Rupatadyna – przełom w leczeniu raka trzustki? Nowe zastosowanie znanego leku

Dlaczego rupatadyna budzi zainteresowanie przeciwnowotworowe?

Rupatadyna, znany antagonista receptora histaminowego H1 i czynnika aktywującego płytki (PAF), stosowany powszechnie w leczeniu alergicznego nieżytu nosa, zyskuje coraz większe zainteresowanie jako potencjalny lek przeciwnowotworowy. Badania nad tym związkiem przynoszą obiecujące wyniki w kontekście raka trzustki – nowotworu charakteryzującego się wyjątkowo niskim wskaźnikiem przeżywalności (zaledwie 12% pacjentów przeżywa ponad 5 lat) i przewidywanego wzrostu do pozycji drugiej najczęstszej przyczyny zgonów związanych z nowotworami w Stanach Zjednoczonych do 2040 roku. Późne rozpoznanie oraz wysoki wskaźnik nawrotów po operacji znacząco ograniczają możliwości terapeutyczne, a resekcja chirurgiczna jest możliwa jedynie u około 20% pacjentów, ponieważ połowa przypadków jest diagnozowana po wystąpieniu przerzutów odległych.

Naukowcy przeprowadzili kompleksowe badania nad potencjałem przeciwnowotworowym rupatadyny w modelach in vitro oraz in vivo raka trzustki. W badaniach wykorzystano linie komórkowe AsPC-1 i MIA PaCa-2 oraz ludzkie komórki gwiaździste trzustki (HPSC) jako model komórek normalnych. Rupatadyna wykazała działanie cytotoksyczne zależne od dawki wobec komórek nowotworowych, z wartościami IC50 wynoszącymi 23,5 μM (24h) i 24,9 μM (48h) dla komórek AsPC-1 oraz 30,9 μM (24h) i 35,1 μM (48h) dla komórek MIA-PaCa-2. Co istotne, lek wykazał znacznie niższą cytotoksyczność wobec normalnych komórek HPSC (IC50: 66,8 μM przy 24h i 132,0 μM przy 48h), co wskazuje na selektywność działania wobec komórek nowotworowych. W linii komórkowej MIA-PACA rupatadyna wykazała niższą żywotność komórek w porównaniu do leczenia irynotekanem (3,125-200 ng/ml), 5-fluorouracylem (1-100 μM) i paklitakselem (1-10 nM) zarówno po 24, jak i 48 godzinach, co sugeruje, że rupatadyna może posiadać lepsze działanie przeciwnowotworowe w porównaniu do tych ugruntowanych leków chemioterapeutycznych.

Jakie mechanizmy leżą u podstaw działania rupatadyny?

Mechanizm przeciwnowotworowego działania rupatadyny opiera się na dwóch głównych filarach: indukcji apoptozy oraz hamowaniu przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego (EMT). Badania z wykorzystaniem Western blot wykazały, że rupatadyna powoduje zależny od stężenia wzrost markerów proapoptotycznych (PARP i aktywowanej kaspazy-3) oraz spadek ekspresji antyapoptotycznego białka Mcl-1 w komórkach raka trzustki. Równocześnie lek hamuje szlak sygnalizacyjny TGF-β, kluczowy w progresji nowotworowej, poprzez supresję ekspresji receptora TGFβRI oraz zmniejszenie stosunku fosforylowanych do całkowitych białek SMAD2/3. Ponadto rupatadyna zwiększa ekspresję E-kadheryny (marker nabłonkowy) przy jednoczesnym obniżeniu ekspresji markerów mezenchymalnych (N-kadheryna, wimentyna, Snail), co potwierdza jej zdolność do hamowania procesu EMT, odpowiedzialnego za inwazyjność i potencjał przerzutowy komórek nowotworowych.

Test gojenia ran (wound healing assay) potwierdził, że rupatadyna skutecznie hamuje migrację komórek raka trzustki w sposób zależny od dawki, szczególnie przy stężeniu 25 μM. W teście tym, po utworzeniu rysy w jednolitej warstwie komórek AsPC-1, zamknięcie rany monitorowano w odpowiedzi na rosnące stężenia rupatadyny (0,01-25 μM). Zwiększone stężenia rupatadyny, szczególnie przy 25 μM, korelowały ze znaczącym powiększeniem obszaru rysy, ilustrując zależne od dawki zahamowanie migracji komórek AsPC-1. Analogiczny efekt zaobserwowano w komórkach MIA PaCa-2 przy stężeniu rupatadyny 25 μM. Badania immunofluorescencyjne wykazały, że lek zwiększa ekspresję E-kadheryny przy jednoczesnym zmniejszeniu ekspresji białek Snail i wimentyny, co dodatkowo potwierdza jego zdolność do hamowania EMT w komórkach raka trzustki.

Czy rupatadyna zahamuje wzrost nowotworu in vivo?

Szczególnie istotne są wyniki badań in vivo na modelu ksenograftowym raka trzustki. Myszy BALB/c nude z implantowanymi komórkami AsPC-1 otrzymywały rupatadynę (3 mg/kg) dootrzewnowo trzy razy w tygodniu przez trzy tygodnie. Po 21 dniach leczenia zaobserwowano znaczącą redukcję masy guza w grupie leczonej rupatadyną (0,2-0,3 g) w porównaniu do grupy kontrolnej (0,4-0,6 g). Pomiary objętości guza w czasie wykazały znacznie wolniejszy wzrost nowotworu u myszy otrzymujących rupatadynę, przy czym nie zaobserwowano istotnych różnic w masie ciała między grupami, co sugeruje brak systemowej toksyczności leku.

Analiza TUNEL tkanek nowotworowych wykazała znacznie wyższy indeks apoptozy w grupie leczonej rupatadyną. Western blot potwierdził zwiększoną ekspresję E-kadheryny i obniżoną ekspresję wimentyny, a także podwyższony poziom markerów proapoptotycznych (PARP i PUMA) przy jednoczesnym zmniejszeniu ekspresji antyapoptotycznego białka Mcl-1. Badania immunohistochemiczne wykazały również zwiększoną ekspresję proapoptotycznego białka BIM i zmniejszoną ekspresję Mcl-1, a także wzrost ekspresji E-kadheryny i spadek ekspresji Snail w tkankach guzów leczonych rupatadyną.

Badania histologiczne tkanek nowotworowych pochodzących z mysiego modelu ksenograftowego raka trzustki, przeprowadzone z użyciem barwienia hematoksyliną i eozyną (H&E), wykazały znaczące zmniejszenie gęstości komórek nowotworowych w grupie leczonej rupatadyną. Następnie przeprowadzono barwienie immunohistochemiczne wyciętych tkanek nowotworowych z każdej grupy eksperymentalnej. Analiza barwionych tkanek wykazała, że w grupie leczonej rupatadyną nastąpił znaczący wzrost procentowy obszarów immunoreaktywnych dla markera proapoptotycznego BIM w porównaniu do grupy kontrolnej, przy jednoczesnym znaczącym zmniejszeniu ekspresji Mcl-1, markera antyapoptotycznego. Ponadto, grupa leczona rupatadyną wykazała znaczący wzrost procentowy obszarów immunoreaktywnych dla markera nabłonkowego E-kadheryny, wraz ze znaczącym zmniejszeniem Snail, markera mezenchymalnego. Wyniki te sugerują, że leczenie rupatadyną może osłabiać proces EMT i zwiększać apoptozę w tkankach raka trzustki w mysim modelu ksenograftowym.

Czy profil farmakokinetyczny rupatadyny sprzyja skutecznej terapii?

Badania farmakokinetyczne wykazały, że rupatadyna jest szybko usuwana z osocza po podaniu dożylnym, z wykrywalnymi stężeniami do 60 minut po podaniu, ale niewykrywalna po 180 minutach. Lek gromadzi się głównie w wątrobie i nerkach w ciągu pierwszych 5 minut po podaniu, ale jest w dużej mierze niewykrywalny w tych tkankach po 60 minutach, co sugeruje szybki metabolizm i wydalanie. Profilowanie stężenia w osoczu wykazało szybki spadek poziomu rupatadyny, z wykrywalnymi stężeniami w 5, 15, 30 i 60 minut, ale brakiem wykrywalnych poziomów po 180 minutach, co wskazuje na szybkie usuwanie z krążenia. Analiza dystrybucji tkankowej wykazała, że rupatadyna gromadzi się głównie w wątrobie i nerkach w ciągu 5 minut po wstrzyknięciu, ale jest w dużej mierze niewykrywalna w tych tkankach po 60 minutach, co sugeruje szybki metabolizm i wydalanie.

Jak rupatadyna wpływa na inne typy nowotworów i funkcje komórkowe?

Dotychczasowe badania nad rupatadyną w kontekście jej działania przeciwnowotworowego wykazały jej skuteczność również w ostrej białaczce szpikowej (AML) i raku jajnika. Co istotne, rupatadyna wykazuje działanie przeciwnowotworowe przy stężeniach nieznacznie wyższych niż te stosowane w leczeniu objawów alergii, nie wpływając znacząco na żywotność normalnych komórek krwi, z wyjątkiem niewielkiego spadku populacji komórek mieloidalnych. Zachowuje również zdolność klonogenną zdrowych komórek progenitorowych/macierzystych hematopoetycznych, co wskazuje na selektywne działanie przeciwko komórkom nowotworowym.

Mechanizm przeciwnowotworowego działania rupatadyny można przypisać jej zdolności do indukcji przepuszczalności błony lizosomalnej i uszkodzenia mitochondriów, co prowadzi do zwiększonego stresu komórkowego, potencjalnie zakłócając szlaki sygnalizacyjne związane z EMT i modulując czynniki transkrypcyjne kluczowe dla EMT, takie jak Snail, Slug i Twist. Ponadto wpływ rupatadyny na stres komórkowy i dysfunkcję mitochondriów może zmniejszać potencjał przerzutowy komórek nowotworowych i zmieniać przepływ autofagiczny. Rupatadyna jest związkiem chemicznym charakteryzującym się strukturą kationową amfifilową, składającą się z hydrofobowego układu pierścieniowego i łańcucha bocznego z kationową grupą aminową. Ta charakterystyka strukturalna pozwala jej na łatwe wnikanie do komórek i akumulację w lizosomach, co prowadzi do zaburzenia funkcji tych organelli i uwolnienia enzymów litycznych do cytoplazmy.

Jakie są ograniczenia przeprowadzonych badań?

Mimo obiecujących wyników, badanie ma pewne ograniczenia. Chociaż linie komórkowe AsPC-1 i MIA PaCa-2 pochodziły z uwierzytelnionego źródła, nie przeprowadzono dodatkowej autentykacji wewnętrznej ani testów na obecność mykoplazmy przed eksperymentami. Mimo że liczby pasaży były stosunkowo niskie (pasaż 11 dla AsPC-1 i pasaż 13 dla MIA PaCa-2), długotrwała hodowla i wysoka liczba pasaży mogą przyczyniać się do zmienności genetycznej i fenotypowej, co może wpływać na wyniki eksperymentów.

Podsumowując, rupatadyna wykazuje obiecujące działanie przeciwnowotworowe w modelach raka trzustki poprzez podwójny mechanizm: hamowanie EMT i indukcję apoptozy. Badania in vitro i in vivo potwierdzają jej skuteczność w redukcji wzrostu guza, zwiększeniu apoptozy i hamowaniu EMT. Profil farmakokinetyczny rupatadyny wskazuje na szybki metabolizm i wydalanie, co jest istotne dla przyszłych badań klinicznych. Rupatadyna może być obiecującym kandydatem do terapii raka trzustki, oferując unikalny mechanizm działania, który mógłby skutecznie współdziałać z istniejącymi metodami leczenia w podejściu terapii kombinowanej. Przyszłe badania powinny koncentrować się na wyjaśnieniu dokładnych mechanizmów tych efektów oraz ocenie potencjału kombinacyjnego rupatadyny z ustalonymi środkami chemioterapeutycznymi i terapiami celowanymi. Poszerzenie panelu linii komórkowych raka trzustki w przyszłych eksperymentach pomoże zwalidować ogólność wyników i dodatkowo wesprzeć kliniczne znaczenie rupatadyny.

Podsumowanie

Rupatadyna, lek przeciwhistaminowy stosowany w leczeniu alergii, wykazuje znaczący potencjał w terapii przeciwnowotworowej, szczególnie w kontekście raka trzustki. Badania laboratoryjne potwierdziły jej skuteczność w hamowaniu wzrostu komórek nowotworowych, przy jednoczesnym zachowaniu niskiej toksyczności wobec zdrowych komórek. Lek działa poprzez indukcję apoptozy oraz hamowanie procesu przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego (EMT), kluczowego w rozwoju przerzutów. W badaniach na modelach zwierzęcych rupatadyna znacząco redukowała masę guza bez wywoływania istotnych efektów ubocznych. Dodatkowo wykazano jej potencjał w leczeniu ostrej białaczki szpikowej i raka jajnika. Mimo szybkiego metabolizmu i wydalania z organizmu, rupatadyna może stanowić obiecującą opcję terapeutyczną, szczególnie w połączeniu z konwencjonalnymi metodami leczenia nowotworów.