (cdk) i białka wiążącego czynnik 4E (4EBP) biorącego udział w translacji [16]. Obecnie znane są dwa związki hamujące mTOR - sirolimus i everolimus [17]. Sirolimus to antybiotyk makrolidowy odkryty w 1973 w próbce gleby pochodzącej z najodleglejszego miejsca na ziemi - Wyspy Wielkanocnej wyodrębniony z bakterii Streptomyces higroscopicus. Ze względu na miejsce odkrycia sirolimus nazywany jest także rapamycyną od Rapa Nui tj. polinezyjskiej nazwy Wyspy Wielkanocnej. Po początkowym stwierdzeniu jego zdolności do hamowania wzrostu niektórych typów nowotworów, zainteresowanie tym związkiem uległo zmniejszeniu. Ponowny „renesans” sirolimusu w medycynie nastąpił z chwilą rozpoczęcia badań dotyczących jego wpływu na układ immunologiczny. Związek ten wiąże się z białkiem FKBP (tym samym z którym łączy się takrolimus), jednak skutki jego molekularnego działania różnią się od efektów cyklosporyny i takrolimusu (Ryc. 2). Sirolimus ma zdolność hamowania bardzo wielu szlaków sygnalizacyjnych z udziałem cytokin. Kompleks tego leku z białkiem FKBP inhibuje fosfatydylozależną kinazę mTOR, niezbędną do aktywacji kinaz p70S6k i p34cdc2 [18, 19]. Kinaza p70S6k jest kluczowym enzymem warunkującym aktywność białka rybosomalnego S6 biorącego udział w translacji. Kinaza p34cdc2 w kompleksie z cykliną E zwiększa aktywność białka p27kip, pełniącego funkcję inhibitora zarówno kinaz zależnych od cyklin (cdk), jak i czynnika inicjującego translację eIF-4F. Zahamowanie aktywności tych enzymów przez sirolimus skutkuje zablokowaniem cyklu komórkowego limfocytów T na etapie przejścia z fazy G1 do fazy S. Szereg ośrodków klinicznych wykazało właściwości immunosupresyjne sirolimusu w połączeniu z cyklosporyną [20] i/lub mycofenolanem mofetilu [21] lub glikokortykosteroidami [22]. Everolimus to pochodna sirolimusa z dodatkową grupą hydroksyetylową wiążącą się również z białkiem FKBP. Wykazano jego silne immunosupresyjne działanie w połączeniu z niskimi dawkami cyklosporyny u pacjentów po przeszczepie serca i nerek. Interesującą właściwością leku jest interakcja synergistyczna z cyklosporyną, która zwiększa efekt inhibicji od 10 do 1000 razy w porównaniu z efektami działania każdego z leków z osobna. Głównym skutkiem niepożądanym działania preparatu jest hipertrigli- cerydemia oraz trombocytopenia, nie wpływa on jednak na funkcje nerek, wątroby i ciśnienie krwi. Zastosowanie terapii skojarzonej sirolimus/cyklosporyna zwiększa wskaźnik przeżycia do 97% w obserwacji rocznej, w porównaniu do 70% przeżycia obserwowanego przy terapii cyklosporyna/ prednizolon [23,24]. Obecnie podkreśla się zdolność inhibitorów kinazy mTOR do wywierania poza immunosupresją innych działań plejotropowych czyniących te związki bardzo użytecznymi w transplantologii. Istotne działanie sirolimusu związane jest z jego zdolnością do redukcji grubości śródbłonka naczyń krwionośnych i zapobieganiem chorobom naczyń krwionośnych u chorych po przeszczepie serca. Choroby naczyń krwionośnych stanowią główną przyczynę dysfunkcji przeszczepianego narządu u biorców nerek i serca. Rozwijające się zmiany naczyniowe są skutkiem proliferacji komórek mięśni gładkich w przeszczepianym narządzie, co doprowadza do ich okluzji i ograniczenia przepływu krwi [25]. Zastosowanie inhibitorów kinazy mTOR prowadzi do zablokowania sygnału proliferacji, co może powstrzymać rozwój zmian naczyniowych. Działanie to tłumaczy się wpływem tych związków na receptory VEGF oraz zdolnością sirolimusu do wiązania się ze specyficznymi receptorami dla naskórkowego czynnika wzrostu (EGF) i czynnika wzrostu fibroblastów (FGF) [26]. Sirolimus uwalniany stopniowo ze stentów naczyniowych chroni skutecznie przed rozwojem zmian naczyniowych i restenozą [27]. Pacjenci poddani transplantacjom są szczególnie narażeni na ryzyko nowotworzenia będące konsekwencją długotrwałej immunosupresji. Zastosowanie inhibitorów kinazy mTOR może hamować rozwój niektórych typów nowotworów poprzez blokowanie podziału komórek na etapie fazy G1. Właściwości przeciwnowotworowe sirolimusu zostały odkryte ponad 20 lat temu, jednak szybko zaprzestano dalszych ich badań z uwagi na zainteresowanie właściwościami immunosupresyjnymi tego leku [28]. Obecnie jego działanie przeciwnowotworowe stało się ponownie przedmiotem uwagi naukowców ze względu na fakt, że wiele czynników wzrostu może aktywować kinazy Akt i PI3-k, co z udziałem kinazy mTOR prowadzi do proliferacji komórek nowotworowych [29]. Szlak Akt i PI3-k w warunkach fizjologicznych jest hamowany przez produkt genu supresorowego PTEN, a wiele typów nowotworów może powstać w wyniku modyfikacji tego szlaku lub utraty genu PTEN [30, 31]. Inhibitory kinazy mTOR mogą także hamować rozwój nowotworów na drodze innych mechanizmów. Sirolimus poprzez hamowanie szlaku PI3-k-Akt-mTOR, hamuje działanie VEGF, działa więc antyangiogennie, co uniemożliwia przerzutowanie komórek nowotworowych. Podkreśla się także zdolność inhibitorów kinazy mTOR do hamowania angiogenezy na zasadzie stymulacji syntezy czynnika indukowanego hipoksją HIF (ang. hypoxia inducible factor) [32]. Szereg przeprowadzonych do chwili obecnej badań wskazuje na możliwość hamowania nowotworzenia u biorców przeszczepów przez użycie inhibitorów kinazy mTOR. Dwuletnia obserwacja pacjentów po przeszczepie nerek otrzymujących sirolimus w terapii skojarzonej z cyklosporyną wykazywała znacząco mniejszą częstość występowania nowotworów skóry w porównaniu z grupą kontrolną otrzymującą tylko cyklosporynę [33]. Metaanaliza 30 000 osób po przeszczepie ne- &ARM0RZEGL.AUK rek wykazała, że chorzy leczeni sirolimusem z połączeniu z cyklosporyną mają o połowę mniejsze względne ryzyko zmian nowotworowych w porównaniu z chorymi leczonymi inhibitorami kalcyneuryny bez sirolimusu [33]. Najnowsze badania sugerują również działanie przeciwwirusowe inhibitorów kinazy mTOR, związane z hamowaniem przejścia stanu latencji wirusa CMV w stan aktywny zdolny do infekcji. Infekcja wywołana tym wirusem rozpoczyna się od jego wiązania się z receptorem EGF, co aktywuje szereg szlaków sygnalizacyjnych, w tym kaskadę reakcji indukowaną przez kinazę PI3-k. Szlak PI3-k/Akt poprzez aktywację kinaz Akt, kinaz zależnych od cyklin i kinazy S6k odgrywa kluczową rolę w procesach transkrypcji i translacji umożliwiających replikację CMV. Ponadto aktywacja szlaku PI3-k w zainfekowanych monocytach umożliwia im migrację przez śródbłonek, co odgrywa decydującą rolę w rozprzestrzenianiu się wirusa w organizmie człowieka. Dlatego zastosowanie związków zaburzających transdukcję sygnału z udziałem kinazy PI3-k lub oddziałujących z receptorem EGF może prowadzić do hamowania replikacji CMV [34, 35]. Aktywność przeciwnowotworową everolimusu potwierdziły badania wieloośrodkowe, które wykazały, że pacjenci otrzymujący ten lek i cyklosporynę wykazywali mniejszą częstość infekcji CMV w porównaniu do grupy otrzymującej cyklosporynę i azatioprynę [23]. Zastosowanie everolimusu u 492 pacjentów po transplantacji nerek leczonych tym lekiem (w dwóch różnych dawkach) i w kombinacji z niską dawką cyklosporyny spowodowało infekcje CMV jedynie u 2.6% osób [24]. Leki blokujące receptory IL-2 Działanie biologiczne IL-2 odpowiedzialne jest za inicjację reakcji odrzucania przeszczepu. Z tego względu postępowanie farmakologiczne ma na celu zmniejszenie ekspresji genu tej cytokiny w limfocytach T lub blokowanie jej receptorów. Do chwili obecnej wprowadzono do lecznictwa dwa leki oddziałujące bezpośrednio na IL-2 lub jej receptor, tj. bazyliksymab i daklizumab. Bazyliksymab to chimeryczne mysio-ludzkie przeciwciało monoklonalne posiadające zdolność blokady podjednostki α receptora dla IL-2 na limfocytach T. Daklizumab to humanizowane przeciwciało monoklonalne blokujące receptor dla IL-2 na limfocytach T. Wykazano skuteczność obu leków w zmniejszaniu częstości odrzutu przeszczepów nerek. Związki te mogą być stosowane we wczesnej fazie po przeszczepie nerek w miejsce nefrotoksycznych inhibitorów kalcyneuryny (takrolimus lub cyklosporyna) [36, 37, 38]. Leki blokujące niespecyficznie syntezę nukleotydów Do grupy tej zalicza się inhibitory syntezy puryn (mykofenolan mofetilu) i inhibitory syntezy pirymidyn (brequinar i leflunomid). Mykofenolan mofetilu to ester morfolinowy kwasu mykofenolowego, który jest produkowany przez kilka gatunków grzyba z rodzaju Penicillium. W wątrobie związek ten ulega hydrolizie do aktywnego metabolitu –kwasu mykofenolowego, który niekompetycyjnie i odwracalnie hamuje aktywność dehydrogenazy monofosforanu inozyny (IMP) typu I i II, biorącej udział w syntezie DNA w fazie S cyklu komórkowego [39]. Enzym ten przekształca IMP, produkt syntezy puryn de novo do monofosforanu guanozyny (GMP) oraz uczestniczy w szlaku rezerwowym typu salvage syntezy puryn przebiegającym ze znacznie mniejszą szybkością niż synteza puryn de novo. W czasie aktywacji limfocytów T ekspresja obu typów dehydrogenazy monofosforanu inozyny wzrasta około dziesięciokrotnie [40]. Lek nie wpływa na syntezę cytokin, zmniejsza jednak liczbę limfocytów i monocytów w ognisku zapalnym. Leki starej generacji (np. azatiopryna) w przeciwieństwie do mykofenolanu mofetilu hamują aktywność enzymów biorących udział w syntezie nukleotydów de novo. Zastosowanie mykofenolanu mofetilu u 491 osób po przeszczepie nerki w dawce 2 lub 3 gramy na dobę w połączeniu z cyklosporyną i prednizonem wykazało znaczny spadek odsetka epizodów odrzutu przeszczepu wynoszący w grupie kontrolnej (placebo) 46,4% , w grupie otrzymującej lek 17% i 13,8 % (odpowiednio dla dawki 2 i 3 g/dobę). Wykazano, że lek ten obniża częstość i nasilenie ostrych incydentów przeszczepu, ale ma niewielki wpływ na częstość reakcji odrzutu w obserwacji długoterminowej. Zaobserwowano ponadto mniejszą nefrotoksyczność leku w porównaniu z azatiopryną, jeśli użyto go w skojarzeniu z cyklosporyną lub takrolimusem [41]. Brequinar to pochodna difluorochinolonu o właściwościach przeciwnowotworowych i immunosupresyjnych wynikających z niekompetycyjnego hamowania dehydrogenazy dihydroorotanowej, przekształcającej kwas dihydroorotowy w kwas orotowy. Przemiana ta jest kluczowa dla syntezy urydyny i cytydyny niezbędnych do syntezy DNA i RNA. Wstępne wyniki badań klinicznych sugerują, że połączenie leku z cyklosporyną i prednizolonem zmniejsza częstość reakcji odrzutu po przeszczepach [42, 43]. Leflunomid to pochodna izoksazolowa o działaniu przeciwzapalnym, antyproliferacyjnym, immunosupresyjnym i immunomodulacyjnym. Lek ten hamuje aktywację limfocytów T przez blokowanie kinaz tyrozynowych z rodzin Lck i Fyn (Ryc. 1). Kinazy te uczestniczą w transdukcji sygnału pochodzącego od wielu czynników wzrostu jak np. IL-2, IL-3 i TNF-α ale nie IL-1. Efekty takie jednak obserwuje się w stężeniach większych niż terapeutyczne. Za główny mechanizm działania uznaje się hamowanie IL-4 i jej receptora oraz hamowanie syntezy pirymidyn poprzez blokowanie dehydrogenazy dihydrorotanowej i ograniczenie syntezy de novo rybonukleotydu monofosforanu urydyny. Lek stosowany jest również w leczeniu reumatoidalnego leczenia stawów. Ponadto wykazano jego zdolność do zapobiegania infekcjom wirusem cytomegalii poprzez zablokowanie łączenia się tegumentu z nukleokapsydem. [44]. Ograniczenie stosowania klinicznego leków zarówno starej i nowej generacji blokujących syntezę nukleotydów wynika z ich niespecyficznego działania na różne typy proliferujących komórek. Leki te nie tylko chronią organizm przed skutkami działania cytotoksycznego limfocytów T, ale także hamują fizjologiczne funkcje szpiku kostnego i komórek przewodu pokarmowego. Żaden z leków tej grupy nie jest wskazany do prewencji odrzutu przeszczepu. Jedynie bardziej selektywne działanie mykofenolanu mofetilu COPYRIGHT'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33. czyni go użytecznym w uzupełnieniu standardowej terapii cyklosporyną i prednizonem. Poznanie molekularnych mechanizmów reakcji odrzutu przeszczepu umożliwiło szerokie zastosowanie nowych leków immunosupresyjnych w transplantologii i ograniczenie ich działań niepożądanych. Jednocześnie znajomość czynników transkrypcyjnych i cytokin, na które leki te wpływają pozwoliło na ich zastosowanie w leczeniu innych chorób takich jak łuszczyca, atopowe zapalenie skóry, choroba Crohna i zapalenie spojówek [45]. Piśmiennictwo 1. Murase N i wsp. Multilineage hematopoietic reconstruction superalethaly irradiated rats by syngeneic whole organ transplantation with particular reference to the liver. Transplantation 1996; 61: 1-4. 2. Weiss A, Littman D. Signal transduction by lymphocyte antigen receptors. Cell 1994; 76: 263-274. 3. Malissen B, Schmitt-Verhulst A. Transmembrane signalling through the T-cell-receptor-CD3 complex. Curr Opin Immunol 1993; 5: 324-233. 4. Hay N, Sonenberg N. Upstream and downstream of mTOR. Genes Dev 2004; 18: 1926-45 5. Borel J i wsp. Biological effects of cyclosporin A: a new antilymphocytic agent. Agents Actions 1976; 6: 468-475. 6. Liu J i wsp. Calcineurin is a common target of cyclophilin-cyclosporin A and FKBP- FK506 complexes. Cell 1991; 66: 807-815. 7. Magnasco A i wsp. Cyclosporin and organ specific toxicity: clinical aspects, pharmacogenetics and perspectives. Curr Clin Pharmacol 2008; 3: 166-173. 8. Naesens M, Kuypers D, Sarwal N. Calcineurin inhibitor nephrotoxicity. Clin J Am Soc Nephrol 2009; 4: 481-508. 9. Andre N, Roquelaure B, Conrath J. Molecular effects of cyclosporine and oncogenesis: a new model. Med Hypotheses 2004; 63: 647-652. 10. Akool el-S i wsp. Molecular mechanisms of TGFbeta receptor-triggered signaling cascades rapidly induced by the calcineurin inhibitors cyclosporin A and FK506. J Immunol 2008; 181: 2831-2845. 11. Khanna A i wsp. Expression of TGF-beta and fibrogenic genes in transplant recipients with tacrolimus and cyclosporine nephrotoxicity. Kidney Int 2004; 62: 2257-2263. 12. Disel U i wsp. Effect of colchicine on cyclosporine nephrotoxicity, reduction of TGF-beta overexpression, apoptosis, and oxidative damage: an experimental animal study. Transplant Proc. 2004; 36: 1372-1376. 13. Xiu J i wsp. Suppression of cyclosporine a nephrotoxicity in vivo by transforming growth factor beta receptorimmunoglobulin G chimeric protein. Transplantation 2004; 15, 77: 1433-1442. 14. Kino T i wsp. FK-506, a novel immunosuppressant isolated from a Streptomyces. Fermentation, isolation, and physico-chemical and biological characteristics. J Antibiot 1987; 40: 1249-1255. 15. Morris-Stiff i wsp. Conversion of renal transplant recipients from cyclosporin to low-dose tacrolimus for refractory rejection. Transpl Int 1998; 11: 78-81. 16. Schmelzle T, Hall N. TOR, a central controller of cell growth. Cell 2000; 103: 253-262. 17. Kovarik i wsp. Everolimus therapeutic concentration range defined from a prospective trial with reduced-exposure cyclosporine in de novo kidney transplantation. Ther Drug Monit 2004; 26: 499-505. 18. Kunz J i wsp. Target of rapamycin in yeast, TOR2, is an essential phosphatidylinositol kinase homolog required for G1 progression. Cell 1993; 73: 585-596. 19. Morice W i wsp. Rapamycin-induced inhibition of p34cdc2 kinase activation is associated with G1/S-phase growth arrest in T lymphocytes. J Biol Chem 1993; 268: 3734-3738. 20. Kahan B. The synergistic interactions in vitro and in vivo of brequinar sodium with cyclosporine or rapamycin alone and in triple combination. Transplantation 1993; 55: 894-900. 21. Flechner S i wsp. Kidney transplantation without calcineurin inhibitor drugs: a prospective, randomized trial of sirolimus versus cyclosporine. Transplantation 2002; 74: 1070-1076. 22. Groth C i wsp. Sirolimus (rapamycin)-based therapy in human renal transplantation: similar efficacy and different toxicity compared with cyclosporine. Sirolimus European Renal Transplant Study Group. Transplantation 1999; 67: 937-938. 23. Eisen H i wsp. Everolimus for the prevention of allograft rejection and vasculopathy in cardiac transplant recipients. N Engl J Med 2003; 349: 847-858. 24. Vitko S i wsp. Everolimus with optimal dosing in renal transplant recipient: 6 month safety and efficacy results of two randomized trials. Am J Transplant 2004; 4: 626-635. 25. Keck B i wsp. Worldwide thoracic organ transplantation L a report from the UNOS /ISHLT International Registry for thoracic organ transplantation. Clin Transplant 1999; 13: 35-49. 26. Wang X i wsp. Epidermal growth factor receptor is a cellular receptor for human cytomegalovirus. Nature 2003; 424: 456-461. 27. Mancini D i wsp. Use of rapamycin slows progression of cardiac transplantation vasculopathy. Circulation 2003; 108: 48-53. 28. Douros J, Suffness M. New antitumor substances of natural origin. Cancer Treat Rev 1981; 8: 63-67. 29. Sawyers C. Will mTOR inhibitor make it as cancer drug ? Cancer Cell 2003; 4: 343-348. 30. Brennan P i wsp. Phosphatidyloinositol 3-kinase is essential for the proliferation of lymphoblastoid. Oncogene 2002; 21: 1263-1271. 31. Neshat M i wsp. Enhanced sensivity of PTEN deficient tumors to inhibition of FRAP/mTOR. Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98: 10314-10319. 32. Zhong H i wsp. Modulation of hypoxia-inducible factor 1alpha expression by the epidermal growth factor/phosphatidylinositol 3-kinase/PTEN/AKT/FRAP pathway in human prostate cancer cells: implications for tumor angiogenesis and therapeutics. Cancer Res 2000; 60: 1541-1545. &ARM0RZEGL.AUK 33. Mathew T, Kreis H, Friend P. Two -years incidence of malignancy in sirolimus –treated renal transplant recipients : results from five multicenter studies. Clin Transplant 2004; 18: 446-449. 34. Smith M i wsp. HCMV activates PI3K in monocytes and promotes monocyte motility and transendothelial migration in a PI3-K – dependent manner. J Leukoc Biol 2004; 76: 65-76. 35. Evers D i wsp. 3,4,5–trihydroxy-trans-stilbene (resveratrol) inhibits human cytomegalovirus replication ad virus induced cellular signaling. Antiviral Res 2004; 63: 85-95. 36. Ponticelli C i wsp. A randomized, double-blind trial of basiliximab immunoprophylaxis plus triple therapy in kidney transplant recipients. Transplantation 2001; 15: 1261-1267. 37. Pescovitz M i wsp. Safety and pharmacokinetics of daclizumab in pediatric renal transplant recipients. Pediatr Transplant 2008; 12: 447-455. 38. Vega O i wsp. Basiliximab vs. limited-dose daclizumab (2 mg/kg) administered in single or two separated doses in kidney transplantation. Rev Invest Clin 2008; 60: 82-86. 39. Platz K i wsp. RS-61443 – a new, potent immunosuppressive agent. Transplantation1991; 51: 27-31. 40. Eugui E i wsp. Lymphocyte-selective cytostatic and immunosuppressive effects of mycophenolic acid in vitro: role of deoxyguanosine nucleotide depletion. Scand J Immunol 1991; 33: 161-173. 41. Fisher R i wsp. Four-year follow-up of a prospective randomized trial of mycophenolate mofetil with cyclosporine microemulsion or tacrolimus following liver transplantation. Clin Transplant 2004;18: 463-472. 42. Mclean L i wsp. Multiple inhibitor analysis of the brequinar and leflunomide binding sites on human dihydroorotate dehydrogenase. Biochemistry 2001; 40: 21942200. 43. Baumgartner R i wsp. Dual binding mode of a novel series of DHODH inhibitors. J Med Chem 2006; 23: 1239-1247. 44. Waldman W i wsp. Novel mechanism of inhibition of cytomegalovirus by the experimental immunosuppressive agent leflunomid. Transplantation 1999; 68: 814-825. 45. Akhavan A, Rudikoff D. Atopic dermatitis: systemic immunosuppressive therapy. Semin Cutan Med Surg 2008; 27: 151-155. data otrzymania pracy: 09.02.2010 r. data akceptacji do druku: 19.02.2010 r. Adres do korespondencji: Sławomir Smolik Katedra i Zakład Biochemii Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej ul. Narcyzów 1 41-200 Sosnowiec tel. + 48 32 364 10 73 e-mail: [email protected]
