Zborník prác - jfmed.uniba.sk · JLF UK v Martine, 2018 4 Predhovor Aj v tomto kalendárnom roku...

Nové trendy vo farmakoterapii X.

1

Martin, 2018


Zborník prác

Nové trendy vo farmakoterapii X. Recenzovaný zborník prác Zostavovatelia: prof. RNDr. Soňa Fraňová, PhD. prof. MUDr. Juraj Mokrý, PhD. Recenzenti: prof. MUDr. Gabriela Nosáľová, DrSc. prof. MUDr. Jana Plevková, PhD. Zborník neprešiel jazykovou korektúrou. Za jazykovú a gramatickú stránku zodpovedajú autori jednotlivých príspevkov. Miesto a rok vydania: Jesseniova lekárska fakulta UK v Martine, 2018 Počet strán: 78 Dostupné online: http://www.jfmed.uniba.sk ISBN: 978-80-8187-059-0 EAN: 9788081870590

http://www.jfmed.uniba.sk/


3

Obsah

Predhovor 4

Barboríková Potenciálne terapeutické využitie glykokonjugátov izolovaných zo sladkovodných rias pri alergickej astme

5

Kazimierová et al. Remodelácia dýchacích ciest vyvolaná alergickým zápalom 13

Molitorisová et al. Morín ako potenciálna látka v ovplyvnení experimentálneho alergického zápalu

17

Adamčáková et al. Animálne modely pľúcnej fibrózy 23

Paľová et al. Niektoré nové trendy v liečbe astmy 29

Jošková et al. Benzodiazepíny a ich nové deriváty v procedurálnej anestézii 37

Nemček a Šutovská Nové trendy a liečivá v oblasti antipsychotík 42

Peregrim et al. Zmeny antropometrických parametrov pri depresii a antidepresívach

48

Krivošová et al. Vplyv črevného mikrobiómu na vznik a vývoj depresie 56

Dohál et al. Whole-genome sequencing vo vzťahu k rezistencii Mycobacterium tuberculosis

64

Kušnír et al. Výskyt nežiaducich účinkov antituberkulotík vo vzťahu k ich účinnosti a plazmatickým hladinám

73

JLF UK v Martine, 2018

4

Predhovor

Aj v tomto kalendárnom roku sa nám podarilo zostaviť zborník „Nové trendy vo far-

makoterapii“. Ide o jubilejné desiate vydanie, ktoré obsahuje viaceré práce doktorandov i skú-

senejších vedecko-výskumných pracovníkov. Okrem originálnych výskumných prác v zborníku

nájdete aj metodologické a prehľadové práce, a to najmä z oblasti respiračnej farmakoló-

gie, ftizeológie ako aj z imunofarmakológie, pediatrickej farmakológie a psychofarmakológie.

Sme presvedčení, že v ňom nájdu naši verní čitatelia veľa nových a podnetných infor-

mácií, ktoré budú slúžiť aj ako inšpirácia k diskusii a ďalšej výskumnej práci.

V Martine, 21.12.2018

Zostavovatelia


5

Potenciálne terapeutické využitie glykokonjugátov izolovaných zo sladkovodných rias pri alergickej astme

Jana Barboríková

Ústav farmakológie, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin

E-mail: [email protected]

Úvod Astma patrí medzi najčastejšie

chronické zápalové ochorenia s celosve-tovo stúpajúcou prevalenciou. Ide o chro-nické heterogénne zápalové ochorenie dý-chacích ciest (DC), v patogenéze ktorého zohrávajú významnú úlohu bunky vrodenej a získanej imunity a spolu s bunkami bron-chiálneho epitelu sa podieľajú na vzniku bronchiálnej hyperreaktivity, hypersekrécii hlienu a remodelácii dýchacích ciest (Bar-nes, 2016). V dôsledku zápalu je vnímavosť tracheobronchiálneho stromu na rozma-nité podnety zvýšená, čo má za následok rozsiahlu obštrukciu dýchacích ciest, ktorá je variabilná a reverzibilná spontánne alebo v dôsledku liečby (Trevor a Deshane, 2014). Alergény po prekonaní mukociliárnej ba-riéry a penetrácii mukóznou vrstvou inter-agujú s bunkami epitelu, kde u predispono-vaných jedincov môže táto interakcia vyvo-lať uvoľnenie viacerých chemokínov a cyto-kínov, ktoré sa podieľajú na prezentovaní antigénu a aktivácii imunitnej reakcie. Vý-sledkom tejto reakcie je diferenciácia naiv-ných T lymfocytov na Th2 lymfocyty a sti-mulácia dozrievania B buniek na IgE synte-tizujúce B bunky. V mieste zápalu sa hro-madia aktívne Th2 lymfocyty, ktoré sú zdrojom mnohých ďalších cytokínov (IL-3, IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 a GM-CSF) regulujúcich zápalovú odpoveď, zvyšujúcich citlivosť ob-ranných reflexov a indukujúcich remodelá-ciu DC.

Súčasná farmakoterapia astmy má vzhľadom na chronický charakter ochore-nia viaceré limitácie. Dlhodobé pravidelné

užívanie liečiv a spôsob ich aplikácie, kon-trola účinnosti terapie a jej prispôsobova-nie aktuálnemu stavu ochorenia, kontrain-dikácie a výskyt nežiaducich účinkov, to všetko zmierňuje compliance pacienta (Akdis a Akdis, 2015). Napriek pribúdajúcim vedomostiam o príčinách a patogenéze vzniku bronchiálnej astmy a širokej škále dostupných symptomatických liečiv neu-stále rastie počet pacientov, ktorí na liečbu odpovedajú nedostatočne. Hľadanie no-vých je opodstatnené aj zvyšujúcou sa pre-valenciou spomínaného ochorenia v popu-lácii (Reddel et al., 2015). Trendom súčas-nej farmakoterapie astmy je nielen hľada-nie nových liečiv, ale aj alternatívnych tera-peutických postupov a prírodných látok, ktoré súčasne ovplyvňujú zápal, citlivosť obranných mechanizmov, remodeláciu DC a zároveň sú schopné ovplyvniť aktivitu epi-telu pokrývajúceho povrch DC (Chung, 2016). Vhodnou alternatívou ku konvenč-nej terapii sú liečivá prírodného pôvodu - liečivé rastliny a prírodné produkty, a to najmä vďaka ich dostupnosti, imunomodu-lačným účinkom a priaznivému farmakody-namickému profilu. Ako perspektívne sa v súčasnosti ukazujú veľmi populárne výži-vové doplnky zo sladkovodných rias, u kto-rých boli potvrdené preventívne účinky nielen na astmu, ale aj na rozličné ochore-nia spojené s rozvojom chronického aler-gického zápalu DC (de Jesus Raposo et al., 2015). Záujem o ich využívanie v priebehu posledných dvoch desaťročí dramaticky vzrástol na celom svete.

mailto:[email protected]


6

Glykokonjugáty zo sladkovodných rias V súčasnosti medzi najpopulárnej-šie prírodné prostriedky používané ako do-plnková liečba astmatického zápalu patria kombinované prírodné preparáty, ktoré obsahujú viacero biologicky aktívnych zlo-žiek, vrátane rastlinných glykokonjugátov. Niektoré vedecké práce v prípade glyko-konjugátov izolovaných z rias potvrdili spektrum pozitívnych vlastností, najmä ich antibakteriálne, antifungálne, antivírusové, antiplasmodiálne, protinádorové a imuno-supresívne účinky (Merchant a Andre, 2001; Vo et al., 2012; Lee et al., 2013). Priaznivý účinok glykokonjugátov bol ve-decky overený pri prevencii a terapii nie-ktorých ďalších chronických ochorení, napr. pri ulceróznej kolitíde, hypertenzii, fibromyalgii, diabetickej neuropatii a hy-percholesterolémii (Panahi et al., 2016). Je známe, že druhy ako Spirulina, Chlorella a Wollea (obr.1) sú využívané ako náhrada potravy už niekoľko tisícročí. Podrobné vy-šetrenie mikroorganizmov z hľadiska pro-dukcie biomasy, ako aj analýzy ich zložiek ukázali, že riasy sú bohatým zdrojom nielen polysacharidov, ale aj polyfenolických zlú-čenín, bielkovín, lipidov, bioaktívnych se-kundárnych metabolitov, vitamínov, stero-idov, lektínov, mastných kyselín, enzýmov, antibiotík, bioplastov, peptidov a ich deri-vátov (Šutovská et al., 2017). Ich protizápa-lový účinok (Vo et al., 2012) súvisí pravde-podobne s ich multikomponentným zlože-ním a vzájomným synergickým pôsobením jednotlivých zložiek (Fernando et al., 2016). Niektoré druhy použité v rámci klinických štúdií na liečbu astmy mali vplyv nielen na jej symptomatický profil, ale ukázalo sa ich priaznivé pôsobenie aj na inhibíciu ďalšieho rozvoja ochorenia do štádia remodelácie. Zaujímavé je, že viaceré druhy vykazujú špecifické aktivity podobné konvenčným antiastmatickým liečivám. K týmto aktivi-tám patrí bronchodilatácia, stabilizácia membrán mastocytov, antianafylaktické

pôsobenie, antialergický a imunomodu-lačný účinok (Mali a Dhake, 2011). Kon-krétne glykokonjugáty majú výrazné imu-nomodulačné účinky (Raja a Hemaiswarya, 2010) a sú schopné aktiváciou makrofágov pôsobiť preventívne proti nežiaducemu vplyvu cudzích proteínov a toxínov (Schepetkin a Quinn, 2006).

Obr.1 A: Chlorella pyrenoidosa (Lakshmikandan a Murugesan, 2016); B: Arthrospira platensis (Cram-pon et al., 2017); C: Wollea saccata (Komárek a Jo-hansen, 2014).

A

B

C


7

Chlorella pyrenoidosa Chlorella pyrenoidosa, z čeľade Chlorellaceae je sladkovodná zelená jedno-bunková riasa, známa najvyšším obsahom chlorofylu spomedzi všetkých známych rastlín na Zemi. Rýchly rast buniek pri chlo-rele stimuluje nukleotid-peptidový kom-plex tzv. chlorela rastový faktor (Wa-ghmare et al., 2016). To, čo robí tento mik-roorganizmus jedinečným, je predovšet-kým vyvážený obsah viacerých mikro- a makronutrientov, ako sú sacharidy, prote-íny, nukleové kyseliny, esenciálne ami-nokyseliny, mastné kyseliny (ω-3 a ω-6), vláknina, vitamíny (B1,B2,B5,B6 a B12, provi-tamín A, vitamíny C,E,K, biotín, inozitol, ky-selina listová), minerálnych látok (železo, vápnik, draslík, horčík, fosfor, zinok, meď) a iné. Významný je obsah viacerých antioxi-dantov vrátane chlorofylu, α-karoténu, β-karoténu, kyseliny askorbovej, α-tokofe-rolu a stopových prvkov ako je zinok, meď, magnézium, ktoré sú rozhodujúce pre funkciu antioxidačných metaloenzýmov v organizme (Silva et al., 2019). V literatúre sú informácie aj o antikoagulačnom, anti-bakteriálnom a protizápalovom účinku Chlorelly (Lauritano et al, 2016). Už v minu-losti bola Chlorela veľmi cenená, najmä v Japonsku ako chemoprotektívny prostrie-dok v prevencii nádorových ochorení (Itoh, 2017).

Potenciálne využitie chlorely pri liečbe astmy naznačujú viaceré štúdie. Na myšacom modeli astmy, kde alergický zá-pal DC bol vyvolaný Dermatophagoides fa-rinae, bol dokázaný pozitívny účinok podá-vania chlorely v rámci prevencie rozvoja as-tmatického zápalu. Myši, ktorým bol pred prvou senzitizáciou aplikovaný 2% výťažok chlorely počas dvoch týždňov, mali nižšie hodnoty celkového počtu zápalových bu-niek a počtu eozinofilov v BALF v porovnaní s myšami, ktorým chlorela nebola podá-vaná. Zároveň u nich bola signifikantne zní-žená produkcia prozápalovo pôsobiacich

cytokínov (Yamaguchi et al., 2014). Priaz-nivý účinok chlorely na imunitný systém sa snažili objasniť Hsu et al. (2009), ktorí zistili, že u myší polysacharidová frakcia chlorely (100 mg/kg hmotnosti) zvyšuje sekréciu IL-1β v makrofágoch, pričom jeho syntéza je sprostredkovaná Toll like receptorom 4 (TLR4) cez proteínkinázovú signalizačnú dráhu. Okrem toho extrakt z chlorely sti-muloval expresiu ľudských leukocytových antigénov na bunkovom povrchu, ako aj ex-presiu kostimulačných molekúl, CD80 a CD86 v makrofágoch. To sa preukázalo aj v in vivo experimentoch na myšacích makro-fágových bunkách po 6h od podania ex-traktu. Queiroz et al. (2002) sledovali, že myši infikované listériou mali po podávaní chlorely v podobe piatich po sebe idúcich dávok (50 mg/kg/deň) zvýšenú tvorbu cyto-kínov INF-y a IL-2, avšak u zdravých pokus-ných zvierat sa podobný efekt nezazname-nal. Je teda zrejmé, že komplex z chlorely prednostne zvyšuje Th1 reakciu a tým zvy-šujú vrodenú imunitnú odpoveď. Popri imunostimulačnom účinku sa u myší zazna-menal aj antialergický efekt. Bae et al. (2013) zistili, že u myší chlorela môže potlá-čať uvoľňovanie histamínu z mastocytov pri histamínom sprostredkovanej alergickej reakcii. Histamín, ktorý je uvoľnený z IgE-aktivovaných mastocytov, zohráva rozho-dujúci význam pri iniciácii a progresii aler-gickej zápalovej reakcie. Títo autori potvr-dili, že ku významnej inhibícii degranulácie mastocytov a uvoľňovania histamínu vedie 14-dňové perorálne podávanie komplexu chlorely (v dávke 2 g/kg) so začiatkom od 7.dňa senzitizácie myší ovalbumínom OVA). Zároveň sa zistili, že hladiny IFN-y a IL-12 boli významne zvýšené, nakoľko tieto cytokíny potláčajú produkciu IgE B bun-kami. Kralovec et al. (2005) vo svojej štú-dii popísal účinok komplexného vodného extraktu z chlorely in vivo, na OVA-induko-vanom modeli eozinofilového zápalu DC u myší (denná dávka chlorely predstavo-


8

vala 4 mg) a in vitro, na myšacích mastocy-tov (aplikovaná dávka 100 μg/ml). V expe-rimente bola potvrdená štatisticky signifi-kantná supresia eozinofilnej a neutrofilnej infiltrácie DC a expresie IL-5 a IgE závislého cytokínu GM-CSF v podmienkach in vivo aj in vitro.

Individuálne skúsenosti ľudí s užíva-ním chlorely však ešte stále nie sú dosta-točne objektivizované, hoci sa chlorela od-porúča užívať aj pri ochoreniach gastroin-testinálneho traktu a rôznych poruchách imunitného systému, pri redukčných dié-tach, či na reguláciu metabolizmu. Ako pri-rodzený zdroj chlorofylu je považovaná za detoxikačný a purifikačný prostriedok (Na-gano a Suketa, 2010). Vzhľadom na limito-vané množstvo klinických štúdií nemožno jednoznačne potvrdiť zdravotný benefit chlorely na ľudský organizmus. Existuje aj množstvo skeptických názorov a preto na kritické posúdenie efektu chlorely je po-trebný ďalší výskum v danej oblasti (El Gamal, 2010). Arthrospira platensis Spirullina (Arthrospira platensis) je modro-zelená riasa z čeľade Phormidia-ceae s viac ako 1000-ročnou históriou v tradičnej medicíne. Viaceré práce, ktoré vznikli na základe in vivo a in vitro experi-mentov využívajúcich extrakt zo spiruliny, preukázali antioxidančné, antimikrobiálne, protizápalove, antivírusove a protinádo-rove účinky tejto riasy (Wu et al, 2016). V populárnej literatúre sa odporúča užíva-nie extraktu alebo lisovaných tabliet so spi-rulinou pri rôznorodých ochoreniach, napr. alergie, astma, anémia rôzneho pôvodu, nádorové ochorenia, hepatotoxicita, nefro-tický syndróm, vírusové a kardiovaskulárne choroby, hyperglykémia, hyperlipidémia a aj imunodeficiencie a zápalové procesy (Khan et al., 2005). Antioxidančný a protizápalový po-tenciál spiruliny bol zaznamenaný v práci Dartscha (2008). Zistilo sa, intracelulárna

tvorba superoxidových radikálov neutro-filmi, ktoré boli stimulované forbol-12-my-ristát-13-acetátom, bola signifikantne re-dukovaná po aplikácii extraktu zo spiruliny (v koncentráciách od 50 do 1000 μg/ml) dávkovo-závislým spôsobom. Okrem antio-xidačného účinku mal podobný charakter aj protizápalový účinok charakterizovaný redukciou metabolickej aktivity neutrofilov a inaktiváciou superoxidových radikálov generovaných priebehu zápalových proce-sov. V inej štúdii podanie extraktu izolova-ného zo spiruliny v dávkach 0,5 a 1,0 mg/g telesnej hmotnosti významne znížilo hla-diny histamínu v sére u potkanov pri anafy-laktických reakciách. Zároveň došlo k signi-fikantnej inhibícií syntézy histamínu a TNF-α (Yang et al., 1997). Ďalšie imunomodu-lačné účinky spiruliny boli preukázané u OVA - senzitizovaných myší pri podávaní kombinácie rybieho tuku a etanolového ex-traktu zo spiruliny (v dávkach 0,4; 0,8 a 1,6 g/kg) nepretržite počas 84 dní. Výsledky ukázali, že liečba znížila počet zápalových buniek v pľúcnej a bronchoalveolárnej la-váži (BAL), regulovala hladiny cytokínov (IFN-y, IL-4, IL-5, IL-13 a chemokínový li-gand 11, CXCL11) v BAL, redukovala hladinu IgE v sére a inhibovala zápal DC. Možný me-chanizmus spomínaných účinkov súvisí s reguláciou expresie cytokínov Th1/Th2 v DC, s inhibíciou expresie CXCL11 a s reduk-ciou koncentrácie IgE (Xiong et al., 2018). Rasool et al. (2006) vo svojej štúdií pozoro-vali protizápalový efekt perorálne podanej spiruliny (800 mg /kg počas 8 dní) u myší s experimentálne-indukovanou artritídou. Tento účinok sa prejavil v podobe zvýšenia koncentrácie lyzozomálnych enzýmov, tka-nivových markerových enzýmov a glyko-proteínov, ako aj aminotransferázy a alka-lickej fosfatázy a dáva sa do súvisu s vply-vom antioxidačných zložiek riasy, ako je b-karotén, vitamíny C, E a iné. V ďalšej štúdií bol hodnotený efekt spiruliny podávanej i.p. (v dávke 100 až 1000 μg/g) na masto-cytmi sprostredkovanú alergickú reakciu u


9

potkanov. Spirulina inhibovala systémovú i lokálnu alergickú reakciu in vivo a in vitro v závislosti od aplikovanej dávky. Podobným spôsobom sa znížili aj hladiny sérového his-tamínu. Autori štúdie ďalej zistili, že spiru-lina znižuje uvoľňovanie histamínu aj z pot-kaních peritoneálnych mastocytov. Mecha-nizmus účinku si autori dali do súvisu s ak-tiváciou adenylátcyklázy a následným zvý-šením intracelulárneho cyklického ade-nozínmonofosfátu, ktorého hladiny v bunke boli vplyvom spiruliny asi 70-ná-sobne vyššie v porovnaní s kontrolnými bunkami. Za významné sa považuje aj ziste-nie, že spirulina (v koncentrácii 10 ug/ml) mala významný inhibičný účinok na pro-dukciu TNF-α indukovanú IgE (Kim et al., 1998). Predchádzajúce zistenia podporila aj práca Appela et al. (2018), ktorí po apli-kácii prípravku Immulina® (vysokomoleku-lárny polysacharidový extrakt zo spiruliny) zaznamenali nielen pokles syntézy TNF-α a histamínu, ale aj IL-4 aktivovanými ľud-skými mastocytmi, ktoré pochádzali od pa-cientov s alergickou rinitídou.

Protizápalový a antiastmatický úči-nok spiruliny bol hodnotený aj klinickými štúdiami. V jednej z nich po podaní kom-plexu izolovaného zo spiruliny (v dávke 2000 mg/deň po dobu 12 týždňov) pacien-tom s alergickou rinitídou došlo k signifi-kantnej redukcii hladiny IL-4 o 32%. Mecha-nizmus protizápalového účinku sa spája so spomalením diferenciácie Th2 buniek alebo zvýšením populácie Th1 buniek, ktoré prirodzene inhibujú účinky Th2 bu-niek. Keďže v štúdii nezaznamenali žiadne významné rozdiely v hladinách IFN-α IL-2 (oba predstavujú typické Th1 cytokíny), pravdepodobnejšie je, že dochádza k potla-čeniu diferenciácie Th2 buniek (Mao et al., 2005). Edwards et al. sa vo svojej štúdií (2015) zamerali na možnosť ovplyvnenia bronchiálnej obštrukcie spirulinou. Najop-timálnejšiu kontrolu hyperreaktivity DC po-zorovali u pacientov, ktorým bol na dennej

báze aplikovaný komplexný extrakt spiru-liny spolu s referenčnou terapiou. V ďalšej klinickej štúdii autori sledovali pacientov s ľahkou až stredne závažnou perzistujúcou astmou, ktorým ako doplnková liečba bola podávaná spirulina (1000 mg až 2 000 mg denne) po dobu troch mesiacov. Spiromet-rické parametre (FEV1, FVC, FEV1/FVC a PEFR) ukázali významné zlepšenie klinic-kého stavu pacientov (Lou a Andaya, 2018). Zhrnutím pozitívnych výsledkov všetkých prezentovaných štúdií možno do-spieť k záveru, že spirulinu možno označiť za optimálnu doplnkovú liečbu astmatikov, ktorá z dlhodobého hľadiska môže prispieť nielen ku spoľahlivejšej kontrole ochore-nia, ale aj ku redukcii potreby klasických úlavových bronchodilatancií. Wollea saccata Wollea saccata je sladkovodná vlák-nitá prokaryotická sinica z čeľade Nostocaceae, ktorá sa považuje za bioindi-kátor znečistenia vôd. V biotechnológiach sa využíva ako zdroj bielkovín alebo iných dôležitých látok, v potravinárskom prie-mysle ako prísada do potravín a vo farma-kológii ako zdroj rôznych pigmentov, olejov alebo bioproduktov (Ray et al., 2011). Jed-ným zo zaujímavým štrukturálnych znakov tejto riasy je jej bohatosť na polysacharidy, ktorých špecifické vlastnosti naznačujú aj možný spôsob využitia (Mostafa et al., 2012). Veľký počet konštitutívnych mono-sacharidov, rozmanitosť ich väzieb, variabi-lita funkčných skupín, ako aj obsah proteí-nov vytvárajú zložitú štruktúru tejto sinice (Kozhevnikov a Kozhevnikova, 2011).

V predchádzajúcom období sa aj naše pracovisko podieľalo na originálnych zisteniach týkajúcich sa farmakodynamiky extracelulárneho proteoglykánu izolova-ného z riasy na obranné mechanizmy DC v podmienkach in vivo. Potvrdili sme vý-znamný útlm kašľového reflexu vyvolaného u morčiat krátkodobou inhaláciou aerosólu kyseliny citrónovej (AC), ktorý bol závislý na


10

podanej dávke proteoglykánu, avšak tento efekt bol zároveň signifikantne nižší v po-rovnaní s centrálne pôsobiacim antitu-sikom kodeínom. Okrem antitusického účinku boli po podaní sledovanej látky za-znamenané signifikantne nižšie hodnoty špecifického odporu DC po inhalácii bron-chokonstriktorov (histamín a metacholín), čo svedčí o bronchodilatačnom efekte pro-teoglykánu, ktorý bol porovnateľný so sal-butamolom (Šutovská et al., 2017). Záver

Trendom súčasnej farmakoterapie astmy je hľadanie nových postupov a látok, ktoré súčasne ovplyvňujú zápal, citlivosť obranných mechanizmov a remodeláciu dýchacích ciest. Vzhľadom na vyššie spo-menuté pozitívne účinky predstavujú gly-kokonjugáty z rias Spirulina, Chlorella a Wollea nové perspektívne látky v preven-cii a doplnkovej liečbe chronického alergic-kého zápalu DC, ktorý je základným patoge-netickým mechanizmom viacerých respi-račných ochorení, vrátane bronchiálnej as-tmy. Táto práca bola podporená projektom „Martin-ské centrum pre biomedicínu (BioMed Martin)“ (BioMed Martin), ITMS kód: 26220220187 „Podporujeme výskumné aktivity na Sloven-sku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“; Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na zá-klade Zmluvy č. APVV-0305-12; Grantom VEGA 1/0160/17; Ministerstva zdravotníctva SR MZ 2012/35- UKMA- 12 a Grantom UK/77/2018. Zoznam použitej literatúry

1. Akdis CA, Akdis M. Mechanisms of aller-gen-specific immunotherapy and immune tolerance to allergens. World Allergy Or-gan J 2015; 8(1): 1.

2. Appel K, Munoz E, Navarrete C, Cruz-Teno C, Biller A, Thiemann E. Immunomodula-tory and Inhibitory Effect of Immulina®, and Immunloges® in the Ig-E Mediated Ac-tivation of RBL-2H3 Cells. A New Role in Al-lergic Inflammatory Responses. Plants 2018; 7(1): 13.

3. Bae MJ, Shin HS, Chai OH, Han JG, Shon DH. Inhibitory effect of unicellular green algae (Chlorella vulgaris) water extract on aller-gic immune response. J Sci Food Agric 2013; 93: 3133-3136.

4. Barnes PJ. Asthma mechanisms. Medicine 2016; 44(5): 265-270.

5. Dartsch PC. Antioxidant potential of se-lected Spirulina platensis preparations. Phytotherapy Research. J Pharmacol Toxi-col Methods 2008; 22(5): 627-633.

6. de Jesus Raposo M, de Morais A, de Morais R. Marine polysaccharides from algae with potential biomedical applications. Marine drugs 2015; 13(5): 2967-3028.

7. Edwards SE, Rocha IDC, Williamson EM, Heinrich M. Spirulina. Phytopharmacy: An Evidence-Based Guide to Herbal Medical Products 2015; 363-365.

8. El Gamal AA. Biological importance of ma-rine algae. Saudi Pharm J 2010; 18(1): 1-25.

9. Fernando IS, Nah JW, Jeon YJ. Potential anti-inflammatory natural products from marine algae. Env Tox a Pharm 2016; 48: 22-30.

10. Hsu HY, Jeyashoke N, Yeh CH, Song YJ, Hua KF, Chao LK. Immunostimulatory bioactiv-ity of algal polysaccharides from Chlorella pyrenoidosa activates macrophages via Toll-like receptor 4. J Agric Food Chem 2009; 58(2): 927-936.

11. Chung KF. Asthma phenotyping: a neces-sity for improved therapeutic precision and new targeted therapies. J inter med 2016; 279(2): 192-204.

12. Itoh H. Antitumor Effects of a New Pepti-doheteroglycan Prepared from Chlorella pyrenoidosa on Lung Metastasis of Lewis Lung Carcinoma 2017; 45(4): 549-557.

13. Khan Z, Bhadouria P, Bisen PS. Nutritional and therapeutic potential of Spirulina. Curr pharm biotech 2005; 6(5): 373-379.

14. Kim HM, Lee EH, Cho HH, Moon YH. Inhibi-tory effect of mast cell-mediated immedi-ate-type allergic reactions in rats by Spir-ulina. Bioch Pharm 1998; 55(7): 1071-1076.

15. Komárek J, Johansen JR. Filamentous cya-nobacteria. In Freshwater Algae of North America (Second Edition) 2014; (pp. 135-235.

16. Kozhevnikov IV, Kozhevnikova NA. Phylo-genetic and morphological evaluation of Wollea saccata (Nostocales, Cyanobacte-ria) isolated from the Yenissei River basin


11

(Eastern Siberia, Russia). Fottea 2011; 11(1): 99-106.

17. Kralovec JA, Power MR, Liu F, Maydanski E, Ewart HS, Watson LV, Lin TJ. An aqueous Chlorella extract inhibits IL-5 production by mast cells in vitro and reduces ovalbumin-induced eosinophil infiltration in the air-way in mice in vivo. Int Immunopharmacol 2005; 5(4): 689-698.

18. Lakshmikandan M, Murugesan AG. Chlo-rella vulgaris MSU-AGM 14, a fresh water microalgal strain-growth and photobiolog-ical hydrogen production in acid hydroly-sate of seaweed Valoniopsis pachynema. International Journal of Hydrogen Energy 2016; 41(32): 13986-13992.

19. Lauritano C, Andersen JH, Hansen E, Al-brigtsen M, Escalera L, Esposito F, Ianora A. Bioactivity screening of microalgae for antioxidant, anti-inflammatory, anti-cancer, anti-diabetes, and antibacterial ac-tivities. Front Mar Sci 2016; 3: 68.

20. Lee JC, Hou MF, Huang HW, Chang FR, Yeh CC, Tang JY, Chang HW. Marine algal natu-ral products with anti-oxidative, anti-in-flammatory, and anti-cancer properties. Can C Inter 2013; 13(1): 55.

21. Lou Ver Leigh, A, Andaya AG. The effects of Spirulina (Arthrospira platensis) dietary supplement as an adjunct therapy for chil-dren aged 7-14 years old with asthma: A randomized-double blind placebo con-trolled clinical trial. J Immunol Res 2018; 141(2), AB208.

22. Mali RG Dhake AS. A review on herbal anti-asthmatics. Orient Pharm Exp Med 2011; 11(2): 77-90.

23. Mao TK, Water JVD, Gershwin ME. Effects of a Spirulina-based dietary supplement on cytokine production from allergic rhinitis patients. J Med Food 2005; 8(1): 27-30.

24. Merchant RE, Andre CA. A review of recent clinical trials of the nutritional supplement Chlorella pyrenoidosa in the treatment of fibromyalgia, hypertension, and ulcerative colitis. Al th heal med 2001; 7(3): 79-92.

25. Mostafa SS, Shalaby EA, Mahmoud GI. Cul-tivating microalgae in domestic wastewater for biodiesel production. Notulae Scientia Biologicae 2012; 4(1): 56.

26. Nagano T, Suketa Y. Chlorella and the che-lation of heavy metals. J Appl Toxicol 2010.

27. Panahi Y, Darvishi B, Jowzi N, Beiraghdar F, Sahebkar A. Chlorella vulgaris: a multifunc-

tional dietary supplement with diverse me-dicinal properties. Curr pharm des 2016; 22(2): 164-173.

28. Queiroz ML, Bincoletto C, Valadares MC, Dantas DC, Santos LM. Effects of Chlorella vulgaris extract on cytokines production in Listeria monocytogenes infected mice. J Immunopharmacol 2002; 24(3): 483-496.

29. Raja R., Hemaiswarya. Microalgae and im-mune potential. Diet Com I Fun 2010; (pp. 515-527). Humana Press, Totowa, NJ.

30. Rasool M, Sabina EP, Lavanya B. Anti-in-flammatory effect of Spirulina fusiformis on adjuvant-induced arthritis in mice. Biol Pharm Bull 2006; 29(12): 2483-2487.

31. Ray B, Bandyopadhyay SS, Capek P, Ko-pecký J, Hindák F, Lukavský J. Extracellular glycoconjugates produced by cyanobacte-rium Wollea saccata. Int J Biol Macromol 2011; 48(4): 553-557.

32. Reddel HK, Bateman ED, Becker A, Boulet LP, Cruz AA, Drazen JM, Lemanske RF. A summary of the new GINA strategy: a roadmap to asthma control. Eur Clin Respir J 2015; 46(3): 622-639.

33. Schepetkin IA, Quinn MT. Botanical poly-saccharides: macrophage immunomodula-tion and therapeutic potential. Int Im-munopharmacol 2006; 6(3): 317-333.

34. Silva J, Alves C, Pinteus S, Reboleira J, Ped-rosa R, Bernardino S. Chlorella. In Nonvita-min and Nonmineral Nutritional Supple-ments 2019; pp. 187-193. Academic Press.

35. Šutovská M, Kočmálová M, Pappová L, Fraňová S, Kopecký J, Capek P. The chemi-cal profile and pharmacodynamic proper-ties of extracellular Wollea saccata biopol-ymer. Int J Biol Macromol 2017; 103: 863-869.

36. Trevor JL, Deshane JS. Refractory asthma: mechanisms, targets, and therapy. Allergy 2014; 69(7): 817-827.

37. Vo TS, Ngo DH, Kim SK. Potential targets for anti-inflammatory and anti-allergic activi-ties of marine algae: An overview. Inflamm Allergy Drug Targets (Formerly Current Drug Targets-Inflammation & Allergy) 2012; 11(2): 90-101.

38. Waghmare AG, Salve MK, LeBlanc JG, Arya SS. Concentration and characterization of microalgae proteins from Chlorella pyre-noidosa. Bioresour Bioprocess 2016; 3(1): 16.

39. Wu Q, Liu L, Miron A, Klímová B, Wan D, Kuča K. The antioxidant, immunomodula-tory, and anti-inflammatory activities of


12

Spirulina: an overview. Arch Tox, 2016; 90(8): 1817-1840.

40. Xiong J, Liu S, Pan Y, Zhang B, Chen X, Fan L. Combination of fish oil and ethanol ex-tracts from Spirulina platensis inhibits the airway inflammation induced by ovalbu-min in mice. J Funct Foods 2018; 40: 707-714.

41. Yamaguchi M, Tanaka A, Ohta S, Yokoe T, Suzuki S, Yamamoto M, Miyata Y. C32 ASTHMA: PRE-CLINICAL STUDIES: The Ef-fect Of Chlorella Extract In A Murine Model

Of Asthma. Am J Respir Crit Care Med 2014; 189: 1.

42. Yang HN, Lee EH, Kim HM. Spirulina platen-sis inhibits anaphylactic reaction. L Scie 1997; 61(13): 1237-1244.

43. Crampon C, Nikitine C, Zaier M, Lépine O, Tanzi CD, Vian MA, Badens E. Oil extraction from enriched Spirulina platensis microal-gae using supercritical carbon dioxide. The Journal of Supercritical Fluids 2017; 119: 289-296.


13

Remodelácia dýchacích ciest vyvolaná alergickým zápalom

Ivana Kazimierová

Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Ko-

menského v Bratislave, Martin E-mail: [email protected]

Úvod Remodelácia dýchacích ciest nie je len pojmom spájaným s fyziologickou pre-stavbou pľúc v priebehu vývoja a rastu, ale čoraz častejšie sa objavuje v súvislosti s vý-vojovými poruchami, ako aj chronickým po-škodením a zápalom dýchacích ciest. Pretr-vávajúci alergický zápal dýchacích ciest sprevádzajúci bronchiálnu astmu môže pri-spieť k trvalému poškodeniu tkaniva a k

modifikácii bunkových a molekulárnych zložiek ich steny vedúcich k jej novej mor-fológii (Tab. 1). Medzi základné zmeny v štruktúre epitelu patrí: subepiteliálna fibróza, nárast svalovej hmoty, hyperplázia mukóznych žliaz a neovaskularizácia. Tieto patologické zmeny úzko súvisia s progre-siou bronchiálnej hyperreaktivity a závaž-nosťou ochorenia (Fehrenbach et al., 2017).

Tab. 1: Patologické zmeny v stene dýchacích ciest a mediátory remodelácie pri astme

Patologické črty remod-elácie dýchacích ciest

Mediátory Dôsledky

Subepiteliálna bazálna membrána

depozícia kolagénu I,III,V a proteínov extracelulárneho matrixu (fibronektin, lam-

inín, tenascin)

zhrubnutie bazálnej membrány

Submukózne žliazky EGFR, amfiregulin, IL-13,

ICAM-1 hypertrofia submukóznych žliazok a hyperplázia pohárikovitých buniek

Hladká svalovina dýchacích ciest

IL-13, IL-6, TGF- β, angiotenzín II

HYPERTROFIA nárast

svalovej hmoty PI3K, ERK HYPERPLÁZIA

Prekrvenie steny dýchacích ciest

VEGF proliferácia vaskulárnych endoteliál-

nych buniek, ↑ vaskulárnej permeabil-ity

Epitel dýchacích ciest

Epitel dýchacích ciest neplní len úlohu ochrannej bariéry pred vonkajším prostredím, ale je tiež dôležitým reguláto-rom metabolických a imunologických funk-cií. Významnou zložkou bronchiálneho epi-telu je epitel-mezenchýmová trofická jed-notka (EMTJ), ktorá sa zúčastňuje na vývoji pľúc, reparačných procesoch a regulácii zá-palovej odpovede. EMTJ predstavuje funk-čné spojenie medzi epitelom a subepiteliál-nym tkanivovým spojivom cez autokrinné a

parakrinné mechanizmy, čím udržiava tka-nivovú homeostázu (Holgate et al., 2004). Je evidentné, že komunikácia epitelu s me-zenchýmom zohráva kľúčovú úlohu aj v re-modelácii dýchacích ciest pozorovanej po-čas astmy. Epitel s geneticky podmiene-nými aberantnými mechanizmami na opravu je vystavený poškodeniu environ-mentálnymi faktormi a nedokáže sa adek-vátne opraviť. Prostredníctvom perzistent-nej aktivácie EMTJ vstupuje do chronic-



14

kého zápalového stavu, čo vedie k remode-lácii steny dýchacích ciest a následnej al-terácii pľúcnych funkcií (Bergeron a Boulet, 2006; Davies et al., 2003). Rastové faktory

Prejavom abnormálnej reparačnej odpovede epitelu na poranenie je upregu-lácia reparačných mediátorov, pre-dovšetkým transformujúceho rastového faktora β (TGF-β) a receptora pre epider-málny rastový faktor (EGFR) (Boxall et al., 2006). TGF-β je tvorený nielen bunkami epitelu, ale v patologických podmienkach sú jeho významným zdrojom práve zápa-lové bunky - eozinofily a fibroblasty. Tento profibrotický a imunomodulačný rastový faktor stimuluje rast fibroblastov a je zod-povedný za ich diferenciáciu na myofibrob-lasty, ktoré produkujú širokú škálu ďalších prozápalových cytokínov a rastových fakto-rov. TGF-β predlžuje aj prežívanie myofibroblastov inhibíciou IL-1β -spro-stredkovanej apoptózy, podporuje syntézu proteínov extracelulárneho matrixu (ECM) a zároveň inhibuje degradáciu matrixu po-tlačením syntézy proteolytických enzýmov (intersticiálna kolagenáza) a zvýšením akti-vity inhibítorov proteáz (PAI-1, TIMP-1, TIMP-3) (Halwani et al., 2011). Na druhej strane, TGF-β môže komunikovať s množ-stvom rôznych rastových faktorov v pľúcach, pričom každá kombinácia môže viesť k odlišným výsledkom. Mnoho auto-rov upriamilo svoju pozornosť na vyšetre-nie interakcií medzi TGF-β a epidermálnym rastovým faktorom (EGF). EGF je jedným z hlavných agonistov EGFR uvoľňovaný z epi-telu na bazolaterálnej strane (Lambrecht a Hammad, 2012). Na rozdiel od TGF-β, tento proliferatívny rastový faktor môže zlepšiť opravu poškodenej monovrstvy bronchiálnych epiteliálnych buniek (Pudi-combe et al., 2000). EGF stimuluje bunkovú proliferáciu, reguluje celulárnu adhéziu a motilitu, a tiež podporuje produkciu ECM. V prípade astmy však nadmerná expresia

TGF-β môže antagonizovať účinok EGF na-rušením EGFR signálnej dráhy, a tak inhibo-vať proliferáciu epiteliálnych buniek po-trebnú v skorých štádiách opravy tkaniva. Túto skutočnosť vo svojej práci potvrdil aj Semlali a kolektív (2008), ktorý dokázal in-hibíciou TGF-β signálnej dráhy v epiteliál-nych bunkách astmatikov obnoviť fos-foryláciu EGFR a ERK1/2 kináz, a tým aj EGF indukovanú bunkovú proliferáciu. Pri zohľadnení všetkých týchto poznatkov je evidentné, že narušená rovnováha medzi EGF-riadenou proliferáciou a TGF-β -spro-stredkovanou diferenciáciou fibroblastov má potenciálny význam v patogenéze pre-stavby steny dýchacích ciest u astmatikov (Semlali et al., 2008).

Mnohé štúdie poukazujú na partici-páciu Th2 cytokínov v procese remodelácie. Iným induktorom transformácie myofibroblastov, avšak v menšej miere ako TGF-β, je IL-13. Štúdie na transgénnych myšiach preukázali participáciu IL-13 v sub-mukóznej remodelácii prostredníctvom jeho schopnosti indukovať uvoľňovanie profibrotického TGF-β epiteliálnymi bun-kami. IL -13, ale aj IL-4 zvyšujú produkciu li-gandov EGFR (TGF-α a p38), čím stimuluje metapláziu pohárikovitých buniek a expre-siu mucínového génu (Doherty a Broide, 2007). IL-4 a IL-13 tiež zosilňujú uvoľňova-nie eotaxínu z fibroblastov, čo potenciálne vysvetľuje akumuláciu eozinofilov pod vrstvou lamina reticularis u pacientov s as-tmou. Expresia remodelačného faktora TGF-β je výrazne zvýšená u pacientov s ťaž-kou astmou spôsobenou predovšetkým in-filtráciou eozinofilmi. Tieto skutočnosti po-ukazujú na významný príspevok IL-13 a IL-4 v remodelácii steny dýchacích ciest pro-stredníctvom zvýšenej odpovede v rámci EMTJ (Tagaya a Tamaoki, 2007; Duvernelle et al., 2003).


15

Vplyv súčasnej terapie na remodeláciu dý-chacích ciest

Prevencia remodelácie dýchacích ciest je stále považovaná za jeden z kľúčo-vých terapeutických cieľov astmy a účin-nosť nových terapeutických postupov je vy-hodnocovaná aj na základe ich schopnosti ovplyvniť proces prestavby steny dýchacích ciest (Boulet, 2017). Súčasný manažment astmy sa zameriava na zvrátenie kontrakcie hladkého svalstva dýchacích ciest a zmier-

nenie zápalu. Avšak, žiadny z týchto prístu-pov sa priamo nezaoberá progresívnou pa-tológiou, ktorá spôsobuje remodeláciu v pľúcach. Doterajšie analýzy preukázali, že antiastmatiká využívané v klinickej praxi majú malý vplyv na štrukturálne zmeny dý-chacích ciest (Tab. 2) (Nayak et al., 2018).

Poznanie funkcie jednotlivých me-diátorov podieľajúcich sa na vzniku alergic-kého zápalu a rozvoji remodelácie, prináša obrovský potenciál aj pre ďalšie terapeu-tické intervencie (Tab. 3).

Tab. 2: Vplyv súčasnej antiastmatickej terapie na remodeláciu dýchacích ciest (Nayak et al., 2018)

SKUPINA LIEČIV VPLYV NA REMODELÁCIU DÝCHACÍCH CIEST

β2 - AGONISTY Minimálny účinok. V kombinácii s ICS zmierňujú angiogenézu a proli-feráciu fibroblastov.

ICS Antiproliferatívny účinok na bunky hladkej svaloviny dýchacích ciest a fibroblasty. Znížená sekrécia mucínu a limitujúca depozícia extrace-

lulárneho matrixu.

ANTILEUKOTRIÉNY Zmiernenie hyperplázie a hypertrofie hladkého svalstva dýchacích ciest, metaplázie pohárikovitých buniek a subepiteliálnej depozície

kolagénu. Zníženie akumulácie fibroblastov v pľúcach. ICS-inhalačné kortikosteroidy Tab. 3: Nové terapeutické prístupy a ich vplyv na remodeláciu dýchacích ciest (Nayak et al., 2018)

SKUPINA LIEČIV (cieľové mediátory)

VPLYV NA REMODELÁCIU DÝCHACÍCH CIEST

Monoklonálne protilátky (IL-5, IgE)

Redukcia subepiteliálnej fibrózy, depozícia extracelulárnej matrix a zhrubnutia lamina reticularis.

MAPK – inhibítory (MEK1, p38, JNKs)

Redukcia hyperplázie a hypertrofie hladkého svalstva dýchacích ciest a pohárikovitých buniek. ↓ sekrécie hlienu a bunkovej proliferácie .

Inhibítory kinázových re-ceptorov (EGFR, PDGFR, TGF-βRI, Rho-spojená proteín kináza)

Redukcia proliferácie buniek hladkého svalstva dýchacích ciest a epi-telu, sekrécie hlienu a metaplázie pohárikovitých buniek. ↓ akumulá-cie kolagénu v ľúcach. Obmedzený proces prestavby extracelulárnej matrix.

Inhibítory fosfodiesteráz (PDEs)

Výrazná redukcia subepiteliálnej fibrózy a zhrubnutia epiteliálnej vrstvy. Znížená proliferácia hladkého svalstva dýchacích ciest

Záver Kľúčová úloha epitelu v inicíácii pre-

stavby steny dýchacích ciest je evidentná. Na základe doterajších poznatkov konšta-tujeme, že prevencia opakujúcej sa aktivá-cie EMTJ môže byť dôležitým cieľom pre vý-voj účinnejších terapeutických postupov.

Táto práca bola podporená projektom „Martinské centrum pre biomedicínu (Bio-Med Martin)“, ITMS kód: 26220220187 „Podporujeme výskumné aktivity na Slo-vensku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“.


16

Zoznam použitej literatúry 1. Chirumbolo S. The role of quercetin, flavonols

and flavones in modulating inflammatory cell function. Inflamm Allergy Drug Targets 2010; 9: 263-285.

2. Del Donno M, Bittesnich D, Chetta A, Olivieri D, Lopez-Vidriero MT. The effect of inflammation on mucociliary clearence in asthma. CHEST 2014; 118: 1142-1149.

3. Franova S, Joskova M, Sadlonova V, Pavelci-kova D, Mesarosova L, Novakova E, Sutovska M. Experimental model of allergic asthma. Ad-vances in Experimental Medicine and Biology 2013; 756: 49-55.

4. Grosse-Onnebrink J, Werner C, Logas NT, Hor-menn K, Blum A, Schmidt R, Olbrich H, Orman H. Effect of Th2 cytokines and interferon gamma on beat frequency of human respira-tory cilia. Pediatric research 2016; 79: 731-735.

5. Grzela K, Zagorska W, Jankowska-Steifer W, Grzela T. Chronic inflammation in the respira-tory tract and ciliary dyskinesia. Centr Eur J Im-munol 2013; 38: 122-128.

6. Hosoki K, Ying S, Corrigan C, Qi H, Kurosky A, Jennings K, Sun Q, Boldogh I, Sur S. Analysis of a Panel of 48 Cytokines in BAL Fluids Speci-fically Identifies IL-8 Levels as the Only Cyto-kine that Distinguishes Controlled Asthma from Uncontrolled Asthma, and Correlates In-versely with FEV1. PLoS ONE10 2015; (5): e0126035.

7. Mall MA. Role of cilia, mucus, and airway sur-face liquid in mucociliary dysfunction: Lessons

from mouse model. Journal of aerosol medi-cine and pulmonary drug delivery 2008; 1: 13-24.

8. Pappova L, Jošková M, Kazimierová I, Šutovská M, Fraňová S. Účinok dlhodobého podania β2-sympatomimetík a glukokortikoidov na ob-ranné mechanizmy dýchacích ciest. In: Recen-zovaný zborník prác: Nové trendy vo farmako-terapii VI 2014, ISBN 978-80-89544-75-2.

9. Salathe, M. and Bookman, R.J. Calcium and the regulation of mammalian ciliary beating. Pro-toplasma 1999; 206: 234-240.

10. Schweizer RC, van Kessel-Welmers BA, Warringa RA, Maikoe T, Raaijmakers JA, Lam-mers JW, Koenderman L. J Leukoc. Mecha-nisms involved in eosinophil migration. Plate-let-activating factor-induced chemotaxis and interleukin-5-induced chemokinesis are me-diated by different signals. Biol. 1996; 59(3): 347-56.

11. Thomas B, Rutman A, Hirst RA, Haldar P, Wardlaw AJ, Bankart J, Brightling CE, O’Cal-laghan C. Ciliary dysfunction and ultrastructu-ral abnormalities are features of severe as-thma. J. Allergy Clin. Immunol. 2010; 126: 722–729.

12. Townley RG. The Role of Cytokines in the In-flammatory Process of Asthma and Response to Therapy. 2008 [cit. 2017-17-11]. Dostupné na internete:

13. http://www.worldallergy.org/education-and-programs/education/allergic-disease-reso-urce-center/professionals/the-role-of-cytoki-nes-in-the-inflammatory-process-of-asthma-and-response-to-therapy


17

Morín ako potenciálna látka v ovplyvnení experimentálneho alergického zápalu

Miroslava Molitorisová1, Ivana Kazimierová2, Martina Šutovská1,

Soňa Fraňová1

1Ústav farmakológie, 2Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta

v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin E-mail: [email protected]

Úvod

Alergická astma je chronické zápa-lové ochorenie dýchacích ciest, ktoré sa rozvíja na základe genetickej predispozície, ako aj environmentálnych faktorov. V sú-časnosti má ochorenie stúpajúcu inciden-ciu. V samotnom molekulárnom mecha-nizme astmy sa uplatňujú mnohé imu-nitné bunky (hlavne mastocyty, makrofágy, T lymfocyty, eozinofily a neutrofily) i bunky epitelu. Opakovaná expozícia alergénu bunkám imunitného systému vedie k ná-slednej aktivácii Th2 lymfocytov, ktoré sti-mulujú B bunky k tvorbe IgE. Th2 lymfocyty sa akumulujú v mieste zápalu, kde produ-kujú cytokíny, hlavne IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 a rastové faktory, ktoré prispievajú k roz-voju zápalovej odpovede a remodelácii DC, čo vedie k zvýšenie senzitivity obranných mechanizmov, bronchiálnej hyperreakti-vite a hypersekrécii hlienu. Tieto mecha-nizmy vyvolávajú typické príznaky astmy – dýchavičnosť, pískanie, bolesť na hrudníku a kašeľ (Barnes, 2011; Lambrecht a Ham-mad, 2013).

Poznanie funkcie jednotlivých zápa-lových mediátorov, ako aj patomecha-nizmu ochorenia, prináša nové možnosti pre farmakologický zásah. V súčasnosti sa výskum zameriava na látky s komplexným antiastmatickým pôsobením, ktoré by boli schopné modulovať obranné mechanizmy, zápal aj remodeláciu DC. Potenciálny tera-peutický účinok môžu priniesť prírodné látky zo skupiny flavonoidov, ktoré v štú-

diách na animálnych modeloch, ale aj kli-nických skúškach vykazujú protizápalové, antialergické a antioxidačné vlastnosti (Franova et al. 2016).

Morín (chemicky 3,5,7,2´,4´-penta-hydroxyflavón) je bioflavonoid zo skupiny flavonolov, zastúpený vo vysokých koncen-tráciách najmä v rastlinách čeľade Mora-ceae (napr. moruše, figy). Experimentálne štúdie popisujú silné antikarcinogénne, chemoprotektívne, protizápalové a antioxi-dačné účinky morínu a prinášajú sľubné vý-sledky v ovplyvnení mnohých chronických ochorení (Jung et al. 2010; Kim et al. 2010).

Obr. 1: Chemická štruktúra flavonolu morínu

Cieľ

Cieľom štúdie bolo zhodnotiť účinky dlhodobo podávaného morínu na ovplyv-nenie zápalu, kašľový reflex a reaktivitu dý-chacích ciest u zvierat s experimentálne-in-dukovaným alergickým zápalom. Materiál a metódy

Protokol experimentálnej štúdie bol schválený Etickou komisiou Jesseniovej le-kárskej fakulty v Martine (číslo rozhodnutia



18

EK 1178/2012) a vykonaný v súlade s legis-latívnymi požiadavkami Slovenskej repub-liky a Európskej únie na ochranu zvierat po-užívaných na vedecké alebo vzdelávacie účely.

Postupy boli vykonané na dospe-lých samcoch morčiat rodu TRIK (225 ± 10,4g) pochádzajúcich z akreditovaného chovu Ústavu experimentálnej farmakoló-gie Slovenskej akadémie vied, Dobrá Voda, Slovenská republika. Pred začiatkom expe-rimentov boli zvieratá držané v 1-týždňovej karanténe a adaptované na štandardné la-boratórne podmienky. Následne boli roz-delené do príslušných experimentálnych skupín po 8-10 zvierat:

1. zdravá kontrolná skupina 2. negatívna kontrolná skupina – sen-

zibilizovaná ovalbumínom 21 dní 3. pozitívna kontrolná skupina – senzi-

bilizovaná ovalbumínom 21 dní a súčasne liečená referenčnou lát-kou (salmeterol 0,17 mM inh. 5 min denne, kodeín 10 mg/kg p.o. alebo budesonid 1mM inh. 5 min denne)

4. terapeutická skupina – senzibilizo-vaná ovalbumínom 21 dní a sú-časne liečená morínom v dávke 30 mg/kg p.o. Model experimentálne indukova-

ného alergického zápalu bol vyvolaný opa-kovanou senzibilizáciou morčiat ovalbumí-nom počas 21 dní, ktorý bol zvieratám po-dávaný intraperitoneálne, subkutánne alebo inhalačne (Franova et al. 2013). Stanovenie zápalových cytokínov

Koncentrácie zápalových cytokínov boli stanovené v supernatante získanom z bronchoalveolárnej laváže (BALF) pomo-cou multiplexovej metódy Bio-Plex (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA) s vyu-žitím komerčného kitu podľa inštrukcií vý-robcu a kalkulované použitím softvéru Bio-Plex Manager 6.0 software 1 (Bio-Rad, La-boratories, Hercules, CA, USA).

Kašľový reflex Pre hodnotenie citlivosti kašľového

reflexu bol použitý dvojkomorový celote-lový pletyzmograf (HSE typ 855, Hugo Sachs Elektronik, Nemecko) s nebulizérom (PARI Jet Nebulizer, Paul Ritzau, Pari-Werk, Ne-mecko). Kašľový reflex v podmienkach in vivo bol u zvierat vyvolaný inhaláciou aero-sólu kyseliny citrónovej (0,3 mol.l-1) počas 3 minút, pričom počet nárazov kašľa bol de-tekovaný ako zmeny prietokovej krivky v PC programe (Pulmodyn Pennock W sof-tware, Hugo Sachs Elektronik, Nemecko) a súčasne potvrdený pozorovaním dvoch nezávislých pozorovateľov. Reaktivita DC

V dvojkomorovom celotelovom pletyzmografe (HSE typ 855, Hugo Sachs Elektronik, Nemecko) s nebulizérom (PARI Jet Nebulizer, Paul Ritzau, Pari-Werk, Ne-mecko) bola meraná aj reaktivita DC ako zmeny špecifického odporu (sRaw) po inha-lácii aerosólu bronchokonstrikčného me-diátora histamínu (1.10-6 mol.l-1) po 30 s. Kontraktilita hladkej svaloviny

Po usmrtení zvierat transverzálnym prerušením miechy bola horná časť trachey odobratá a pripravené tracheálne stripy v orgánovom kúpeli (Experimetria Ltd. Bu-dapešť, Maďarsko) in vitro vystavené ku-mulatívnym dávkam histamínu (1.10-8-1.10-3 mol.l-1) pre hodnotenie kontraktility hladkej svaloviny.

Štatistická analýza

Získané výsledky sú uvádzané ako priemerné hodnoty±štandardná chyba priemeru (MEAN±SEM). Na štatistické spracovanie výsledkov bol použitý ANOVA a Bonferroniho post-hoc test, pričom za štatisticky signifikantné boli považované rozdiely *p<0,05; **p<0,01 a ***p<0,001.


19

Výsledky Stanovenie zápalových cytokínov

Morín preukázal po 21 dňoch podá-vania významné zníženie koncentrácií zá-palových cytokínov IL-4 a IL-13 a trend zní-ženia koncentrácie IL-5 v bronchoalveolár-nej laváži v porovnaní so senzibilizovanou skupinou, ktoré zohrávajú esenciálnu úlohu pri rozvoji alergického zápalu v prípade bronchiálnej astmy.

Obr. 2: Koncentrácie interleukínov po 21-dňovom podávaní morínu: +p<0,05, ++p<0,01, +++p<0,001 OVA+ vs. zdravá kontrola; *p<05, **p<,01, ***p<0,001 OVA+ vs. testovaná látka

Kašľový reflex Senzibilizácia zvierat ovalbumínom

vyvolala vzostup počtu nárazov kašľa v po-rovnaní so zdravou nesenzibilizovanou skupinou, pričom podávanie morínu počas 21 dní (30 mg/kg p.o.) preukázalo signifi-kantný kašeľ-supresívny účinok porovna-teľný s referenčným opioidným antitu-sikom kodeínom.

Obr. 3: Zmeny kašľového reflexu po 21-dňovom po-dávaní morínu: ++p<0,01 OVA+ vs. zdravá kontrola; **p<0,01, ***p<0,001 OVA+ vs. testovaná látka

Reaktivita DC

Dôsledkom rozvoja alergického zá-palu je aj zvýšenie hodnôt špecifického od-poru DC (sRaw) u senzibilizovanej skupiny po aplikácii histamínu, ktoré však dlho-dobé podávanie morínu dokázalo účinne potlačiť, porovnateľne s referenčným dlho-účinkujúcim β2-mimetikom salmeterolom.

Obr. 4: Zmeny špecifického odporu DC po 21-dňo-vom podávaní morínu: +++p<0,001 OVA+ vs. zdravá kontrola; ***p<0,001 OVA+ vs. testovaná látka


20

Kontraktilita hladkej svaloviny Amplitúda kontrakcie izolovanej

hladkej svaloviny trachey bola významne redukovaná po aplikácii morínu, takmer na

úroveň referenčnej látky salmeterolu oproti kontrolnej senzibilizovanej skupine.

Obr. 5: Zmeny kontraktility hladkej svaloviny trachey po 21-dňovom podávaní morínu: +p<0,05, +++p<0,001 OVA+ vs. zdravá kontrola; ***p<0,001 OVA+ vs. testovaná látka

Diskusia Flavonoidy predstavujú širokú sku-pinu prírodných látok, ktoré sú v súčasnosti študované pre svoje priaznivé farmakody-namické vlastnosti v potenciálnom ovplyv-není mnohých chronických ochorení. Z tohto dôvodu bolo naším cieľom otesto-vať a zhodnotiť komplexný antiastmatický profil flavonolu morínu v podmienkach ex-perimentálne navodeného alergického zá-palu a porovnať jeho účinnosť s liečivami používanými v štandardnej klinickej praxi. Model ovalbumínom-indukova-ného alergického zápalu u morčiat vyka-zuje symptómy a zmeny DC typické pre alergickú astmu, manifestované ako aler-gický zápal, zvýšená citlivosť kašľového ref-lexu a hyperreaktivita hladkej svaloviny (Franova et al. 2013).

Dominantné postavenie v prípade postupne sa rozvíjajúcej zápalovej odpo-vede majú cytokíny IL-4, IL-5 a IL-13 produ-kované najmä lymfocytmi. IL-4 je zodpo-vedný za maturáciu B lymfocytov, tvorbu protilátok IgE a zvýšenú adhéziu buniek imunitného systému na endotel, IL-5 stimu-luje predovšetkým proliferáciu a diferen-ciáciu eozinofilov. IL-13 sa uplatňuje pri ak-tiváciu mastocytov, syntéze IgE a spolu s IL-9 pri rozvoji hypertrofie submukóznych žliazok a hypersekrécii hlienu (Finkelman et al. 2010). Predchádzajúce experimentálne štúdie preukázali potlačenie Ig-E sprostred-kovanej alergickej odpovede pravdepo-dobne inhibíciou Fyn kinázy v mastocytoch, znížene produkcie IL-4 a TNF-α a degranu-láciu mastocytov na myšacom modeli (Kim et al. 2009; Sinkha et al. 2016). V našej štú-dii morín po 21 dňoch podávania podobne signifikantne znížil koncentrácie IL-4, ale aj


21

IL-13 a vyvolal pokles hladín IL-5 v broncho-alveolárnej laváži, pričom tento protizápa-lový účinok bol porovnateľný s glukokorti-koidom budesonidom. V prípade bronchiálnej astmy mnohé imunitné bunky a zápalové mediá-tory ako histamín, prostaglandíny, cytokíny a chemokíny stimulujú C vlákna a rýchlo sa adaptujúce receptory (RAR) a zvyšujú sen-zitivitu obranného kašľového reflexu, k čomu prispieva aj samotná bronchokon-strikcia (Widdicombe et al. 2003). Dlho-dobé podávanie morínu súbežne počas senzibilizácie ovalbumínom preukázalo vý-znamné potlačenie kašľového reflexu po-dobné opioidnému antitusiku kodeínu, pravdepodobne nepriamo potlačením zá-palovej odpovede. Zápalový proces vedie aj k abnor-malitám v neuronálnej kontrole a násled-nej bronchiálnej hyperreaktivite, ktoré pri-spievajú k obštrukcii DC. Štúdie preukázali, že kontraktilitu hladkej svaloviny DC poten-cuje uvoľnenie mediátorov zápalu, najmä IL-13 z mastocytov (Saha et al. 2008), ako aj beta-tryptáza stimulujúca expresiu hlad-kosvalového α-aktínu (Woodman et al. 2008). Viaceré látky zo skupiny flavonoi-dov, napr. chryzín (Yao et al. 2016), galan-gín alebo fisetín (Brown et al. 2016) majú preukázané bronchodilatačné účinky, vy-chádzajúce pravdepodobne z ich protizá-palovej aktivity. Podobný efekt na potlače-nie kontrakčnej odpovede hladkej svalo-viny na bronchokonstrikčný mediátor his-tamín v in vivo aj in vitro podmienkach vy-volalo aj chronické podávanie morínu v na-šom experimente, pričom v prípade po-stupu in vitro bol jeho bronchodilatačný účinok dokonca vyšší ako u referenčného dlhoúčinkujúceho β2-mimetika salmete-rolu. Záver Získané dáta preukázali významnú protizápalovú, antitusickú a bronchodila-tačnú účinnosť dlhodobo-podávaného

flavonolu morínu v experimentálnych pod-mienkach porovnateľnú so štandardnou terapiou, vďaka čomu môže morín predsta-vovať potenciálnu látku pre kontrolu a pre-venciu alergickej astmy. Táto publikácia vznikla vďaka podpore grantov APVV-0305-12, CEKR II, VEGA 1/0165/14 a Grantu MZ 2012/35-UKMA-12. Zoznam použitej literatúry 1. Barnes PJ. Pathophysiology of allergic inflam-

mation. Immunol Rev 2011; 242(1):31-50. 2. Lambrecht BN, Hammad H. Asthma: the im-

portance of dysregulated barrier immunity. Eur J Immunol 2013; 43(12):3125-37.

3. Franova et al. Bronchodilatory, antitussive and anti-inflammatory effect of morin in the setting of experimentally induced allergic as-thma. J Pharm Pharmacol 2016; 68(8):1064-72.

4. Ma Y et al. Morin attenuates ovalbumin-in-duced airway inflammation by modulating oxi-dative stress-responsive MAPK signalling. Oxid Med Cell Longev 2016; 2016:5843672.

5. Jung HJ et al. Evaluation of the antiangiogenic, anti-inflammatory and antinociceptive activi-ties of morin. Planta Med 2010; 76(3):273-5.

6. Kim JM et al. Morin modulates the oxidative stress-induced NF-kappaB pathway through its antioxidant activity. Free Radic Res 2010; 44(4):454-61.

7. Franova et al. Experimental model of allergic asthma. Adv Exp Med Biol 2013; 756:59-55.

8. Finkelman FD et al. Importance of cytokines in murine allergic airway disease and human as-thma. J Immunol 2010; 184(4):1663-74.

9. Kim JW et al. Morin inhibits Fyn kinase in mast cells and IgE-mediated type I hypersensitivity in vivo. Biochem Pharmacol 2009; 77(9):1506-12.

10. Sinha K et al. Morin and its role in chronic dise-ases. Adv Exp Med Biol 2016; 928:453-471.

11. Widdicombe JG et al. Overview of neural pat-hways in allergy and asthma. Pulm Pharmacol Ther 2003; 16(1):23-30.

12. Saha SK et al. Increased sputum and bronchial biopsy IL-13 expression in severe asthma. J Al-lergy Clin Immunol 2008; 121(3):685-91.

13. Woodman L et al. Mast cells promote airway smooth muscle cell differentiation via au-tocrine up-regulation of TGF-beta 1. J Immunol 2008; 181(7):5001-7.

14. Yao J et al. Chrysin alleviates allergic inflamma-tion and airway remodeling in a murine model


22

of chronic asthma. Int Immunopharmacol 2016; 32:24-31.

15. Brown A et al. Attenuation of airway smooth muscle contractility via flavonol-mediated in-hibition of phospholipase-Cβ. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016; 310(8):L747-58.


23

Animálne modely pľúcnej fibrózy

Jana Adamčáková1, Romana Paľová1, Daniela Mokrá 1,2

1Ústav fyziológie, 2Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin


Úvod Animálne modely zohrávajú dôle-

žitú úlohu pri skúmaní ochorení, pretože umožňujú sledovať patofyziologické me-chanizmy ich vzniku v in vivo podmienkach. Ideálny zvierací model by mal čo v najväč-šej miere napodobňovať chorobu človeka, byť vysoko reprodukovateľný a konzis-tentný, ľahko vykonateľný, široko prístupný a nie príliš nákladný. Všeobecné výhody zvieracích modelov sa týkajú schopnosti reprodukovať komplexné genetické, bio-chemické, environmentálne a fenotypové interakcie. Vytváranie animálnych modelov pre chronické choroby je obzvlášť náročné. Ešte komplikovanejšia je situácia pri idiopa-tickej pľúcnej fibróze (IPF), ktorej etiopato-lógia je nejasná a nie je známy žiaden spúš-ťač, ktorý by bol schopný na zvieratách in-dukovať všetky známe znaky IPF. V prie-behu rokov sa napriek tomu vyvinuli rôzne modely pľúcnej fibrózy. Väčšina z nich na-podobňuje niektoré, ale nikdy nie všetky vlastnosti ľudského IPF, najmä progresívnu a nezvratnú povahu tohto stavu. Bežne po-užívané metódy zahŕňajú poškodenie pľúc ožarovaním, instiláciu bleomycínu, oxidu kremičitého (siliky) alebo azbestu, pričom najčastejším induktorom experimentálnej pľúcnej fibrózy u zvierat je bleomycín.

Idiopatická pľúcna fibróza je chro-nické pľúcne ochorenie s prognózou, ktorá môže byť častokrát horšia ako u mnohých druhov rakoviny. Toto ochorenie sa vysky-tuje prevažne u dospelých jedincov, z väč-šej miery u mužov a je výlučne limitované na pľúca. IPF býva spojená s histopatologic-kým a/alebo rádiologickým obrazom ob-

vyklej intersticiálnej pneumónie (UIP) (Mo-ore a Hogaboam, 2008). Predpokladá sa, že počiatočné štádiá ochorenia zahŕňajú pre-dovšetkým chronický zápal, preto sa v tejto fáze ochorenia používajú kortikosteroidy a ďalšie lieky, ktoré majú protizápalové a imunosupresívne účinky. V neskoršej fáze ochorenia dochádza ku fibróze pľúcneho tkaniva, kedy sa odporúča antifibrotická liečba (napr. pirfenidón alebo nintedanib), avšak tieto lieky len zabraňujú zhoršeniu ochorenia. Používajú sa aj doplnkové nefar-makologické prístupy, ako je dlhodobá oxy-genoterapia, pľúcna rehabilitácia alebo transplantácia pľúc (Fujimoto et al., 2016). Bleomycínový model

Bleomycín je chemoterapeutické antibiotikum (s protinádorovou aktivitou), ktoré bolo objavené Umezewom v roku 1966. Jeho štruktúra bola známa v roku 1978 (Takita et al., 1978) a potom bola po-tvrdená celkovou syntézou v roku 1982 (Della Latta et al., 2015). Bleomycín je vo vode rozpustné glykopeptidové antibioti-kum s hmotnosťou približne 1500 Da a je súčasťou špecifickej skupiny prírodných produktov získaných z glykopeptidov izolo-vaných z baktérie rodu Streptomyces verti-cillus (Reinert et al., 2013). Použitie bleo-mycínu na indukovanie pľúcnej fibrózy vo zvieracích modeloch je založené na skutoč-nosti, že fibróza je jedným z hlavných nežia-ducich účinkov bleomycínu pri liečbe rako-viny u ľudí. Bleomycín hrá dôležitú úlohu pri liečbe lymfómu, karcinómov spinocelu-lárnych buniek, nádorov zárodočných bu-niek a malígneho pleurálneho výpotku, kde sa injikuje intrapleurálne. Predpokladá sa,



24

že bleomycín spôsobuje zlomy v jednom, prípadne v oboch reťazcoch DNA v nádoro-vých bunkách, výsledkom čoho je preruše-nie bunkového cyklu. Je to pravdepodobne spôsobené cheláciou kovových iónov a re-akciou vytvoreného pseudoenzýmu s kyslí-kom, čo vedie k produkcii DNA-štiepiacich superoxidov a hydroxidových voľných radi-kálov (Claussen a Long, 1999; Sato et al., 2008). Nadprodukcia reaktívnych druhov kyslíka môže viesť k zápalovej reakcii spô-sobujúcej pľúcnu toxicitu, aktiváciu fibrob-lastov a následnú fibrózu (Chaudhary et al., 2006). Bleomycínová hydroláza, enzým inaktivujúci bleomycín, kriticky ovplyvňuje účinky tohto lieku na rôzne tkanivá. Pľúca udržiavajú nízke hladiny enzýmu a preto sú náchylnejšie na bleomycínom vyvolané tkanivové poškodenie (Sebti et al., 1989). Doposiaľ nie sú úplne známe mechanizmy

spojené s rozvojom pľúcnej fibrózy. Nie-koľko štúdií analyzovalo rôzne potenciálne biologické molekulárne faktory, ako je na-príklad transformujúci rastový faktor beta-1 (TGF-β1), tumor-nekrotizujúci faktor alfa (TNF-α), zložky extracelulárnej matrix, chaperóny, interleukíny a chemokíny (Della Latta et al., 2015). Ukázalo sa, že bleomycín indukuje poškodenie pľúc u rôznych zvierat (myši, škrečky, potkany, králiky, morčatá, psy a primáty). Toto poškodenie pľúc bolo prvýkrát ukázané na psoch (Fleischman et al., 1971), neskôr na myšiach (Adamson a Bowden, 1974) a potkanoch (Thrall et al., 1979). Účinky bleomycínu sa síce skúmajú na rôznych experimentálnych zvieracích modeloch, no môžu byť vysoko nehomo-génne, pretože bleomycín sa podáva v rôz-nych dávkach a rôznymi cestami (Tab. 1).

Tab. 1: Výhody a nevýhody vybraných animálnych modelov pľúcnej fibrózy (upravené podľa Moore a Hogaboam, 2008; Sanchez et al., 2009).

Model Výhody Nevýhody

Bleomycín Najlepšie popísaný model Môže byť podaný intratracheálne, intrave-nózne, intraperitoneálne, subkutánne alebo intranazálne Klinicky relevantné modely Časový rámec pre rozvoj fibrózy 14-28 dní

Fibróza u myší je samo-limitujúca po 28 dňoch v intratracheálnom modeli Vývin fibrózy limitovaný na kmeň myší BALB/c

FITC (fluoresceín izotiokyanát)

Možnosť vizualizovať postihnuté oblasti zele-ným fluoreskovaním Časový rámec pre rozvoj fibrózy 14-28 dní Pretrvávajúci charakter fibrotickej odpovede (min. 6 mesiacov) Vhodné kmene myší C57Bl/6 a BALB/c Relatívne reprodukovateľné

Odpoveď variabilná v závislosti od dávky FITC Roztok musí byť čerstvo pripravený každý deň pred podaním Model nie je klinicky relevantný Chýbajú reprezentatívne UIP lézie

Ožarovanie Klinicky relevantný Vhodný kmeň myší C57Bl/6

Môže trvať až 30 týždňov, kým dôjde k roz-voju fibrózy Vysoké náklady (z hľadiska dlhotrvajúceho pokusu)

Silika (oxid kremi-čitý)

Môže byť podaná prostredníctvom orofaryn-geálnej, inhalačnej alebo intratracheálnej aspi-rácie Pretrvávajúci fibrotický stimul Vhodné kmene myší C3H/HeN a C57Bl/6

12-16 týždňov po úplné rozvinutie fibrózy BALB/c myši rezistentné Potrebné špeciálne nástroje na podanie aerosólu Nedostatočná reprodukovateľnosť Absencia UIP lézii

Azbest Môže byť podaný inhalačne alebo intratrache-álne

Potrebný min. mesiac na rozvoj fibrózy pri inhalačnom modeli Jednoduchá intratracheálna dávka vedie k nerovnomernému rozdeleniu v pľúcach


25

Najčastejšie sa na indukciu pľúcnej fibrózy používajú potkany a myši. U myší je časový priebeh rozvoja ochorenia iný ako u ľudí. U myší sa pľúcna fibróza objavuje me-dzi 14. a 28. dňom po podaní bleomycínu intratracheálne v jednej dávke, pričom ter-minálne vyšetrenia sa zvyčajne vykonávajú 21 alebo 28 dní po počiatočnej dávke bleo-mycínu (Zhao et al., 2002). Do 6 týždňov sa pľúca myší zregenerujú a ostáva len mini-málny alebo žiadny nález fibrózy. U ľudí je fibróza výsledkom opakovaných poškodení alveolárneho epitelu, ktoré nakoniec vedú k progresívnej a ireverzibilnej fibróze (Deg-ryse et al., 2010).

Bleomycín spôsobuje zápalové a fibrotické reakcie v krátkom časovom inter-vale, v prípade intratracheálneho podania je jeho pôsobenie ešte rýchlejšie. Počia-točné zvýšenie prozápalových cytokínov (interleukín-1, TNF-α, interleukín-6, inter-ferón-γ) je nasledované zvýšenou expre-siou profibrotických markerov (TGF-β1, fibronektín, prokolagén-1), s vrcholom okolo 14. dňa po podaní. Zápalové zmeny sa okolo 9. dňa po podaní bleomycínu po-stupne nahradzujú fibrotickými zmenami (Chaudhary et al., 2006). Bleomycínový model v minulosti prispel k objasneniu úloh cytokínov, rastových faktorov a signalizač-ných dráh, ktoré sa pravdepodobne podie-ľajú na pľúcnej fibróze. Napríklad pomohol určiť, že TGF-β je jedným z kľúčových fakto-rov vo vývine pľúcnej fibrózy (Zhao et al., 2002). Bleomycínový model má aj vý-znamné obmedzenia, pokiaľ ide o pocho-penie progresívnej povahy ľudského IPF. Ako už bolo spomenuté, bleomycín spôso-buje zápalovú odpoveď vyvolanú nadpro-dukciou voľných radikálov, indukciou pro-zápalových cytokínov a aktiváciou makrofá-gov a neutrofilov, čím určitým spôsobom pripomína akútne poškodenie pľúc. Ná-sledný vývin fibrózy je však aspoň čiastočne reverzibilný, nezávisle od druhu intervencie (Izbicki et al. 2002). Nakoľko v bleomycíno-

vom modeli chýba aspekt pomalého a ne-zvratného vývoja typického pre IPF u pa-cientov (Chua et al., 2005), túto skutočnosť je nutné brať do úvahy, napr. pri predklinic-kom testovaní liečiv (Wollin et al., 2015).

FITC model

FITC (fluoresceín izotiokyanát) je ďalšia chemikália využívaná na indukovanie pľúcnej fibrózy. Pri podaní priamo do dý-chacích ciest fluoresceín pôsobí ako haptén a pripája sa k iným pľúcnym proteínom, a tak pôsobí ako prolongovaná forma. Fibro-tická odpoveď sa vyvíja v priebehu dvoch až štyroch týždňov a môže pretrvávať až do 24 týždňov (Moore et al., 2006). Hlavnou vý-hodou FITC je, že je fluorescenčnou mole-kulou, takže prostredníctvom imunofluo-rescencie dokáže identifikovať oblasti de-pozície a okolitej fibrózy v danom tkanive. Tento model prvýkrát popísali Roberts a kolektív v roku 1995, ktorí vyvolali fibrózu u BALB/c myší intratracheálnym podaním fluoresceín izotiokyanátu. Výsledkom FITC instilácie bola výrazná infiltrácia mononuk-leárnych buniek a neutrofilov v pľúcnom in-terstíciu, ktorá sa sústredila primárne okolo respiračných bronchiolov, a prítomnosť edému a hyperplázie alveolárnych epite-liálnych buniek. V prvom týždni bolo tiež za-znamenané zvýšenie koncentrácie bielko-vín v bronchoalveolárnej lavážnej tekutine, čo by naznačovalo akútne poškodenie pľúc (Roberts et al., 1995). FITC taktiež indukuje produkciu IL-13 v pľúcach, čo je nevy-hnutné pre fibrotickú odpoveď (Kolodsick et al., 2004). FITC spôsobuje fibrózu v po-dobnom časovom horizonte ako model s bleomycínom. Nevýhodou tejto metódy je, že roztok FITC musí byť vždy čerstvo na-miešaný pred podaním a jeho účinnosť sa môže meniť v závislosti od dávky použitého FITC a veľkosti častíc. Čím je sonifikácia pri príprave dlhšia, tým sú rozmery častíc men-šie, čo môže v konečnom dôsledku zvýšiť akútnu toxicitu vedúcu k predčasnej smrti z poškodenia pľúc (Christensen et al., 1999).


26

Ďalšou nevýhodou tohto modelu je, že nie sú pozorované niektoré histopatologické znaky, ako napr. fibroblastové ložiská (foci) a tiež existujú rozdiely vo fibrotickej odpo-vedi v závislosti od výrobnej šarže FITC (Degryse et al., 2011).

Ožarovanie

Pľúcnu fibrózu môžu vyvolať aj nie-ktoré nechemické prístupy in vivo. Ukázalo sa napríklad, že vystavenie hrudníka žiare-niu vedie k pretrvávajúcej fibróze. Radiačne indukovaná fibróza je u myší závislá od po-užitého kmeňa, pričom C57BL/6 sú najcitli-vejšie (Karvonen et al., 1987). Je to rela-tívne pomalý postup, ktorý vedie k vytvore-niu fibrózy po 24 týždňoch (Haston, 2012). Ožarovanie spôsobuje priamu bunkovú smrť pneumocytov I a II typu prostredníc-tvom poškodenia DNA s následnou migrá-ciou makrofágov do poškodených oblastí. Mononukleárne bunky sa aktivujú a produ-kujú prozápalové a profibrotické cytokíny vrátane TNF-alfa a TGF-beta, ktoré sa zú-častňujú na vývine fibrózy. Miera fibrózy je závislá od dávky žiarenia, napr. u myší sa používa dávka 10 až 20 Gy (Morgan a Breit, 1995). Na vyvolanie fibrotického procesu stačí iba jeden silný radiačný účinok, môže to však trvať až 6 mesiacov, kým sa fibróza vyvinie (Haston a Travis, 1997). Vytvorenie fibrózy takýmto spôsobom trvá pomerne dlho a náklady na ožarovanie môžu byť vy-soké. V tomto modeli taktiež chýbajú nie-ktoré z histopatologických znakov pozoro-vaných u pacientov s IPF, ako sú komplexné fibroblastové ložiská (Paun et al., 2015).

Silikový model

Inhalácia silikátových častíc tiež ve-die k fibróze pľúcneho tkaniva. Častice si-liky môžu byť experimentálne podávané prostredníctvom orofaryngeálnej, inhalač-nej alebo intratracheálnej aspirácie (Laka-tos et al., 2006). Z hľadiska citlivosti na si-liku sú kmene myší C3H/HeN a C57BL/6

najvhodnejšími na tento druh experi-mentu. Silika indukuje fibrotické noduly, ktoré sa vyskytujú najskôr 4 týždne po po-daní. Hoci môže byť tento model využitý na sledovanie fibrotických mediátorov, ne-rereplikuje jednoznačne charakter IPF. Miera fibrózy je závislá od kinetiky dodanej siliky, ktorá je vysoko heterogénna a závisí aj od spôsobu podávania, dávkových reži-mov a formulácií častíc oxidu kremičitého. Vytvorenie intratracheálnych modelov je rýchlejšie (fibróza sa rozvíja už v priebehu 14-28 dní) a nákladovo efektívne, zatiaľ čo aerosolizovaná cesta podávania vyžaduje dlhší čas na produkciu fibrotických lézií (40 až 120 dní) (Davis et al., 1998). Je zaují-mavé, že silika môže indukovať rozdielnu fibrotickú odpoveď u potkanov a myší. U potkanov silika spôsobovala chronický a progresívny zápal sprevádzaný nadproduk-ciou TNF-alfa, ktorý bol účinne blokovaný protizápalovou liečbou. Naopak u myší bola fibrotická odpoveď spojená s obme-dzeným a prechodným zápalom a nadmer-nou expresiou protizápalového cytokínu IL-10 a protizápalové terapie nemali žiadny účinok (Barbarin et al., 2005). Najväčšou výhodou tohto modelu pľúcnej fibrózy je pretrvávanie fibrotických lézií v dôsledku zníženého klírensu častíc siliky z pľúc (Bar-barin et al., 2004). Tento model však vyža-duje nákladné zariadenie na aerosólové do-dávanie, je dlhšia doba na vytvorenie fibrózy (4-16 týždňov), reprodukovateľnosť fibrotického modelu je nedostatočná a chýbajú aj charakteristické lézie UIP (Mo-ore a Hogaboam, 2008).

Azbestový model

Ďalším modelom, ktorý rekapituluje dôležitú formu ľudskej fibrózy pľúc, je ex-pozícia azbestom. Modely pľúcnej fibrózy indukovanej azbestom sa jasne odlišujú od IPF viacerými histologickými nálezmi. V nie-ktorých prípadoch môže byť prítomný aj vzor UIP (Roggli et al., 2016). Po intratra-cheálnom podávaní azbestových vlákien je


27

vzniknutá fibróza umiestnená viac cen-trálne než subpleurálne a zmeny v pľúcach sú často nerovnomerne rozdelené, kým in-halačné modely vytvárajú model poškode-nia aj periférnych oblastí. Napriek tomu môže byť vývin ochorenia predĺžený, najmä ak sa používajú chryzotilové vlákna (San-chez et al., 2009). Ukladanie azbestových vlákien spúšťa fibrózu zvýšenou apoptózou alveolárnych epitelových buniek a nadpro-dukciou profibrotických cytokínov aktivo-vanými T-lymfocytmi, pričom všetky uda-losti vedú k diferenciácii myofibroblastov a produkcii extracelulárnej matrix (Kim et al., 2015). Záver

Animálne modely pľúcnej fibrózy sú dôležitým nástrojom na dešifrovanie mno-hých aspektov patogenézy pľúcnej fibrózy. Predstavujú nenahraditeľné predklinické modely na testovanie hypotéz, ako aj po-tenciálnych liečebných postupov. Rôznoro-dosť jednotlivých experimentálnych mode-lov fibrózy však vyžaduje, aby sa pred kaž-dým experimentom dôsledne zvážili ich vý-hody a obmedzenia. Práca vznikla s podporou projektov APVV-15-0075, VEGA 1/0356/18 a Grant UK/75/2019. Zoznam použitej literatúry 1. Adamson IY, Bowden DH. The pathogenesis of

bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice. Am J Pathol 1974; 77: 185-97.

2. Barbarin V, Arras M, Misson P et al. Characte-rization of the effect of interleukin-10 on silica-induced lung fibrosis in mice. Am J Respir Cell Mol Biol 2004; 31: 78–85.

3. Barbarin V, Nihoul A, Misson P et al. The role of pro- and anti-inflammatory responses in si-lica-induced lung fibrosis. Respir Res 2005; 6: 112.

4. Claussen CA, Long EC. Nucleic Acid recognition by metal complexes of bleomycin. Chem Rev 1999; 99: 2797-816.

5. Davis GS, Leslie KO, Hemenway DR. Silicosis in mice: effects of dose, time, and genetic strain. J Environ Pathol Toxicol Oncol 1998; 17: 81–97.

6. Degryse AL, Lawson WE. Progress toward im-proving animal models for idiopathic pulmo-nary fibrosis. Am J Med Sci 2011; 341: 444-9.

7. Degryse AL, Tanjore H, Xu XC et al. Repetitive intratracheal bleomycin models several featu-res of idiopathic pulmonary fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2010; 299: 442-452.

8. Della Latta V, Cecchettini A, Del Ry S et al. Ble-omycin in the setting of lung fibrosis induction: from biological mechanisms to coun-teractions. Pharmacol Res 2015; 97: 122-30.

9. Fleischman RW, Baker JR, Thompson GR et al. Bleomycin-induced interstitial pneumonia in dogs. Thorax 1971; 26: 675-82.

10. Fujimoto H, Kobayashi T, Azuma A. Idiopathic Pulmonary Fibrosis: treatment and prognosis. Clin Med Insights Circ Respir Pulm Med 2016; 9: 179-185.

11. Haston CK, Travis EL. Murine susceptibility to radiation-induced pulmonary fibrosis is influ-enced by a genetic factor implicated in suscep-tibility to bleomycin-induced pulmonary fibro-sis. Cancer Res 1997; 57: 5286 –91.

12. Haston CK. Mouse genetic approaches applied to the normal tissue radiation response. Front Oncol 2012; 2: 94.

13. Chaudhary NI, Schnapp A, Park JE. Pharmaco-logic differentiation of inflammation and fibro-sis in the rat bleomycin model. Am J Respir Crit Care Med 2006; 173: 769-76.

14. Christensen PJ, Goodman RE, Pastoriza L et al. Induction of lung fibrosis in the mouse by in-tratracheal instillation of fluorescein isothiocy-anate is not T-cell-dependent. Am J Pathol 1999; 155: 1773-9.

15. Chua F, Gauldie J, Laurent GJ. Pulmonary fibro-sis: searching for model answers. Am J Respir Cell Mol Biol 2005; 33: 9–13.

16. Izbicki G, Segel MJ, Christensen TG et al. Time course of bleomycin-induced lung fibrosis. Int J Exp Pathol 2002; 83: 111-9.

17. Karvonen RL, Fernandez-Madrid F, Maughan RL et al. An animal model of pulmonary radia-tion fibrosis with biochemical, physiologic, im-munologic, and morphologic observations. Ra-diat Res 1987; 111: 68–80.

18. Kim SJ, Cheresh P, Jablonski RP et al. The role of mitochondrial DNA in mediating alveolar epithelial cell apoptosis and pulmonary fibro-sis. Int J Mol Sci 2015; 16: 21486–519.

19. Kolodsick JE, Toews GB, Jakubzick C et al. Pro-tection from fluorescein isothiocyanate–in-duced fibrosis in IL-13–deficient, but not IL-4–deficient, mice results from impaired collagen synthesis by fibroblasts. J Immunol 2004; 172: 4068–4076.


28

20. Lakatos HF, Burgess HA, Thatcher TH et al. Oropharyngeal aspiration of a silica suspen-sion produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal in-stillation. Exp Lung Res 2006; 32: 181–99.

21. Moore BB, Hogaboam CM. Animal model of human lung disease. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2008; 294: 152-160.

22. Moore BB, Murray L, Das A et al. The role of CCL12 in the recruitment of fibrocytes and lung fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol 2006; 35: 175–181.

23. Morgan GW, Breit SN. Radiation and the lung: a reevaluation of the mechanisms mediating pulmonary injury. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995; 31: 361–9.

24. Paun A, Kunwar A, Haston CK. Acute adaptive immune response correlates with late radia-tion-induced pulmonary fibrosis in mice. Ra-diat Oncol 2015; 10: 45.

25. Reinert T, Baldotto C, Nunes AP et al. Bleomy-cin-Induced Lung Injury. Journal of Cancer Re-search 2013, 480608: 9.

26. Roberts SN, Howie SE, Wallace WA et al. A no-vel model for human interstitial lung disease: hapten-driven lung fibrosis in rodents. J Pathol 1995; 176: 309-18.

27. Roggli V, Gibbs AR, Attanoos R et al. Pathology of asbestosis: an update of the diagnostic cri-teria response to a critique. Arch Pathol Lab Med 2016; 140: 950–2.

28. Sanchez VC, Pietruska JR, Miselis NR et al. Bio-persistence and potential adverse health im-pacts of fibrous nanomaterials: what have we learned from asbestos? Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol 2009; 1: 511-29.

29. Sato K, Tashiro Y, Chibana S et al. Role of lipid-derived free radical in bleomycin-induced lung injury in mice: availability for ESR spin trap method with organic phase extraction. Biol Pharm Bull 2008; 31: 1855-9.

30. Sebti SM, Mignano JE, Jani JP et al. Bleomycin hydrolase: molecular cloning, sequencing, and biochemical studies reveal membership in the cysteine proteinase family. Biochemistry 1989; 28: 6544-8.

31. Takita T, Muraoka Y, Nakatani T et al. Metal-complex of bleomycin and its implication for the mechanism of bleomycin action. J Antibiot 1978; 31: 1073-1077.

32. Thrall RS, Mccormick JR, Jack RM et al. Bleomy-cin-induced pulmonary fibrosis in the rat: inhi-bition by indomethacin. Am J Pathol 1979; 95: 117-30.

33. Wollin L, Wex E, Pautsch A et al. Mode of ac-tion of nintedanib in the treatment of idiopat-hic pulmonary fibrosis. Eur Respir J 2015; 45: 1434-45.

34. Zhao J, Shi W, Wang YL et al. Smad3 deficiency attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2002; 282: 585-93.


29

Niektoré nové trendy v liečbe astmy

Romana Paľová1, Jana Adamčáková1, Juraj Mokrý2,3, Daniela Mokrá1,2

1Ústav fyziológie, 2Martinské centrum pre biomedicínu, 3Ústav farmakológie, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin


Úvod do problematiky Bronchiálna astma je jedným z naj-

častejších chronických zápalových respirač-ných ochorení, ktoré postihuje celosvetovo okolo 300 miliónov ľudí. Väčšina pacientov uspokojivo reaguje na štandardnú liečbu, avšak približne 5-10 % z nich má závažnej-šiu formu ochorenia a odpoveď na bežnú liečbu je nedostatočná (Chung et al. 1999). Za zlatý štandard pri liečbe astmy sa pova-žuje inhalačná forma β2-adrenergného ago-nistu a inhalačná forma kortikosteroidu (IKS), pričom prvé z uvedených liečiv pô-sobí ako bronchodilatans a druhé najmä protizápalovo. Výhodou kombinácie týchto dvoch skupín liečiv je ich vzájomný syner-gismus, kedy prídavok β2-adrenergného lie-čiva zvyšuje jadrovú translokáciu glukokor-tikoidného receptora a tým zlepšuje citli-vosť voči KS. Naopak, KS majú za následok up-reguláciu β2 receptorov (Greening et al. 1994). Manažment astmy je každoročne aktualizovaný a popísaný v tzv. Global Ini-tiative for Asthma (GINA) guidelines. Podľa GINA je astma v závislosti na závažnosti a schopnosti pacienta odpovedať na liečbu odstupňovaná do piatich krokov, pričom IKS sú pre svoju vysokú efektivitu a nízku systémovú dostupnosť považované za ini-ciačnú liečbu a sú zahrnuté v každom z týchto krokov, len ich dávka sa postupne zvyšuje.

U pacienta, ktorý neadekvátne od-povedá na konvenčnú terapiu (IKS/LABA), je vhodné uvažovať o prídavných liečivách, ako sú:

modifikátory leukotriénového re-ceptora

SR formy teofylínu

LAMA (dlhodobo pôsobiace anti-muskariniká)

biologická liečba (Upham a Chung 2018). Súčasný postup pri liečbe astmy

podľa GINA je znázornený na obr. 1.

Obr. 1: Aktuálna liečba astmy a jej postuposť (Quirt et al. 2018).

Napriek zavedeným liečebným po-stupom stále existuje skupina pacientov so závažnou nekontrolovanou astmou. Táto časť astmatikov máva závažné exacerbácie, ktoré často končia hospitalizáciou (Adcock et al. 2003). Jednou z charakteristík tejto skupiny je prítomnosť tzv. kortikosteroid-dependentnej až kortikosteroid-rezistent-nej formy astmy.



30

Podtypy astmy a ich liečba Existuje viacero klasifikácií astmy.

Podľa etiopatogenézy rozlišujeme aler-gickú a nealergickú astmu, podľa typu zá-palu rozoznávame eozinofilnú a ne-eozino-filnú astmu a najnovšie podľa patofyziolo-gického podkladu ochorenia a zapojenia

Th2 lymfocytov rozlišujeme „typ 2-high“ a „typ 2-low“ astmy (Esteban-Gorgojo et al. 2018). Zjednodušená schéma odpovede imunitných buniek na antigén je znázor-nená na obr. 2.

Obr. 2: Imunitná odpoveď T buniek po aktivácii alergénom. Alergén je prezentovaný naivným T bunkám pomocou dendritických buniek (DCs), ktoré sa diferencujú na Th2 bunky alebo Th1/Th17 podľa cytokínov v prostredí. Th2 bunky podporujú vznik eozinofilového zápalu (T2 typ), a to hlavne cez cytokíny IL-4, IL-5 a IL-13. Diferenciáciou na Th1/Th17 bunky vzniká neutrofilový typ zápalu (T1 typ, non-eozinofilový) (Kudo et al. 2013).

Astma je extrémne heterogénne

ochorenie, čo sa odráža aj v rozdielnej in-ter-individuálnej odpovedi na terapiu. Z tohto dôvodu sa vyvinuli tzv. fenotypy, podskupiny vytvorené na základe podob-ných klinických symptómov, ktoré rozde-ľujú pacientov na skupiny podľa priebehu ochorenia (Wenzel et al. 2012). Ešte viac in-formácií poskytujú endotypy, založené na patofyziologických mechanizmoch popísa-ných až po molekulárnu úroveň (Agache et al. 2012). Predpokladá sa, že implementá-cia fenotypov/endotypov pri navrhovaní klinických štúdií prinesie vyšší benefit pre pacienta, nakoľko umožní konkrétnejšie

smerovanie liečby ako aj kontrolu astmy vďaka identifikácii biomarkerov, ktoré sú pre daný endotyp špecifické.

Biomarkery sú merateľné indikátory používané na vyšetrenie aspektov zdra-via/ochorenia, pomocou ktorých doká-žeme čiastočne predpovedať odpoveď na liečbu (Jatakanon et al. 2000) a aj riziko ochorenia alebo progresie. Identifikácia spoľahlivých a presných biomarkerov špe-cifických pre daný endotyp a následné vyu-žitie k lepšej kontrole astmy sú základom tzv. personalizovanej medicíny, ktorá umožňuje terapiu „šitú na mieru“ danému pacientovi (Agache et al. 2016).


31

Eozinofilový (T2-high) typ astmy T2-high typ astmy je spojený so zvý-

šeným počtom eozinofilov v krvi a aktivá-ciou rôznych zápalových buniek, najmä žír-nych buniek, Th2 buniek, „prirodzených za-bíjačov“ (natural killers, NK) a prirodzených lymfoidných buniek (ILC2) a so zvýšenou tvorbou príslušných cytokínov (IL-4, IL-5 a IL-13), pričom býva spojený aj so závaž-nejšími exacerbáciami. Za biomarkery pou-kazujúce na tento typ astmy sa považuje vydychovaný oxid dusnatý, počet krvných eozinofilov, koncentrácia alergén-špecific-kých IgE, sérový periostin, dipeptidyl-pepti-dáza-4 (DPP-4) a počet eozinofilov v spúte (≥3%). Väčšina vývoja nových liečiv sa za-meriava práve na potlačenie tohto typu zá-palu.

Terapia založená na Anti-IgE

Asi 70 % astmatikov má alergický fe-notyp astmy, charakterizovaný zvýšením špecifických IgE na aeroalergény (zisťuje sa prick-testom), pričom v mnohých prípa-doch sú zvýšené aj celkové hodnoty IgE v sére. Prvé schválené „biologikum“ na liečbu astmy je omalizumab, indikované pri stredne ťažkej až ťažkej astme už viac než desaťročie. Vedie k down-regulácii vy-soko-afinitných IgE receptorov (FϲεR1) na žírnych bunkách, bazofiloch a cirkulujúcich dendritických bunkách (Humbert et al. 2014). Do tejto skupiny liečiv patrí aj ligeli-zumab.

Cytokíny ako cieľ terapie

IL-5 je dôležitý pre proliferáciu, akti-váciu a zhromažďovanie eozinofilov. V roku 2017 boli schválené dve monoklonálne anti-IL-5 protilátky mepolizumab a resli-zumab, ktoré je možné použiť ako add-on terapiu u pacientov s neadekvátnou kon-trolou astmy eozinofilného fenotypu (Lim et al. 2015, Haldar 2017). Zatiaľ čo spome-nuté liečivá sa viažu na IgE priamo, novší zá-stupca benralizumab sa viaže na alfa recep-torovú podjednotku, čím sprostredkuje

protilátkovo-dependentnú bunkovo spro-stredkovanú cytotoxicitu eozinofilov, bazo-filov a progenitorových buniek eozinofilov v kostnej dreni. Teoreticky ho tento mecha-nizmus robí výhodnejším oproti mepoli-zumabu a reslizumabu (Nowak et al. 2015).

IL-13 indukuje hyperreaktivitu dý-chacích ciest, produkciu hlienu ako aj tvorbu IgE (Gras et al. 2013). Podanie mo-noklonálnej protilátky proti IL-13 lebriki-zumabu viedlo u pacientov s nekontrolova-nou astmou k zníženiu počtu exacerbácií a zlepšeniu pľúcnych funkcií, a to najmä u pacientov s vysokými hladinami periostínu (Liu et al. 2018). V klinických štúdiách sa skúša aj tralokinumab, ktorý funguje na rovnakom princípe,. Ďalšia stratégia vyu-žíva blokádu IL-4α-receptora, ktorý je spo-ločný pre IL-4 a IL-13. Príkladom je mono-klonálna protilátka dupilumab, ktorá v kli-nických štúdiách redukovala počet exacer-bácií u pacientov so zvýšenou hladinou eo-zinofilov v krvi, zlepšila FEV1 a znížila mar-kery spojené s Th2 zápalovým procesom (kompletná fáza III) (Wenzel et al. 2013). Pitrakinra, IL-4 muteín, kompetitívne inhi-buje IL-receptor, pričom v štúdiách boli vi-diteľné značné rozdiely efektivity medzi lie-čivom a IL-4α-receptorom, čo naznačuje existenciu podskupiny s lepšou odozvou na liečbu. Stručný prehľad liečiv je uvedený v tab. 1. Antagonisty lipidových mediátorov

CRTH2 (alebo DP2) je receptor pre prostaglandín D2 (PGD2) prítomný na lym-focytoch, eozinofiloch, bazofiloch a epite-lových bunkách dýchacích ciest. Stimulá-ciou tohto receptoru dochádza k chemota-xii zápalových buniek a vylučovaniu mediá-torov a cytokínov, ako aj diferenciácii epi-telových buniek. U pacientov so závažnou formou astmy je ligand PGD2 zvýšený v bronchoalveolárnej lavážnej tekutine. Fevi-piprant, p.o. DP2 antagonista, je momen-tálne predmetom viacerých klinických štú-dií (White et al. 2018).


32

Liečba namierená proti alarmínom epitelu sa takisto javí ako sľubná, keďže epitel dýchacích ciest produkuje aj značné množstvo mediátorov a cytokínov, okrem iného aj alarmíny, týmusový stromálny lymfopoetín (TSLP), IL-25 a IL-33, ktoré sti-mulujú ďalšie zápalové reakcie. Momen-tálne sa klinicky testuje protilátka proti TSLP (Al-Sajee et al. 2018). Transkripčné faktory ako cieľ liečby

GATA-3 je hlavný transkripčný fak-tor T2 imunitnej odpovede, zodpovedný za

Th2 bunkovú proliferáciu, aktiváciu ako aj produkciu hlavných T2 cytokínov (IL-4, IL-5, IL-9 a IL-13). Navyše, GATA-3 je exprimo-vaný v efektorových bunkách alergického zápalu a jeho hladina je zvýšená v T bun-kách, pričom táto zvýšená expresia korelo-vala aj s IL-5 expresiou a hyperreaktivitou dýchacích ciest (Nakamura et al. 1999). Po-danie SB010, DNA enzýmu schopného štie-piť a inaktivovať GATA3 mRNA, zmiernilo včasné i neskoré reakcie na provokáciu alergénom a znížilo markery Th2-regulova-ného zápalu (Krug et al. 2015).

Tab. 1: Prehľad biologických liečiv (Stokes et al. 2016).

CIEĽ TERAPIA SPÔSOB PODANIA DÁVKOVANIE

IL-5 mepolizumab reslizumab

s.c. i.v.

100 mg každé 4 týždne 3 mg/kg raz za 4 týždne

IL-5 receptor α benralizumab s.c. 100 mg každých 4-8 týž-dňov

IL-4 receptor α dupilumab pitakinra

s.c. nerozvinuté

300 mg každé 1-2 týž-dne

IL-13 lebrikizumab tralokinumab

s.c. s.c.

250 mg mesačne 300 mg každé 2-4 týž-dne

IgE quilizumab ligelizumab omalizumab

Nerozvinuté i.v., s.c. s.c.

0,1-10 mg/kg, 0,2-4 mg/kg každé 2 týždne 150-375 mg každé 2 alebo 4 týždne

Obr. 3: Zhrnutie niektorých kľúčových liečiv, ich mechanizmus účinku a cesta podania (Pepper et al. 2017).


33

Ne-eozinofilový (T2-low) typ astmy Pre T2-low astmu je charakteris-

tická neprítomnosť Th2 cytokínov a zvýše-nia eozinofilov. Namiesto toho je prítomný neutrofilný, pauci-granulocytový zápal, kedy je počet eozinofilov aj neutrofilov v norme, alebo zmiešaný typ zápalu, kedy je zvýšený počet neutrofilov aj eozinofilov (Gauthier et al. 2015). Etiopatogenéza tohto typu ochorenia zatiaľ nie je úplne ob-jasnená, predpokladá sa však významná úloha externých faktorov, ako je fajčenie, znečistenie životného prostredia, pracovná expozícia rôznym iritantom, či infekcie (Nair et al. 2015, Esteban-Gorgojo et al. 2018). Ne-eozinofilná forma predstavuje zhruba 50 % závažných prípadov astmy a terapia kortikosteroidmi býva málo účinná alebo neúčinná. Na rozdiel od T2-high fenotypu astmy, kde sú vo výskume testované viaceré liečivá, vývoj liečiv pre ne-eozinofilný typ astmy napreduje pomal-šie (Esteban-Gorgojo et al., 2018).

Neutrofilný typ zápalu je možné blokovať prostredníctvom dráh, ktoré re-gulujú akumuláciu neutrofilov v dýchacích cestách, napr. cez ovplyvnenie leukotriénu B4, TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, IL-23 a IL-17). Do-teraz sa však žiadnu z týchto signalizačných dráh nepodarilo úspešne blokovať. Sľubné bolo najmä zameranie na IL-8, keďže zvýše-nie IL-8 koreluje so zvýšeným počtom neut-rofilov v dýchacích cestách a zvýšeným vý-skytom exacerbácií. IL-8 pomocou väzby na receptor CXCR1 (nízko afinitný) a CXCR2 (vysoko afinitný) aktivuje proces migrácie neutrofilov do miesta zápalu. Blokáda CXCR2 receptora sa na základe predklinic-kých štúdií javila ako sľubná, u pacientov však nedošlo k zlepšeniu klinických prízna-kov (O´Byrne et al. 2016). Nádejné by mohlo byť aj podanie protilátky proti IL-23 risankizumabu, ktorá je schválená pre liečbu závažnej psoriázy (Chiricozzi et al. 2018).

Liečba rozpustným TNF-α recepto-rovým blokátorom etanerceptom znížila

hyperreaktivitu dýchacích ciest u pacientov s refraktérnou astmou (Howarth et al. 2005). Anti TNF-α terapia je však z dôvodu vysokého risk/benefit pomeru a zvýšeného rizika vzniku malignity a infekcie otázna (Morjaria et al. 2008, Holgate et al. 2011) a mala by byť obmedzená len na úzku sku-pinu pacientov (Brightling et al. 2008).

Ďalším prospešným prístupom u as-tmatikov s neeozinofilným zápalom by mohla byť blokáda LTB4 ako chemoatrak-tanta pre neutrofily. Hoci podanie inhibí-tora proteínu aktivujúceho 5-lipooxyge-názu (FLAP) napriek zníženiu LTE4 v spúte výrazne nezlepšilo klinický stav skupiny 14 pacientov s astmou (Chaudhuri et at. 2014), určité zlepšenie sa dá očakávať pri astme indukovanej kyselinou acetylosalicy-lovou (Esteban-Gorgojo et al. 2018). Nakoľko odpoveď astmatikov s pauci-gra-nulocytickou formou ochorenia na protizá-palovú liečbu môže byť nedostatočná, hy-perreaktivitu dýchacích ciest by mohli ovplyvniť stratégie zamerané na dysfunkciu hladkej svaloviny (LAMA) a žírne bunky alebo v najzávažnejších prípadoch aj bron-chiálna termoplastia (Svenningsen et al. 2017).

Isté zlepšenie kvality života bolo po-písané aj pri užívaní makrolidových antibio-tík, ako sú azitromycín a klaritromycín. Ich účinok pravdepodobne súvisí s inhibíciou NF-κB a iných transkripčných faktorov ako aj s obnovou citlivosti na KS (Esteban-Gor-gojo et al. 2018). Ďalšie terapeutické možnosti

Niektoré nové prístupy k liečbe zá-palu sú zamerané na návrat k homeostáze. Odpoveďou organizmu na akútny zápal je zapojenie mechanizmov, ktoré vedú k re-parácii poškodeného tkaniva. Za tento pro-ces tzv. rezolúcie sú zodpovedné telu vlastné látky, napr. lipoxíny, protektíny, re-solvíny a maresíny. Analógy týchto špecia-lizovaných pro-rezolučných mediátorov


34

(SPMs) boli úspešne použité v liečbe zápa-lových ochorení, o.i. reumatoidnej artri-tídy, syndrómu dráždivého čreva, či astmy (Charriot et al. 2016).

Ako potenciálne prospešné sa uka-zujú aj selektívne inhibítory kináz, ktoré hrajú úlohu v regulácii expresie zápalových génov. Zlepšenie stavu je možné očakávať najmä u pacientov so závažnou formou as-tmy a zníženou odpoveďou na KS (Adcock et al. 2003).

Ďalšími liečivami s veľkým terapeu-tickým potenciálom sú inhibítory fos-fodiesteráz. Okrem neselektívneho inhibí-tora fosfodiesteráz teofylínu sa pri liečbe astmy môžu uplatniť aj selektívne PDE-4 in-hibítory, ako sú roflumilast, rolipram a ci-lomilast, či duálne inhibítory PDE-4 a PDE-3 (Franciosi et al. 2013).

Protizápalový účinok pri astme, hlavne pri astme indukovanej cigaretovým dymom a fenotype s Th17 zápalom vyka-zujú statíny, ktoré zlepšujú aj odpoveď na KS (Barnes et al., 2010).

Ďalšou zaujímavou skupinou liečiv sú agonisty receptora PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor gama), ktoré redukujú infiltráciu pľúcneho tkaniva eozinofilmi i neutrofilmi. Podanie PPARγ agonistu rosiglitazónu zlepšilo pľúcne funk-cie u astmatikov-fajčiarov s nedostatočnou odozvou na liečbu IKS (Barnes et al. 2010).

Nakoľko je pri závažnej astme oxi-dačný stres spoluzodpovedný za progresiu zápalu a rezistenciu na KS, prospešné by mohlo byť aj podanie látok prírodného charakteru s antioxidačným charakterom, napr. resveratrolu alebo kurkumínu (Kir-kham et al. 2006, Rahman et al. 2006, Hsu et al. 2007). Záver

V období posledných 15-20 rokov boli v liečbe pacientov s astmou použité mnohé liečivá z rôznych farmakologických skupín s ohľadom na fenotyp a endotyp as-tmy. Viaceré z nich boli úspešne testované

vo veľkých klinických štúdiách a v blízkej budúcnosti sa predpokladá ich zaradenie do liečby. Iné sú predmetom testovania v experimentálnych modeloch astmy, prí-padne sa hľadajú ďalšie možnosti ovplyvne-nia jednotlivých zápalových kaskád. Práca vznikla s podporou projektov APVV-15-0075, VEGA 1/0356/18 a Grant UK/75/2019. Zoznam použitej literatúry: 1. Adcock IM, Lane SJ. Corticosteroid-insensitive

asthma: molecular mechanisms. J Endocrinol 2003; 178: 347-55.

2. Agache I, Akdis C, Jutel M, Virchow JC. Untan-gling asthma phenotypes and endotypes. Al-lergy 2012; 67(7): 835-46.

3. Agache I, Akdis CA. Endotypes of allergic dise-ases and asthma: An important step in building blocks for the future of precision medicine. Al-lergol Int 2016; 65(3): 243-52.

4. Al-Sajee D, Oliveria JP, Sehmi R, Gauvreau GM. Antialarmins for treatment of asthma: future perspectives. Curr Opin Pulm Med 2018; 24(1): 32-41.

5. Allen & Hanburys Limited UK Study Group. Lancet 1994; 344(8917): 219-24.

6. Barnes PJ. New therapies for asthma: is there any progress? Trends Pharmacol Sci 2010; 31(7): 335-43.

7. Barnig C, Frossard N, Levy BD. Towards targe-ting resolution pathways of airway inflamma-tion in asthma. Pharmacol Ther 2018; 186: 98-113.

8. Brightling C, Berry M, Amrani Y. Targeting TNF-alpha: a novel therapeutic approach for as-thma. J Allergy Clin Immunol 2008; 121(1): 5-10.

9. Charriot J, Vachier I, Halimi L et al. Future tre-atment for asthma. Eur Respir Rev 2016; 25(139): 77-92.

10. Chaudhuri R, Norris V, Kelly K, Zhu CQ, Ambery C, Lafferty J, Cameron E, Thomson NC. Effects of a FLAP inhibitor, GSK2190915, in asthmatics with high sputum neutrophils. Pulm Pharma-col Ther 2014; 27(1): 62-9.

11. Chiricozzi A, Antonioli L, Panduri S, Fornai M, Romanelli M, Blandizzi C. Risankizumab for the treatment of moderate to severe psoriasis. Ex-pert Opin Biol Ther 2018: 1-8.

12. Chung KF, Godard P, Adelroth E et al. Diffi-cult/therapy-resistant asthma: the need for an integrated approach to define clinical pheno-


35

types, evaluate risk factors, understand pat-hophysiology and find novel therapies. Eur Respir J 1999; 13: 1198–208.

13. Esteban-Gorgojo I, Antolín-Amérigo D, Domín-guez-Ortega J, Quirce S. Non-eosinophilic as-thma: current perspectives. J Asthma Allergy 2018; 11: 267-81.

14. Franciosi LG, Diamant Z, Banner KH et al. Effi-cacy and safety of RPL554, a dual PDE3 and PDE4 inhibitor, in healthy volunteers and in pa-tients with asthma or chronic obstructive pul-monary disease: findings from four clinical trials. Lancet Respir Med 2013; 1(9): 714-27.

15. Gauthier M, Ray A, Wenzel SE. Evolving Concepts of Asthma. Am J Respir Crit Care Med 2015; 192: 660-8.

16. Gras D, Chanez P, Vachier I, Petit A, Bourdin A. Bronchial epithelium as a target for innovative treatments in asthma. Pharmacol Ther 2013; 140(3): 290-305.

17. Green RH, Brightling CE, Bradding P. The reclassification of asthma based on subpheno-types. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2007; 7(1): 43-50.

18. Greening AP, Ind PW, Northfield M, Shaw G. Added salmeterol versus higher-dose corti-costeroid in asthma patients with symptoms on existing inhaled corticosteroid. Lancet 1994; 344(8917): 219-24.

19. Haldar P. Patient profiles and clinical utility of mepolizumab in severe eosinophilic asthma. Biologics 2017; 11: 81-95.

20. Himes BE, Koziol-White C, Johnson M et al. Vi-tamin D modulates expression of the airway smooth muscle transcriptome in fatal asthma. PLoS One 2015; 10: e0134057.

21. Holgate ST, Noonan M, Chanez P et al. Efficacy and safety of etanercept in moderate-to-se-vere asthma: a randomised, controlled trial. Eur Respir J 2011; 37: 1352-9.

22. Howarth PH, Babu KS, Arshad HS et al. Tumour necrosis factor (TNFalpha) as a novel therape-utic target in symptomatic corticosteroid dependent asthma. Thorax 2005; 60(12): 1012-8.

23. Hsu CH, Cheng AL. Clinical studies with cur-cumin. Adv Exp Med Biol 2007; 595: 471–80.

24. Humbert M, Busse W, Hanania NA et al. Oma-lizumab in asthma: an update on recent deve-lopments. J Allergy Clin Immunol Pract 2014; 2: 525-536.e1.

25. Jatakanon A, Lim S, Barnes PJ. Changes in sputum eosinophils predict loss of asthma con-trol. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161(1): 64-72.

26. Kirkham P, Rahman I. Oxidative stress in as-thma and COPD: antioxidants as a therapeutic strategy. Pharmacol Ther 2006;111: 476–94.

27. Krug N, Hohlfeld JM, Kirsten AM et al. Allergen-induced asthmatic responses modified by a GATA3-specific DNAzyme. N Engl J Med 2015; 372(21): 1987-95.

28. Kudo M, Ishigatsubo Y, Aoki I. Pathology of as-thma. Front Microbiol 2013; 4: 263.

29. Lim HF, Nair P. Efficacy and safety of resli-zumab in patients with moderate to severe eo-sinophilic asthma. Expert Rev Respir Med 2015; 9: 135e142.

30. Lipworth BJ. Leukotriene-receptor antago-nists. Lancet 1999; 353: 57-62.

31. Liu Y, Zhang S, Chen R et al. Meta-analysis of randomized controlled trials for the efficacy and safety of anti-interleukin-13 therapy with lebrikizumab in patients with uncontrolled as-thma. Allergy Asthma Proc 2018; 39(5): 332-7.

32. Morjaria JB, Chauhan AJ, Babu KS, Polosa R, Davies DE, Holgate ST. The role of a soluble TNFalpha receptor fusion protein (etanercept) in corticosteroid refractory asthma: a double blind, randomised, placebo controlled trial. Thorax 2008; 63: 584-91.

33. Nair P, Aziz-Ur-Rehman A, Radford K. Therape-utic implications of 'neutrophilic asthma'. Curr Opin Pulm Med 2015; 21(1): 33-8.

34. Nowak RM, Parker JM, Silverman RA et al. A randomized trial of benralizumab, an anti in-terleukin 5 receptor a monoclonal antibody, after acute asthma. Am J Emerg Med 2015; 33: 14e20.

35. O'Byrne PM, Metev H, Puu M et al. Efficacy and safety of a CXCR2 antagonist, AZD5069, in pa-tients with uncontrolled persistent asthma: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet Respir Med 2016; 4(10): 797-806.

36. Pavord ID, Brightling CE, Woltmann G, Wardlaw AJ. Noneosinophilic corticosteroid unresponsive asthma [letter]. Lancet 1999; 353: 2213–14.

37. Pepper AN, Renz H, Casale TB, Garn H. Biologic Therapy and Novel Molecular Targets of Se-vere Asthma. J Allergy Clin Immunol Pract 2017; 5(4): 909-16.

38. Quirt J, Hildebrand KJ, Mazza J, Noya F, Kim H. Asthma. Allergy Asthma Clin Immunol 2018; 14(Suppl 2): 50.

39. Rahman I, Biswas SK, Kirkham PA. Regulation of infl ammation and redox signaling by dietary polyphenols. Biochem Pharmacol 2006; 72: 1439-52.


36

40. Salvi SS, Babu KS, Holgate ST. Is asthma really due to a polarized T cell response toward a hel-per T cell type 2 phenotype? Am J Respir Crit Care Med 2001; 164(8 Pt 1): 1343-6.

41. Stokes JR, Casale TB. Characterization of as-thma endotypes: implications for therapy. Ann Allergy Asthma Immunol 2016; 117(2): 121-5.

42. Svenningsen S, Nair P. Asthma Endotypes and an Overview of Targeted Therapy for Asthma. Front Med (Lausanne) 2017; 4: 158.

43. Upham JW, Chung LP. Optimising treatment for severe asthma. Med J Aust 2018; 209(2): S22-S27.

44. Wenzel S. Severe asthma: from characteristics to phenotypes to endotypes. Clin Exp Allergy 2012; 42(5): 650-8.

45. Wenzel S, Ford L, Pearlman D et al. Dupilumab in persistent asthma with elevated eosinophil levels. N Engl J Med 2013; 368: 2455-66.

46. White C, Wright A, Brightling C. Fevipiprant in the treatment of asthma. Expert Opin Investig Drugs 2018; 27(2): 199-207.

47. Xystrakis E, Kusumakar S, Boswell S et al. Re-versing the defective induction of IL-10-secre-ting regulatory T cells in glucocorticoid-re-sistant asthma patients. J Clin Invest 2006; 116: 146-55.


37

Benzodiazepíny a ich nové deriváty v procedurálnej anestézii

Marta Jošková1, Peter Ďurdík2, Dušan Koniar3, Libor Hargaš3, Soňa Fraňová1

1Ústav farmakológie a BioMed, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komen-ského v Bratislave, Martin, 2Klinika detí a dorastu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Uni-verzita Komenského v Bratislave a Univerzitná nemocnica Martin, Martin, 3Katedra mecha-

troniky a elektroniky, Žilinská univerzita, Žilina E-mail: [email protected]

Úvod Prvá generácia intravenóznych lie-

kov použitých na indukciu a udržiavanie anestézie sa datuje k roku 1930 zavedením tiopentalu do klinickej praxe. Od tejto doby bolo vyvinutých niekoľko ďalších intrave-nóznych anestetík ako napr. propofol, keta-mín, etomidát, dexmedetomidín a benzo-diazepíny, ktoré prispeli nemalou mierou k zlepšeniu a skvalitneniu celkovej anesté-zie. Vo výskume sa analyzujú aj účinky no-vých farmakologicky účinných látok za úče-lom vyššej bezpečnosti, účinnosti, rýchlej-šieho nástupu, ako aj ukončenia účinku anestetika a lepšej predikcie jeho farmako-dynamického účinku. Iba 1 z 10 liekov získa v I. fáze vývoja povolenie Food and Drug Administration (FDA) na ďalší klinický vý-skum.

Najnovšie sa vyvíjajúce inovácie v tejto oblasti sú primárne zamerané na modifikáciu chemickej štruktúry už existu-júcich účinných anestetík so zlepšením ich farmakokinetických, farmakodynamických vlastností a redukciou rizika nežiaducich účinkov.

Farmakológia midazolamu

Midazolam je frekventovane použí-vané sedatívum a anxiolytikum na dosiah-nutie účinnej sedácie nielen u hospitalizo-vaných, ale aj ambulantných pacientov. Má svoje nezastupiteľné miesto v príprave pa-cientov k procedurálnym výkonom. Na roz-

diel od ostatných benzodiazepínov, ako na-príklad diazepamu a lorazepamu, je vhodný vzhľadom k rýchlo dosiahnutému vrcholovému účinku. Nedisponuje však analgetickým účinkom a vzhľadom k peče-ňovému metabolizmu systémom cyto-chrómu P450 3A4 a 3A5 v dôsledku gene-ticky podmienených rozdielov, ale aj u pa-cientov s pečeňovými ochoreniami, sa môže jeho eliminačný polčas, ako aj doba zotavenia sa pacienta z anestézie niekoľko-násobne predĺžiť. Problém nadmerne indu-kovanej sedácie je možné aktuálne riešiť dostupnosťou antidóta flumazenilu. Pri jeho použití však anesteziológ, ako aj en-doskopista musia byť pripravení na mož-nosť opätovnej sedácie a útlmu dýchania po ukončení účinku z dôvodu kratšieho bi-ologického polčasu v porovnaní s mida-zolamom (Du Rand et al., 2013).

Midazolam patrí do skupiny derivá-tov imidazobenzodiazepínov. Zatiaľ čo jeho rozpustnosťou vo vode pri pH ˂ 4 sa mini-malizuje bolestivosť pri injekčnom podá-vaní, vysoko lipofilné vlastnosti nadobúda pri fyziologickom pH s distribučným obje-mom rovnakým pre novorodencov aj do-spelých Vd 1,1 l/kg, čím je zabezpečená jeho rýchla distribúcia do cieľových tkanív. Biologická dostupnosť je znížená na 50 % v prípade perorálneho alebo intrana-zálneho podania. Midazolam je účinnejší s rýchlejším nástupom kratšieho trvania v porovnaní v diazepamom. Kým jeho bio-



38

logický polčas eliminácie sa pohybuje v roz-medzí 1,5 – 3,0 hodiny, v prípade dia-zepamu je predĺžený až na 20 hodín. Biolo-gický polčas sa predlžuje viac ako 3-ná-sobne aj u zdravých novorodencov v po-rovnaní s dospelými. Eliminácia mida-zolamu prebieha hydroxyláciou na 1-OH midazolam účinkom pečeňových enzýmov CYP3A4 a CYP3A5 s následnou konjugáciou s kyselinou glukurónovou pred vylúčením obličkami. V prvých týždňoch života je akti-vita CYP3A4 prítomná, ale redukovaná v porovnaní s dospelými, výsledkom čoho je spomalenie klírensu midazolamu u novo-rodencov. Expresia CYP3A5 je redukovaná na 10 – 30 %. Aktivita obidvoch enzýmov dosahuje hodnotu dospelých v priebehu prvého roku života. Midazolam sa vo vyso-kom percente viaže na plazmatické bielko-viny, u dospelých väzobná kapacita dosa-huje 98 % (Pacifici, 2014). Metabolity mida-zolamu majú zanedbateľné sedatívne účinky, čím je midazolam predurčený k vy-volaniu sedácie pacienta pri vedomí počas realizácie krátkodobých endoskopických výkonov, k docieleniu predoperačnej se-dácie, ako aj na indukciu celkovej anesté-zie. Pre spomenuté indikácie je dostupný v injekčnej forme. Navyše poskytuje hemo-dynamickú stabilitu pacienta s anterográd-nou amnéziou (Suri, 2000).

Benzodiazepíny majú depresívny účinok na dýchanie, centrálnym mechaniz-mom potláčajú kašľový reflex (Chou and Wang, 1975) a priamym mechanizmom re-laxujú hladkú svalovinu dýchacích ciest cez inhibíciu napäťovo riadených Ca2+ kanálov (Yamake et al., 1999).

Benzodiazepíny a mukociliárny klírens

Benzodiazepíny sa používajú v prí-prave pacienta s ciliárnou dyskinéziou na bronchoskopické vyšetrenie, ktoré je po-trebné realizovať za účelom diferenciálnej diagnostiky jej primárnej alebo sekundár-nej formy. Pri výslednom hodnotení je

treba mať na zreteli prípadný vplyv aneste-tík použitých v príprave pacienta na rých-losť pohybu riasiniek (CBF) a eliminovať tak možnosť stanovenia falošne pozitívnej diagnózy primárnej ciliárnej dyskinézie. Za týmto účelom sme v in vitro experimentál-nych podmienkach analyzovali účinok ben-zodiazepínov na CBF morčiat premedikova-ných midazolamom v odporúčanej dávke 0,1 mg/kg podanej intraperitoneálne. Bio-logický materiál získaný brushingovou me-todikou (Joskova et al., 2016) bol použitý na prípravu suspenzie ciliárnych buniek v prítomnosti RPMI 1640 živného média udržiavanom na štandardnej teplote 37 ˚C. V náteri suspenzie buniek na podložnom mikroskopickom sklíčku boli pohyblivé cílie vyselektované pomocou mikroskopu (Zeiss Axio Vert. A1; Carl Zeiss AG, Göttingen, Germany) následne zaznamenávané vyso-korýchlostnou Basler kamerou (Basler A504kc; Basler AG, Germany). Získané vi-deozáznamy boli analyzované softvérom Ciliary analysis (LabVIEW™) založenom na rozdieloch v intenzite farby, pričom sledo-vaným parametrom bola CBF vyjadrená v Hertzoch. Výstupom bola priemerná hod-nota CBF v tzv. oblastiach záujmu (ROI) ob-sahujúcich kmitajúce riasinky. Výsledky, ktoré boli štatisticky spracované a vyhod-notené použitím Studentovho T-testu ne-potvrdili našu hypotézu cilioinhibičného účinku benzodiazepínov (Obr. 1). Ich ago-nistickým pôsobením na benzodiazepíno-vom receptore sa zvyšuje pôsobenie GABA neurotransmitera na vodivosť chlorido-vého kanála za účelom inhibičnej neuro-transmisie v dôsledku hyperpolarizácie bunkových membrán. V našich experimen-toch však hyperpolarizácia bola príčinou paradoxného urýchlenia CBF ako následok rýchlej zmeny smeru pohybu riasinky do-predu alebo dozadu (Ohba et al., 2013; Jos-kova et al., 2016). Eukaryonty, druh Para-mecium, ktorých povrch pokrývajú cílie, ex-primujú signifikantné množstvo GABA neu-rotransmitera, ktoré si dokážu syntetizovať


39

z glutamátu (Ramoino et al., 2010). V ich plazmatickej membráne aj cytoplazme boli imunofluorescenčne dokázané GABAA re-ceptory (Ramoino et al., 2004). Naše vý-

sledky sú v súlade so závermi experimen-tálnej štúdie kolektívu autorov Iida et al. (2006), ktorí však analyzovali priamy účinok midazolamu, ako aj iných anestetík na CBF.

Obr. 1: Vplyv premedikácie midazolamom na frekvenciu kmitania cílií (CBF) v trachey morčiat v in vitro experi-mentálnych podmienkach. Kontrola - cílie trachey zdravých morčiat získané brushingovou metodikou expono-vané fyziologickému roztoku; Midazolam - cílie trachey morčiat získané brushingovou metodikou a exponované midazolamu po jeho systémovom podaní v dávke 0,1 mg/kg intraperitoneálne (10-2 M). Vyznačené odchýlky označujú štandardnú chybu priemeru ±SEM; n=8; midazolam vs. kontrola.

Farmakológia remimazolamu Inovatívny výskum na poli anestezi-

ológie prináša na trh nové anestetiká s jedi-nečnými farmakokinetickými a farmakody-namickými vlastnosťami. Jedným z nich je aj remimazolam, nové intravenózne krát-kodobo pôsobiace anestetikum na báze es-terov, ktorého chemická štruktúra umož-ňuje rýchly metabolizmus prostredníctvom systému esteráz nezávislý od aktivity peče-ňových enzýmov cytochrómu P450 a oblič-kových funkcií. V súčasnosti je v III. fáze kli-nického výskumu venovaného procedurál-nej sedácii. Ako naznačuje jeho názov, re-mimazolam v sebe kombinuje vlastnosti 2 unikátnych liekov používaných v anestezio-lógii, midazolamu a remifentanilu (obr. 2).

Remimazolam sa v mozgu s vysokou afinitou viaže na rovnaký benzodiazepí-nový receptor ako midazolam prítomný na GABAA komplexe receptora s chloridovým kanálom. Tento komplex má pentamérickú štruktúru tvorenú α, β a γ podjednotkami nachádzajúcimi sa okolo centrálne ulože-ného chloridového kanála. Benzodiazepíny väzbou na α a γ podjednotky facilitujú pô-sobenie inhibičného neurotransmitera GABA na otvorenie kanála, výsledkom čoho je zvýšené vedenie chloridových iónov s ná-slednou hyperpolarizáciou produkujúcou inhibičnú odpoveď a spomalenie šírenia nervového vzruchu. Účinok benzodiazepí-nov je závislý od dávky. Nižšie dávky vyvo-lávajú anxiolytický účinok, zatiaľ čo vyššie sú príčinou sedácie a hypnózy.


40

Obr. 2: Chemická štruktúra anestetík midazolamu, remifentanilu a remimazolamu.

Tab. 1: Porovnanie farmakologických vlastností midazolamu a remimazolamu.

MIDAZOLAM REMIMAZOLAM

• nebolestivé i.v. podanie • variabilný nástup účinku • pečeňový metabolizmus systémom cyto-

chrómu P450 3A4 a 3A5 • variabilná a predĺžená doba sedácie • hemodynamická stabilita • nie je nutná prítomnosť anesteziológa • prítomnosť antidóta • potenciál využitia: sedácia pacienta pri ve-

domí počas realizácie krátkodobých en-doskopických výkonov, docielenie predope-račnej sedácie, ako aj indukcia celkovej anestézie

• nebolestivé i.v. podanie • rýchly nástup a ukončenie účinku • výhodný metabolizmus tkanivovými karbo-

xylovými esterázami • účinnejšia kontrola sedácie • hemodynamická stabilita: nižšie riziko

hypotenzie v porovnaní s remifentanilom • prítomnosť antidóta • vyššia bezpečnosť • predvídateľná doba návratu vedomia • potenciál využitia: procedurálna sedácia,

celková anestézia, sedácia v intenzívnej medicíne

Remimazolam navyše vykazuje rov-naké farmakokinetické vlastnosti ako opi-oid remifentanil, ktorý patrí k látkam s es-terovou štruktúrou. Ich vzájomným syner-gickým pôsobením sa cieli lepší sedatívny a anxiolytický účinok. V experimentálnych štúdiách remimazolam dosiahol rýchlejší nástup a ukončenie účinku v porovnaní s midazolamom. Jeho účinok je primárne ukončený činnosťou tkanivových karboxy-lových esteráz za vzniku neaktívneho meta-bolitu CNS 7054 s nízkou aktivitou na GA-BAA receptore. Ide o dôležitý mechaniz-mus, ktorým sa limituje trvanie a intenzita sedatívneho účinku. Plazmatický klírens CNS 7056 je približne trojnásobne rýchlejší v porovnaní s midazolamom. Extrahepa-tálny klírens ponúka nízke riziko pre liekové interakcie. Remimazolam má kinetiku 1.

rádu, pri ktorej koncentrácia lieku klesá ex-ponenciálne s časom. Z dôvodu orgánovo-nezávislej eliminácie, relatívne krátkeho bi-ologického polčasu (7 – 8 min) dokonca aj po 2- hodinovej infúzii a dostupnosti špeci-fického antidóta flumazenilu v prípade pre-dávkovania robí z neho bezpečné anesteti-kum dokonca aj u pacientov s poškodením pečene a obličiek (tab. 1).

Hoci remimazolam bol pôvodne vy-vinutý za účelom procedurálnej sedácie, mnoho štúdií je v súčasnosti venovaných jeho využitiu v indukcii a udržiavaní celko-vej anestézie (Bansal and Singha, 2018). V nedávnej experimentálnej štúdii bol po-tvrdený zosilnený analgetický účinok remi-fentanilu v prítomnosti remimazolamu po-daného inhalačnou cestou, bez nežiaducich účinkov na dýchacie cesty (Bevans et al., 2017).


41

Záver Záverom je možné konštatovať, že

midazolam podávaný samostatne nemá negatívny dopad na mukociliárny transport v súvislosti s ovplyvnením rýchlosti pohybu riasiniek v in vitro experimentálnych pod-mienkach. V budúcnosti však bude pravde-podobne nahradený novými modifikova-nými formami liečiv, ktorými bude možné docieliť rýchlejší nástup sedácie kratšieho trvania s nižším rizikom nežiaducich účin-kov. Ich účinok na mukociliárny transport tak zatiaľ ostáva otázny a môže byť pred-metom nášho ďalšieho výskumu. Tento výskum bol podporený nasledujúcimi projektami: Meranie kinetiky cílií respiračného traktu (ITMS 2622022019), CEKR II, VEGA 1/0160/17; APVV 0305-12, BioMed Martin (ITMS 26220220187). Poďakovanie patrí aj MUDr. Alene Ľuptákovej, PhD. z Kliniky detskej anestéziológie a intenzívnej medicíny JLF UK a UNM v Martine za materiálnu pomoc, ako aj Kataríne Jesenskej z Ústavu farmakológie JLF UK v Martine za technickú pomoc. Použitá literatúra 1. Bansal S. and Singha Sh. Remimazolam (CNS

7056): an Emerging Sedative and General Ana-esthetic. 2018; www.jcdr.net; DOI: 10.7860/JCDR/2018/30823.11263

2. Bevans T, Deering-Rice C, Stockmann C, Rower J, Sakata D, Reilly C. Inhaled Remimazolam Po-tentiates Inhaled Remifentanil in Rodents. Anesth Analg 2017; 124(5):1484-1490. doi: 10.1213/ANE.0000000000002022.

3. Du Rand IA, Blaikley J, Booton R, Chaudhuri N, Gupta V, Khalid S, Mandal S, Martin J, Mills J,

Navani N, Rahman NM, Wrightson JM, Munavvar M. British Thoracic Society guideline for diagnostic flexible bronchoscopy in adults: accredited by NICE. Thorax 2013; 68: i1–i44.

4. Chou DT and Wang SC. Studies on the localiza-tion of central cough mechanism; site of action of antitussive drugs. JPET 1975; 194(3): 499-505

5. Iida H, Matsuura Sh, Shirakami G, Tanimoto K, Fukuda K. Differential effects of intravenous anesthetics on ciliary motility in cultured rat tracheal epithelial cells. Can J Anaesth 2006; 53(3): 242–249.

6. Joskova M, Sutovska M, Durdik P, Koniar D, Hargas L, Banovcin P, Hrianka M, Khazaei V, Pappova L, Franova S. The Role of Ion Channels to Regulate Airway Ciliary Beat Frequency Du-ring Allergic Inflammation. Adv Exp Med Biol 2016; 921:27-35. doi: 10.1007/5584_2016_247.

7. Pacifici GM. Clinical pharmacology of mida-zolam in neonates and children: effect of dise-ase-a review. Int J Pediatr 2014; 2014: 309342.

8. Ramoino P, Milanese M, Candiani S, Diaspro A, Fato M, Usai C, Bonanno G. γ-Amino butyric acid (GABA) release in the ciliated protozoon Paramecium occurs by neuronal-like exocyto-sis. J Exp Biol 2010; 213: 1251-1258; doi: 10.1242/jeb.039594.

9. Ramoino P, Scaglione S, Diaspro A, Beltrame F, Fato M, Usai C. GABAA receptor subunits iden-tified in Paramecium by immunofluorescence confocal microscopy. FEMS Microbiology Let-ters 2004; 238: 449–453.

10. Suri Y. Evaluation of midazolam and diazepam for pre-operative sedation. Med J Armed For-ces India 2000; 56(4): 287-292.

11. Yamakage M, Matsuzaki T, Tsujiguchi N, Honma Y, Namiki A. Inhibitory Effects of Dia-zepam and Midazolam on Ca2+ and K+ Chan-nels in Canine Tracheal Smooth Muscle Cells. Anesthesiology 1999; 90: 197-207.


42

Nové trendy a liečivá v oblasti antipsychotík

Adam Nemček1,2, Martina Šutovská2

1Psychiatrické oddelenie, Nemocnica s poliklinikou, Nové Zámky, 2Ústav farmakológie, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univertzitá Komenského v Bratislave, Martin


Antipsychotiká sú liečiva určené pri-márne na terapiu psychotických príznakov (halucinácie, bludy) pri psychotických poru-chách, respektíve v terapii a stabilizácii pa-ticky elevovaného ladenia pri afektívnych poruchách (manická fáza bipolárnej afek-tívnej poruchy). Využívajú sa aj v rámci udr-žiavacej medikácie pri bipolárnej afektívnej poruche, ako augmentácia antidepresív pri farmakorezistentných depresívnych poru-chách, v rámci off-label indikácii v terapii impulzívneho, samopoškodzujúceho a anti-sociálneho správania pri poruchách osob-nosti.

Napriek existencii nových antipsy-chotík pôsobiacich na široké spektrum re-ceptorov na významnejší prelom v oblasti antipsychotík stále čakáme. V súčasnosti, keď existujú antipsychotiká, ktoré dokážu spoľahlivo eliminovať psychotickú sympto-matiku sa do popredia terapeutického zá-ujmu dostáva ovplyvnenie negatívnych a kognitívnych príznakov schizofrénie. Práve negatívne a kognitívne príznaky schi-zofrénie vedú k závažným funkčným defi-citom a sú často príčinou pretrvávajúcej in-validity. Za prelom v terapii schizofrénie, na ktorý psychiatrická verejnosť očakáva prak-ticky od objavenia sa klozapínu preto mohlo byť objavenie sa liečiva, ktoré si za-chová jednak antipsychotickú účinnosť a na druhej strane dokáže pozitívne ovplyvniť negatívne i kognitívne príznaky poruchy. Jednalo by sa o tzv. „ideálne antipsychoti-kum“.

Teóriou, ktorá sa najčastejšie dáva do súvislosti so schizofréniou a na základe ktorej boli a aj sú vyvíjané antipsychotiká je

dopamínová teória schizofrénie. Okrem iných dôkazov sa na formulácii tejto teórie podieľalo aj pozorovanie, že psychoaktívne látky, ktoré zvyšujú extracelulárne koncen-trácie dopamínu, môžu viesť ku vzniku psy-chotických príznakov podobných tým pri schizofrénii (Lieberman et al., 1987). Teóriu potvrdilo aj zistenie, že látky, ktoré znižujú extracelulárnu koncentráciu dopamínu (napríklad rezerpín a alfa-metyl-para-ty-rozín) vedú k redukcii psychotických prí-znakov (Carlsson et al., 1973; Arnold a Fre-eman, 1956). Ďalšie dôkazy prišli v sedem-desiatych rokoch keď sa objavili pozorova-nia, že klinická účinnosť antipsychotík je priamo úmerná ich afinite k dopamínovym receptorom (Seeman and Lee,1975). Tieto tvrdenia v podstate už v sedemdesiatych rokoch postavili dopamín do role hlavného neurotransmitera v patofyziológii schizof-rénie. Vtedajšie teórie však boli značne re-dukcionistické, všeobecné a existovalo veľké množstvo otázok, na ktoré nedoká-zali poskytnúť plauzibilné vysvetlenie. Roz-voj v oblasti PET a SPECT vo výskume umožnil podrobnejšie štúdium abnormalít dopaminergického systému pri schizofrénii na receptorovej úrovni a poskytol dôležité odpovede. Pomocou týchto technológii sa podarilo lokalizovať dopamínovú dysfunk-ciu na presynaptickú úroveň a zistila sa vý-znamne zvýšená kapacita pre syntézu do-pamínu u pacientov so schizofréniou v po-rovnaní so zdravými kontrolami (Howes et al., 2012). Napriek pomerne presvedčivým dôkazom o dopamínovej dysfunkcii vedú-cej k manifestácii príznakov schizofrénie ostáva nezodpovedaných viacero otázok.



43

Jednou z týchto nevyjasnených otázok je rezistencia niektorých pacientov na liečbu antidopaminergicky pôsobiacimi liečivami. Podľa dostupných údajov až jedna tretina pacientov neodpovedá na liečbu iným an-tipsychotikom ako klozapínom, napriek dostatočnej obsadenosti D2 receptorov (Kapur et al.,2000; Mortimer et al.,2010). Okrem rezistencie na liečbu D2 antagonis-tami neodpovedajú ani na prístupy, ktoré vedú k deplécii dopamínu na presynaptic-kej úrovni (Remington et al., 2012). Uve-dené fakty potvrdzujú, že u časti pacientov sa jedná o komplexnejšiu poruchu ako o „obyčajnú“ excesívnu dostupnosť dopa-mínu na presynaptickej úrovni a naznačujú existenciu tzv. „non-dopaminergickej“ formy schizofrénie.

Čoraz väčší význam sa začal prikla-dať zapojeniu iných neurotransmiterových systémov v patofyziológii schizofrénie. Mo-mentálne azda najviac rezonujúcim je glutamátový systém. K úvahám o zapojení glutamátového systému v patogenéze schi-zofrénie viedlo zistenie, že látky ktoré pô-sobia antagonisticky na NMDA receptor – fencyklidín, ketamín, MK-801 – vyvolávajú príznaky, ktoré sú veľmi podobné symptó-mom schizofrénie a zahŕňajú pozitívne i negatívne príznaky (Krystal et al., 1994; Ja-vitt, 2007). Glutamatergická neurotrans-misia sa uskutočňuje v CNS prostred-níctvom metabotropných a ionotropných receptorov. Metabotropné receptory možno rozdeliť na tri podskupiny. Skupiu I tvoria receptory mGluR1 a mGluR5, ktoré sú prevažne postsynaptické, skupiny II (mGluR2, mGluR3) a III (mGluR4, mGluR6, mGluR7 a mGluR8) sú primárne presynap-tické a modulujú uvoľňovanie neurotran-smiterov. Medzi ionotropné receptory pat-ria NMDA a AMPA receptory, pomenované skratkou podľa agonistov, ktoré ich selek-tívne aktivujú (Kew a Kemp, 2005). V súvis-losti so zapojením glutamátového systému sa skúmalo viacero či už ionotropných

alebo metabotropných glutamátových re-ceptorov, prevláda hypotéza o primárnej poruche na úrovni NMDA receptorov (Stone et al., 2007). NMDA receptory sú dôležité pre vývoj ale aj pre funkciu inhibič-ných interneurónov. Predpokladá sa, že hy-pofunkcia NMDA receptorov na GABA inhi-bičných interneurónoch môže viesť k poru-che formovania GABAergných okruhov a v dôsledku toho k nedostatočnej inhibícii a deliberácii dopamínového systému (Co-hen et al., 2015). Práve pre silnejúce dô-kazy o zapojení NMDA receptorov v pato-fyziológii schizofrénie sa pozornosť sústre-ďuje na látky, ktoré rôznym spôsobom ovplyvňujú NMDA receptory. NMDA recep-tory na rozdiel od AMPA receptorov vyža-dujú na aktiváciu okrem glutamátu prítom-nosť aj ďalšieho ko-agonistu pôsobiaceho spolu s glutamátom. V oblasti glycínového väzbového miesta potencuje funkciu NMDA receptorov D-serín, naopak kyselina kynurenínová, metabolit tryptofánu pôsobí v uvedenej oblasti ako antagonista (Ha-lassa et al., 2007; Schwarcz et al., 2012 ). Tak D-serín ako aj kyselina kynurenínová sú uvoľnované astrocytmi a dysregulácia ich syntézy či uvoľnovania bola predložená ako jeden z mechanizmov v patofyziológii schi-zofrénie (Panatier et al., 2006; Potter et al., 2010).Okrem pôsobenia prostredníctvom D-serínu možno posilniť neurotransmisiu cez NMDA receptory aj priamo prostred-níctvom glycínu, napríklad znížením jeho spätného vychytávania.

Najkomplexnejšou sa javí integrácia dopamínovej a glutamátovej teórie. Zapo-jenie dopamínového systému v patofyzio-lógii pozitívnych príznakov je dokladované viacerými štúdiami i klinickou skúsenosťou, čo však nemožno tvrdiť o negatívnych prí-znakoch, ktoré by mohla objasniť skôr hy-pofunkcia a dysfunkcia NMDA receptorov so všetkými dôsledkami (Javitt,2010). Do-pamínové neuróny sú regulované projek-ciami glutamátových neurónov do oblasti dopamínových jadier (McGuire et


44

al.,2008). Zjednodušene možno tvrdiť, že glutamátový systém „reguluje“ dopamí-nový systém a pri dysfunkcii NMDA recep-torov obzvlášť na GABA - inhibičných inter-neurónoch dochádza k hyperaktivite „downstream“ glutamátových neurónov a desliberácii dopamínového systému. Uvedené poznatky vedú k vývoju rôznych látok modulujúcich glutamátový systém a začali sa objavovať výsledky viacerých vý-skumov sledujúcich vplyv glutamátergicky pôsobiacich liečiv u pacientov so schizofré-niou. Vzhľadom na fakt, že priame pôsobe-nie exogénneho glutamátu môže viesť jed-nak k excitotoxicite ale na druhej strane aj k desenzitizácii receptorov, našli sa alterna-tívne spôsoby, ako podporiť glutamátovú neurotransmisiu.

Bitopertin je potentným a selektív-nym inhibítorom glycínového transportéra typu I a zvyšuje synaptické koncentrácie glycínu (Pinard et al.,2010). V predklinic-kých štúdiách bola pri bitopertine pozoro-vaná normalizácia experimentálne navode-ných dopamínergických a glutamátergic-kých zmien (Alberati et al., 2012). Povzbu-divé výsledky boli zaznamenané aj v štúdii, kde sa bitopertin pridal k existujúcej an-tipsychotickej medikácii a skúmal sa vplyv na negatívne príznaky schizofrénie (Um-bricht et al., 2014). Pomerne priaznivo pre bitopertin vyznela aj štúdia, ktorá porovná-vala bitopertin a olanzapín s placebom v kontexte pripravenosti pacientov na pre-pustenie z nemocnice po akútnej exacerbá-cii schizofrénie. V uvedenej štúdii bola účinnosť bitopertinu rovnocenná účinnosti olanzapínu (Bugarski-Kirola et al., 2014). Sklamanie však nastalo po realizácii fázy III. klinického skúšania kde bolo zistené, že prí-davná liečba bitopertinom vedie prinajlep-šom k miernemu efektu (Bugarski-Kirola et al.,2017; Bugarski-Kirola et al.,2016).

Zaujímavou a netradičnou terapeu-tickou perspektívou v terapii negatívnych príznakov schizofrénie je antibiotikum mi-nocyklín. Ide o tetracyklínové antibiotikum

druhej generácie s neuroprotektívnymi vlastnosťami. Neuroprotektívne vlastnosti sú determinované protizápalovými, neu-rotrofickými, antioxidačnými a antiapopto-tickými charakteristikami minocyklínu (Garrido-Mesa et al., 2013). Pôsobenie na glutamátergický systém môže byť ne-priame a jednou z možností je, že minocyk-lín môže modulovať signalizáciu cez NMDA receptory inhibíciou tvorby reaktívnych kyslíkových radikálov (Monte et al.,2013). V experimente bola potvrdená schopnosť zabrániť behaviorálnym efektom NMDA antagonistov ak bol pred ich administrá-ciou podaný experimentálnym zvieratám (Levkovitz et al., 2007; Zhang et al., 2010). Sľubné výsledky boli dosiahnuté aj v klinic-kom skúšaní u pacientov so schizofréniou. V placebom kontrolovanej, dvojito zaslepe-nej štúdii, kde bol minocyklín pridaný k predchádzajúcej antipsychotickej medi-kácii pacientom u ktorých psychotická po-rucha prepukla maximálne pred 5 rokmi sa zaznamenalo štatisticky významné zlepše-nie negatívnych príznakov (Chaudry et al., 2012). Rovnako bol popisovaný efekt na zlepšenie symptomatiky aj v dvoch kazuis-tikách, kde bol minocyklín indikovaný pri-márne kvôli pneumónii a dekubitu. Sú-časne sa podávali antipsychotiká (haloperi-dol a risperidón). V oboch prípadoch pri snahe o vysadenie minocyklínu pri zacho-vanom dávkovaní antipsychotík došlo k vý-znamnému zhoršeniu klinickej symptoma-tiky, čo poukazuje na kauzálnu súvislosť s vysadením minocyklínu (Miyaoka et al., 2007).

Lamotrigín je liečivo, ktoré znižuje uvoľňovanie glutamátu. V experimente u zdravých dobrovoľníkov bola zistená schopnosť lamotrigínu inhibovať prejavy ketamínom indukovanej psychózy (Hosák a Libiger,2002). Tieto experimentálne zis-tenia boli neskôr podporené aj výsledkami rozsiahlej meta-analýzy avšak výsledky ne-boli také povzbudivé ako sa očakávalo (Tii-honen et al., 2009).


45

Topiramát predstavuje látku, ktorá môže modulovať efekt nadmernej „down-stream“ glutamátovej neurotransmisie an-tagonizmom na AMPA receptoroch (Howes et al.,2015). Pozitívny efekt topiramátu ako augmentácie antipsychotík pri farmakore-zistentnej schizofrénii sa dokázal a potvrdil vo viacerých štúdiách (Dursun a Dea-kin,2001;Tiihonen et al., 2005).

Na záver treba povedať, že rola do-pamínu a hlavne presynaptická dopamí-nová dysfunkcia v patofyziológii schizofré-nie je nespochybniteľná, potvrdená v pred-klinických modeloch ako aj rokmi klinických skúseností. Záver 21. storočia však prinie-sol viacero dôkazov o úlohe glutamátového systému v patofyziológii schizofrénie, aj keď doposiaľ neexistuje jednoznačný kon-senzus a jednotný model. Najplauzibilnej-šou sa javí teória integrujúca obe hypotézy – dopamínovú i glutamátovú, podľa ktorej glutamátová dysfunkcia zodpovedná za ne-gatívne a kognitívne príznaky a predchádza alteráciam v dopamínovom systému, kto-rému možno pripísať pozitívne príznaky. Uvedené príklady liečiv, pri ktorých boli za-dokumentované výsledky z predklinických i klinických skúšaní poukazujú na fakt, že glutamátová neurotransmisia a liečiva, ktoré ju modulujú budú perspektívne mať miesto v terapii schizofrénie. Napriek rela-tívne dlho známom zapojení glutamátu stále chýba dostatočné množstvo štúdii a metaanalýz, ktoré by glutamátergické lie-čiva posunuli do popredia. Môže to byť za-príčinené viacerými sklamaniami pri vývoji glutamátergicky pôsobiacich látok, keď pr-votné nadšenie vystriedalo sklamanie pri ďalších fázach klinického skúšania. V súčas-nosti môžeme tvrdiť, že vývoj liečiv sa okrem skúmania iných dopamínových re-ceptorov ako D2 (napríklad liečiva pôso-biace cez D3 receptory) extenzívne zaoberá aj možnosťou ovplyvnenia glutamátovej neurotransmisie. Predpokladáme, že bo-dom zlomu, ktorý významne zlepší kvalitu

života a fungovania pacientov so schizofré-niou bude liečivo, ktoré okrem pozitívnych príznakov ovplyvní aj negatívne a kogni-tívne príznaky a umožní pacientov trpiacim touto poruchou adekvátne sa zaradiť do pracovného a rodinného života. Použitá literatúra 1. Alberati D, Moreau JL, Lengyel J, et al. Glycine

reuptake inhibitor RG1678: a pharmacologic characterization of an investigational agent for the treatment of schizophrenia. Neurophar-macology 2012; 62(2):1152-1161.

2. Arnold A, Freeman H. Reserpine in Hospitali-zed Psychotics: A Controlled Study on Chro-nically Disturbed Women. AMA Arch Neurol psychiatry 1956; 76:281–285.

3. Bugarski-Kirola D., et al. A phase II/III trial of bitopertin monotherapy compared with pla-cebo in patients with an acute exacerbation of schizophrenia–results from the CandleLyte study. Eur.Neuropsychopharmacol. 2014; 24: 1024-1036.

4. Bugarski-Kirola D., et al. Efficacy and safety of adjunctive bitopertin versus placebo in pa-tients with suboptimally controlled symptoms of schizophrenia treated with antipsychotics: results from three phase 3, randomised, do-uble-blind, parallel-group, placebo-controlled, multicentre studies in the SearchLyte clinical trial programme. The Lancet Psychiatry 2016; 3(12): 1115-1128.

5. Bugarski-Kirola D., et al. Bitopertin in negative symptoms of schizophrenia—Results from the phase III FlashLyte and DayLyte studies. Biol. psychiatry 2017; 82(1): 8-16.

6. Carlsson A, Roos B, Wålinder J, Skott A. Further Studies on the Mechanism of Antipsychotic Ac-tion: Potentiation by ~t-Methyltyrosine of Thioridazine Effects in Chronic Schizophrenics. J Neural Transm. 1973; 132:125–132.

7. Cohen SM, et al. The impact of NMDA receptor hypofunction on GABAergic neurons in the pathophysiology of schizophrenia. Schizophre-nia research 2015, 167: 98-107.

8. Dursun SM, Deakin JFW. Augmenting antipsy-chotic treatment with lamotrigine or topira-mate in patients with treatment-resistant schi-zophrenia: a naturalistic caseseries outcome study. J Psychopharmacol. 2001; 15: 297–301.

9. Garrido-Mesa N, Zarzuelo A, Gálvez Jz. Mino-cycline: far beyond an antibiotic. Br. J. Pharma-col. 2013; 169 (2): 337-352.


46

10. Halassa MM, Fellin T, Haydon PG. The tripar-tite synapse: roles for gliotransmission in he-alth and disease. Trends Mol Med. 2007; 13(2):54–63

11. Hosák L, Libiger J. Antiepileptic drugs in schi-zophrenia: a review. Eur Psychiatry. 2002; 17:371–378

12. Howes OD, Kambeitz J, Kim E, et al. The Nature of Dopamine Dysfunction in Schizophrenia and What This Means for Treatment. Arch Gen Psy-chiatry. 2012; 69:776–786

13. Howes O, McCutcheon R, Stone J. Glutamate and dopamine in schizophrenia: an update for the 21st century. J Pharmacol. 2015; 29(2): 97-115.

14. Chaudry IB, et al. Minocycline benefits nega-tive symptoms in early schizophrenia: a rando-mised double-blind placebo-controlled clinical trial in patients on standard treatment. J. Psy-chopharmacol. 2012; 26(9): 1185-1193.

15. Javitt DC. Glutamate and Schizophrenia: Phen-cyclidine, N-Methyl-d-Aspartate Receptors, and Dopamine-Glutamate Interactions. Int Rev Neurobiol. 2007; 78:69–108.

16. Javitt DC. Glutamatergic theories of schi-zophrenia. Isr J Psychiatry Relat Sci. 2010; 47:4–16.

17. Kapur S, Zipursky R, Jones C, et al. Relationship between dopamine D(2) occupancy, clinical response, and side effects: a double-blind PET study of first-episode schizophrenia. Am J Psy-chiatry. 2000; 157:514–20

18. Kew JNC, Kemp JA. Ionotropic and metabotro-pic glutamate receptor structure and pharma-cology. Psychopharmacology (Berl). 2005; 179:4–29

19. Krystal JH, Karper LP, Seibyl JP, et al. Suba-nesthetic effects of the noncompetitive NMDA antagonist, ketamine, in humans. Psychotomi-metic, perceptual, cognitive, and neuroen-docrine responses. Arch Gen Psychiatry. 1994; 51:199–214

20. Levkovitz Y, Levi U, Braw Y, et al. Minocycline, a second–generation tetracycline, as a neu-roprotective agent in an animal model of schi-zophrenia. Brain Res 2007; 18: 154–162.

21. Lieberman JA, Kane JM, Alvir J. Provocative tests with psychostimulant drugs in schi-zophrenia. Psychopharmacology (Berl). 1987; 91:415–33

22. McGuire P, Howes OD, Stone J, Fusar-Poli P. Functional neuroimaging in schizophrenia: diagnosis and drug discovery. Trends Pharma-col Sci. 2008; 29:91–8

23. Miyaoka T., et al. Possible antipsychotic effects of minocycline in patients with schizophrenia.

Prog. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Psy-chiatry 2007; 31(1): 304-307.

24. Mortimer A, Singh P, Shepherd C, Puthiryackal J. Clozapine for Treatment-Resistant Schi-zophrenia: National Institute of Clinical Excel-lence (NICE) Guidance in the Real World. Clin Schizophr Relat Psychoses. 2010; 4:49–55

25. Monte AS, de Souza GC, McIntyre RS, et al. Prevention and reversal of ketamine-induced schizophrenia related behavior by minocycline in mice: Possible involvement of antioxidant and nitrergic pathways. J Psychopharmacol. 2013; 27:1032–43

26. Panatier A, Theodosis DT, Mothet JP, Touquet B, Pollegioni L, Poulain DA, Oliet SH. Glia-deri-ved D-serine controls NMDA receptor activity and synaptic memory. Cell. 2006; 125(4):775–84.

27. Pinard E, Alanine A, Alberati D, et al. Selective GlyT1 inhibitors: discovery of [4-(3-fluoro-5- trifluoromethylpyridin-2-yl)piperazin-1-yl][5- methanesulfonyl-2-((S)-2,2,2-trifluoro-1- methylethoxy)phenyl]methanone (RG1678), a promising novel medicine to treat schizophre-nia. J Med Chem. 2010;53(12):4603-4614.

28. Potter MC, Elmer GI, Bergeron R, Albuquerque EX, Guidetti P, Wu HQ, Schwarcz R. Reduction of endogenous kynurenic acid formation en-hances extracellular glutamate, hippocampal plasticity, and cognitive behavior. Neuropsy-chopharmacology. 2010; 35(8):1734–42.

29. Remington G, Kapur ÞS, Foussias G, et al. Tet-rabenazine Augmentation in Treatment-Re-sistant Schizophrenia. J Clin Pharmacol. 2012; 32:95–99

30. Seeman P, Lee T. Antipsychotic drugs: direct correlation between clinical potency and pre-synaptic action on dopamine neurons. Science. 1975; 188:1217–1219

31. Schwarcz R, Bruno JP, Muchowski PJ, Wu HQ. Kynurenines in the mammalian brain: when physiology meets pathology. Nat. Rev. Neu-rosci. 2012; 13(7):465–77.

32. Stone JM, Morrison PD, Pilowsky LS. Glutamate and dopamine dysregulation in schizophrenia--a synthesis and selective re-view. J Psychopharmacol. 2007; 21:440–52

33. Tiihonen J, Halonen P, Wahlbeck K, et al. Topi-ramate add-on in treatment-resistant schi-zophrenia: a randomized, double-blind, pla-cebo-controlled, crossover trial. J Clin Psy-chiatry. 2005; 66:1012–1015.

34. Tiihonen J, Wahlbeck K, Kiviniemi V. The effi-cacy of lamotrigine in clozapine-resistant schi-zophrenia: A systematic review and meta-ana-lysis. Schizophr Res. 2009; 109:10–14.


47

35. Umbricht D, et al. Effect of bitopertin, a glycine reuptake inhibitor, on negative symptoms of schizophrenia: a randomized, double-blind, proof-of-concept study. JAMA psychiatry 2014; 71(6): 637-646.

36. Zhang L, Shirayama Y, Iyo M, et al. Minocycline attenuates hyperlocomotion and prepulse in-hibition deficits in mice after administration of the NMDA receptor antagonist dizocilpine. Neuropsychopharmacol. 2010; 32: 2004–2010.


48

Zmeny antropometrických parametrov pri depresii a antidepresívach

Lukáš Peregrim1, Ingrid Tonhajzerová2, Andrea Hamráková2, Miloslav Oppa1, Igor Ondrejka1

1Psychiatrická klinika Jesseniovej lekárskej fakulty v Martine, Univerzity Komenského v Bratislave a Univerzitnej nemocnice Martin, Martin, 2Ústav fyziológie, Jesseniova lekárska

fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin E-mail: [email protected]

Úvod Veľká depresívna porucha (anglicky

major depressive disorder - MDD) je jednou z najčastejších a najrozšírenejších psychic-kých porúch nielen u dospelých, ale aj v detskej a v adolescentnej populácii. Obezita spolu s MDD predstavujú najčas-tejšie ochorenia postihujúce populáciu vo svete s prevalenciou od 10-15 % (Mansoor et al., 2013).

V poslednej dobe prevláda v časti vedeckej obce hypotéza, podľa ktorej MDD spoločne s obezitou môžu navzájom zdieľať určité neurohumorálne dráhy a preto môžu veľmi úzko súvisieť. Dokonca sú štú-die, ktoré vyslovujú hypotézu, že depre-sívna porucha môže podmieňovať vznik obezity a vice versa (Wurtmann et al., 2015, Calarge et al., 2017). Kauzalita, ktorá by podporovala túto hypotézu predstavuje dysregulácia HPA osi, rôzne endokrinolo-gické abnormality, dysfunkcia ANS, istá forma subklinického zápalu a určite i for-mou životného štýlu (Wurttman et al., 2015, Lee et al., 2016). Hypotéza sa opiera aj o skúsenosti v klinickej praxi, kde MDD sa objavuje u pacientov s ďalšími ochoreniami ako DM typu 2, kardiovaskulárnymi ocho-reniami, alebo s ostatnými rizikovými fak-tormi podmieňujúce vznik metabolického syndrómu.

Proti hypotéze sa stavia skutočnosť, že pri epizóde MDD totiž môžeme pozoro-vať pokles hmotnosti a zníženie apetítu, do-konca je to jeden z klinických príznakov

podporujúci v klinickej praxi diagnózu dep-resie. Hyperfágiu a vzostup váhy môžeme naopak klinicky pozorovať u atypickej formy MDD, ktorá je špecifická práve tý-mito príznakmi, najmä, ak počas depresív-nej epizóde v klinickom obraze dominuje anhedónia, vyčerpanosť a s ňou spojený pokles predovšetkým fyzických aktivít. Spo-mínaná klinická skúsenosť je argumentom proti bidirekcionalite depresie a obezity, pričom atypická forma MDD tvorí maxi-málne tretinu z MDD u dospelých ľudí. Av-šak štúdia uvádza v prospech teórie bidi-rekcionality, že je vyšší počet atypických fo-riem MDD u adolescentov (Patist et al., 2018).

Incidencia komorbidity obezity a depresie zároveň, predstavuje vážnu vý-zvu pre vedeckú obec a zdravotníctvo, pri-čom obe ochorenia predstavujú sociálno-ekonomickú záťaž, zároveň životy týchto pacientov sú spojené s vyššou morbiditou a mortalitou.

Cieľ práce

Cieľom tejto práce je poskytnúť pre-hľad štúdií zameraných na zmeny antropo-metrických parametrov pri depresívnej po-ruche a pri antidepresívnej liečbe v adoles-centnom veku.

Depresívna porucha

Depresívnu poruchu začleňujeme nozologicky medzi poruchy nálady. Celo-svetová metanalýza podľa Polanczyka zis-tila, že prevalencia akejkoľvek depresívnej



49

poruchy u detskej populácii a v adolescen-tom veku je zhruba 2,6 %, pričom pri MDD je to 1,3 % (Polanczyk et al., 2015). Depre-sívna porucha sa môže objaviť v každom veku vyvíjajúceho jednotlivca, ale pravde-podobnosť vzniku sa významne zvyšuje pri nástupe puberty. Diagnostika depresívnej poruchy u detí a adolescentov sa riadi podľa MKCH-10 alebo podľa DSM-5, avšak obe medzinárodné klasifikácie nedisponujú samostatnými vyčlenenými diagnostickými kritériami pre detský a adolescentný vek. Podstatnou skutočnosťou je, že symptoma-tický obraz sa mení v priebehu veku die-ťaťa, preto diagnostika tejto poruchy u detí a adolescentov je podstatne komplikova-nejšia oproti diagnostike u dospelých. Naj-viac pre detský a adolescentný vek sú cha-rakteristické tzv. atypické prejavy depresív-nej poruchy (napr. hypersomnia, hyperfá-gia, alebo nárast hmotnosti). Pre mladší školský vek sú typické rôzne poruchy sprá-vania, agresivita (depresívna porucha sprá-vania), poruchy pozornosti a psychosoma-tizácia. Deti v staršom školskom veku a adolescenti majú často znížené sebavedo-mie, nadmerné, prípadne nezmyselné se-baobviňovanie, majú skleslú náladu, obja-vujú sa suicidálne ideácie, či pokusy. Prí-padne u adolescentov sa môže vyskytovať i promiskuita, zneužívanie psychoaktívnych látok a hypochondrické sťažnosti (Treba-tická et al., 2017).

Niektoré symptómy sú rovnaké v každom veku. Klinický obraz môže byť značne variabilný i u toho istého pacienta, pričom môže sa prelínať od rušivého sprá-vania,či agitovanosti až napokon po recip-ročné prejavy ako je introvertné správanie a mutizmus, Dokonca patická smutná ná-lada, sa vôbec nemusí prejavovať, ale môže byť prítomná trvale iritabilná nálada, čo môže viesť k mylným diagnózam. Depre-sívna porucha, ktorá sa nediagnostikuje a terapeuticky nepodchytí prináša zhoršenie kvality prežívania detí a adolescentov, pre-

dovšetkým sa to odrazí na školskom pro-spechu, fungovania v rámci medziľudských vzťahov, zároveň sa zvyšuje riziko rozvoja ďalšej psychiatrickej komorbidity a suici-dality (Trebatická et al., 2017).

Obezita a metabolický syndróm (MS) u adolescentov

Obezita je charakterizovaná ako zmnoženie tukového tkaniva v organizme v pomere voči ostatným tkanivám v orga-nizme (Vitáriušová et al., 2017). BMI (Body mass index, hmotnosť/výška² jedinca) predstavuje jeden zo základných ukazova-teľov praxi vyjadrujúci stupeň istého kardi-ometabolického rizika, hoci sa zistilo, že ob-vod pása predstavuje oveľa lepší základný ukazovateľ možného kardiometabolického rizika pre pacienta (Galajda, 2007). BMI však stále je súčasťou základných antropo-metrických meraní, súvisiacich s farmako-terapiou, alebo i bez nej.

Prostredníctvom percentilových grafov a tabuliek dané pre každý vek a po-hlavie sa určia jeho priemerné hodnoty a skóre smerodajnej odchýlky (SD). O obezite u dieťaťa hovoríme, ak je jeho BMI nad 97. percentil vzhľadom na spomínaný vek a po-hlavie, pričom skóre je 2 SD. Pod 97 a nad 90. percentil predstavuje nadváha. V praxi rozlišujeme obezitu endogénnu (sekun-dárna) a exogénnu (primárna). Ku vzniku endogénnej obezity dochádza pri patolo-gickej sekrécii hormónov, pri užívaní nie-ktorých liečiv, najmä psychofarmák, ale aj pri geneticky podmienených ochoreniach. Exogénna obezita, predstavuje typ obezity, kde per exclusionem sa vylúčia známe ochorenia a syndrómy súvisiace so zme-nami hmotnosti. Podieľa sa na nej nerovno-váha medzi energetickým príjmom a výda-jom v neprospech energetického výdaja, v prítomnosti faktorov vonkajšieho prostre-dia a genetických predispozícií (Vitáriušová et al., 2017).


50

Metabolický syndróm (MS) tvorí dyslipoproteinémia, arteriálna hyperten-zia, porucha glukózovej tolerancie, diabe-tes mellitus typ 2. V roku 2007 Medziná-rodná diabetologická federácia (Internatio-nal Diabetes Federation – IDF) predložila jednotlivé kritériá a postupy pre rozličný vek dieťaťa, pričom u detí mladších než 10 rokov sa MS ako diagnóza neodporúča sta-novovať. Výskyt obezity a jej komplikácií v

tomto veku nie je zanedbateľný, pretože je až 18-násobné väčšie riziko pretrvávania obezity a väčší výskyt komplikáciií do ďalšieho veku. Nad 10 rokov až do 16.veku dieťaťa odporúča IDF podľa kritérií uvede-ných v tabuľke nižšie. Od 16 rokov platia kritéria odporúčané u dospelých (IDF, 2017).

Tab. 1: IDF kritériá metabolického syndrómu u detí od 10 do 16 rokov.

Dôležité je, že v určitom veku obézne dieťa môže spĺňať kritéria pre MS a v ďalšom veku môžu podmienky splnenia kritérií laboratórnych a antropometrických parametrov pominúť (Vitariušová et al., 2017). Alarmujúcim faktom predstavuje metabolický syndróm v psychiatrickej po-pulácii, ktorý je spojený so skorším vekom nástupu a s horšími klinickými paramet-rami na rozdiel od metabolického syn-drómu u časti populácie, bez psychiatrickej záťaže (Margari et al., 2013).

Staršie epidemiologické dáta pou-kazujú, že medzi obéznymi deťmi je vyššie riziko rozvoja depresívnej poruchy, pričom v roku 2012 Nemiary a spol. poukazuje na vyššiu incidenciu najmä u dievčat (Sanchez-Villegas et al., 2010, Nemiary et al., 2012). Naopak iné štúdie tiež poukazovali na väč-šie riziko vzniku nadváhy, či neskôr i obezity, najmä u dievčat, ktoré prekonali depresívnu epizódu v skoršom adolescent-nom veku (Richardson et al., 2003), taktiež u dospelých žien (de Wit, 2010). Novšia štú-dia podľa Cockerilla a spol. tvrdí, že neexis-tujú spoľahlivé dáta, ktorý by popísali jasný

súvis medzi vyšším BMI a rizikom vzniku depresie u adolescentov (Cockerill et al., 2014).

Objektom záujmu dlhodobej straté-gie prevencie ochorení, by mala patriť aj prevencia vzniku metabolického syn-drómu, ktorý úzko súvisí s rizikom rozvoja kardiometabolických ochorení. Zvlášť u adolescentných pacientov by sme mali v rámci liečebnej stratégie zabraňovať, ak je v našich možnostiach, ku skorému vzniku metabolického syndrómu u adolescent-ných pacientov, ktoré vznikajú aj vďaka vplyvu antidepresív, či už vo širšom poňatí psychofarmák (Chavez-Castillo et al., 2017). Bohužiaľ nie je vôbec doteraz jasné, kedy nastáva rozvoj týchto rizikových fak-torov v rámci terapie psychofarmák a kedy je ich možné určiť pomocou klinických me-tód (Rottenberg et al., 2014).

Vplyv depresívnej poruchy na antropo-metrické parametre

Zistilo sa, že pri uplynutí depresívnej epizódy počas adolescentného veku, došlo k významnému nárastu BMI (Pine et al.,

Vek pacienta 10 – 16 rokov

Hlavné kritérium chlapci/dievčatá centrálna obezita - obvod pása ≥ 90 percentil pre vek a pohla-vie

Triacylglyceroly ≥ 1,7 mmol/l

HDL cholesterol chlapci/dievčatá ≤ 1,03 mmol/l

hypertenzia ≥ 130/85 mmHg

Glykémia na lačno ≥ 5,6 mmol/l

Diabetes mellitus typ 2 liečený

Diagnóza stanovená, ak: je prítomná centrálna obezita a aspoň 2 ďalšie znaky


51

2001). Ďalšia štúdia objavila, že adolescenti s vyšším BMI majú ťažšiu a širšiu depre-sívnu symptomatiku (Hillman et al., 2010). Iná štúdia dokonca popisuje slabšiu klinickú odpoveď na bežné antidepresíva triedy SSRI počas depresívnej epizódy, u pacien-toch s vyšším BMI. Nedošlo síce počas dep-resívnej epizódy k významnému ďalšiemu nárastu BMI, ani poklesu BMI pri úspešnej terapii depresívnej epizódy (Mansoor, 2013 et al., Shwartz et al., 2016).

S prekvapivo nepriaznivou správou prišla na odbornú verejnosť štúdia, že BMI vyššie ako 28,5, je spojené nielen so zlyha-ním psychofarmakoterapie, ale i opätov-nou rehospitalizáciou do jedného roka. BMI predstavila spomínaná štúdia ako ne-závislý negatívny prognostický faktor pre readmisiu (Manu et al., 2014). Vychádzajúc z poznatkov tejto štúdie včasná dispen-zarizácia pacientov s psychiatrickou diagnózou a zároveň komorbiditou obezity predstavuje vážnu terapeutickú výzvu pre ambulantného lekára, s ktorou by bolo možné odľahčiť zdravotnú starostlivosť spojenú s hospitalizáciou a celkovými ná-kladmi. Sú však nutné ďalšie prospektívne štúdie, ktoré by mali za cieľ sledovať pokles BMI pri úspešnej psychofarmakoterapii, u pacientov s vyšším BMI, či dôjde i záro-veň k signifikantnému poklesu počtu neže-laných rehospitalizácií (Manu et al., 2014). Do opozície voči tomuto tvrdeniu sa stavajú iné štúdie, že by nadváha predstavovala ne-závislý rizikový faktor, ktorý by znamenal rezistenciu voči liečbe antidepresívami (Mansoor et al., 2013, Schwartz et al., 2016)

Viscerálne tukové tkanivo (i cen-trálne) je hormonálne aktívne tkanivo, ktoré produkuje viac cytokínov než peri-férne tukové tkanivo. Existuje určitý pred-poklad, že hodnotou WHR sa dá približne predpokladať priamo úmerne veľkosť vis-cerálneho tukového tkaniva (Coryell et al., 2016). Je pomerne známe, že veľkosť vis-

ceralného tuku priamo súvisí s riziko roz-voja kardiometabolických ochorení (Gelber et al., 2008). Väčšie viscerálne tukové tka-nivo bolo pozorované pri MDD. Prvý dojem pri pacientovi, ktorý má menšiu váhu a zá-roveň sa u neho vyskytuje depresia, môže viesť k mylnému presvedčeniu, že má auto-maticky i menšiu veľkosť celkového vis-cerálneho tuku. Dokonca sa preukázalo, že veľkosť visceralného tuku u pacienta trpia-ceho s MDD môže byť väčšia než u zdravej populácii pri približne rovnakej váhe (Williams et al., 2009). Základný ukazovateľ odhadovanej veľkosti viscerálneho tuku je obvod pása, prípadne pomer pás/boky (WHR waist/hip ratio).

Istá vedecká teória predstavuje depresiu ako formu subklinického zápalu, kde vyššia cytokínová aktivita pochádza-júca z väčšej masy viscerálneho tukového tkaniva priamo koreluje s klinickou vážnos-ťou depresívnych príznakov. Naopak pod-chytenie subklinického zápalu antidepre-sívnou liečbou, by mohlo viesť k jeho mo-dulácii (Castillo-Chavez et al., 2018).

Ďalšia štúdia preukázala, že u mla-dých adolescentiek sa korelácia aj priamo potvrdila, metóda merania visceralného tu-kového tkaniva bola technológia DXA (Dual-energy X-ray absorptiometry – denzi-tometria), v štúdii však neboli zahrnutí chlapci. Avšak stále je málo známa súvislosť s psychiatrickými ochoreniami a viscerál-nym tukovým tkanivom, konkrétny pato-mechanizmus ozrejmujúci tento vzťah (Hillman et al., 2010). Depresívna epizóda perzistujúca, či rekurentná depresia v ado-lescentnom veku je silným prognostickým faktorom rozvoja centrálnej adiposity u dievčat, avšak čo je zaujímavé táto kore-lácia sa nepotvrdila u chlapcov. Pre budúc-nosť je nutné popísať odlišné možné biolo-gické procesy v závislostí na pohlaví (Zhu et al., 2018).

Spomínaná Calargeho štúdia na adolescentoch predpokladá, že samotná


52

MDD ale aj dlhodobá terapia SSRI sú spo-jené so zväčšením visceralného tukového tkaniva odlišnými mechanizmami (Calarge et al., 2017). Kohortová štúdia poukázala, že depresívna porucha ma široké negatívne zdravotné dôsledky v adolescencii - naprí-klad zvýšením telesného tuku, ale aj sarko-péniu a osteoporózu (Zhu et al., 2018). Pa-nuje presvedčenie, že depresia počas ado-lescencie, alebo už aj skôr v detstve inter-feruje s dosiahnutím optimálnej veľkosti kostného tkaniva, vzhľadom na genetiku a SD, avšak stále chýbajú longitudinálne štúdie.

Napriek vysokej komorbidite depre-sie s anxióznou poruchou aj v adolescencii, toto spojenie dvoch psychiatrických ocho-rení súčasne, nepredstavuje riziko zväčše-nia viscerálneho tukového tkaniva. Riziko je len v súvislosti s čistou formou depresie (Coryell et al., 2016). V adjuvantnej terapii olanzapínom pri MDD, počas 6 týždňov bolo pozorované pomocou DXA rapídne zväčšenie viscerálného tukového tkaniva (Gilles et al., 2016).

Vplyv antidepresívnej liečby na antropo-metrické parametre

Antidepresíva, najmä skupiny SSRI, sú v súčasnosti najpoužívanejšou metódou voľby liečby pre MDD, ale využívané sú i iné – antidepresíva skupiny SNRI aj vortioxetín. Dopad na ľudský organizmus, konkrétne z pohľadu kardiometabolických rizík, je ešte pomerne veľkou neznámou, napriek širo-kému využitiu. Je známe, že v klinickej praxi sa dlhodobým vedľajším účinkom nevenuje až taká pozornosť, akú by zasluhovali. Stre-dobodom klinického záujmu predstavujú len tie vedľajšie účinky, ktoré zhoršujú bez-prostredne klinický stav adolescenta, ako aj dospelého a vyžadujú prerušenie liečby.

Je nesporne menším záujmom zau-žívanej klinickej praxe, brať do úvahy aj iné riziká dlhodobej antidepresívnej liečby, konkrétne zvyšovanie váhy pacienta. Štú-

dia podľa Calargeho a spol. uvádza, že sa-motná prítomnosť MDD nestačí, sú nutne prítomné i ďalšie rizikové faktory-napr. SSRI administrácia (Calarge et al., 2017). Chýba spoločná stratégia, co-manažment, ktorý by sa snažil terapeuticky podchytiť obe klinické jednotky - obezitu a depresie, alebo v užšom ponímaní atypickú formu depresie, napriek doposiaľ neodkrytému možnému spoločnému patomechanizmu pri vzniku týchto ochorení (Lassere et al., 2014, Mahalopusos et al., 2015). Nezáujem a ignorovanie výskumníkov niekedy spo-číva bohužiaľ i vyňatiu časti skupiny pacien-tov, ktorý majú nad 85 percentil váhy .

Pri podávaní antidepresív skupiny SSRI pri MDD, si môžeme všímať v klinickej praxi rôzne zmeny na telesnej hmotnosti. Postuluje sa, že každý jeden zástupca zo skupiny SSRI má vlastnú biologickú dráhu vplyvu na celkovú zmenu BMI (Eker et al., 2017), pričom sa aj predpokladá pri dlho-dobej terapii SSRI zvyšovanie hmotnosti (Cockerill et al., 2014, Shwartz et al., 2016).

Podľa metanalýzy sa všeobecne očakáva, že SSRI a SNRI podávané adoles-centom v rámci MDD môžu viesť pri krát-kodobej terapii (v akútnej fáze depresívnej epizódy – aspoň prvých 6 týždňov) k po-klesu BMI (Reekie et al., 2015). Avšak slabi-nou väčšiny štúdií, ktoré sprostredkúvajú antropomometrické dáta o vplyve antidep-resív počas terapie depresívnych epizód u adolescentov sú len výsledky krátkodobej terapie, napriek nespornému klinickému faktu, ktorý predpokladá, že antidepresíva budú podávané dlhšiu periódu. Dokonca samotnými farmakologickými spoločnos-ťami sa uvádza v odporúčaniach, že efek-tívna dĺžka terapie antidepresívami býva minimálne 6 mesiacov.

Výnimku tvorí výskyt menšieho počtu významných štúdií s dlhodobou tera-piou depresie. Štúdia, kde boli dlhšie podá-vané a zároveň sledované antidepresíva po dobu 24 týždňov, paroxetín a citalopram u adolescentov mali najväčší prírastok na


53

váhe a na zmeny BMI, avšak fluoxetín a venlafaxín mal toto riziko zvyšovania BMI podstatne menšie (Mansoor et al., 2013). Už spomínaná štúdia od Calargeho a spol. sa zamerala na vybrané antidepresíva, pri citaloprame a escitaloprame u adolescen-tov dochádzalo k signifikantnému nárastu BMI, ako aj podielu tukového tkaniva, zatiaľ čo u sertralínu k spomínanému nárastu ne-dochádzalo. V skupine adolescentov s lieč-bou fluoxetínom sa len mierne zvýšil BMI (Calarge et al., 2017).

Dlhodobá terapia SSRI ako ukazujú štúdie, pretrvávajúca aspoň 1 rok, je spo-jená so zvyšovaním BMI, prostredníctvom vlastných neurohumorálnych dráh, nezá-vislých od dráh spojených zo zvyšovaním BMI napr. pri forme atypickej depresie. Do-konca čím dlhšie pretrváva táto terapia, tým je asociácia ešte silnejšia (Shwartz et al., 2016).

Jedným z najzaujímavejších experi-mentov prišla Ekerova štúdia v 2017. V ex-perimente, kde sa pre dve skupiny podávali jednotlivé vybrané antidepresíva ako ven-lafaxín, fluoxetín, sertralín a escitalopram, pričom prvá vzorka dospelých probandov bola zdravá, druhá skupina dospelých pro-bandov trpela MDD. V prvej zdravej vzorke sa zistil jednoznačný pokles na váhe, avšak u depresívnych pacientov, tvoriacich druhú skupinu došlo naopak k vzostupu na váhe. Pri komorbidite s anxióznou poruchou ne-došlo k žiadnym zmenám na váhe. Vychá-dzajúc z tejto štúdie, metabolické zmeny sa dejú nezávislé od SSRI liečby (Eker et al., 2017).

Dospelým pacientom trpiacim na DM2 a zároveň depresiou bol podávaný sertralín počas doby 12 týždňov, ukázalo sa, že v tejto skupine pacientov došlo k po-klesu hmotnosti, BMI i obvodu pása, potvr-dil sa teda benefit liečby (Rahdi et al., 2018). Významný pokles BMI bol popísaný v súvislosti s ďalším antidepresívom sku-

piny DNRI, konkrétne pri terapii s bupro-piónom u dospelých pacientov (Ranibar et al., 2013). Existujú dôkazy, že SSRI môže stáť za vznikom metabolických porúch ako aj DM2 (Khoza et al., 2012).

Novšie antidepresívum, vortioxetín, serotonínový modulátor, pri ňom sa udáva, že nemá žiaden významný efekt na váhe (Takeda Pharmaceuticals 2018, Schwasin-ger-Schmidt et al., 2018). Záver

Kohortová štúdia podľa Cockerilla a spol. z roku 2014 sledovala skupinu ado-lescentov, s hmotnosťou aspoň nad 85. percentil a už s prítomnou diagnózu depre-sívnej poruchy. Štúdia ponúkala súbor pa-cientov (255 probandov), ktorým bolo po-dávané antidepresívum (TCA, SSRI, SNRI, DNRI). Pacienti (deti, adolescenti) boli vy-hľadávaní v elektronickom systéme počas 10 rokov. Zvyšovanie hmotnosti (BMI) bolo len u skupiny s medikáciou SSRI. Sledova-nie pacientov bolo v rozpätí od 3 mesiacov až do 5 rokov (Cockerill, 2014). Druhá ko-hortová štúdia podľa Shwartza a spol. z roku 2016, pracovala s oveľa väčšou vzor-kou v databáze – 105 163 detí a adolescen-tov vo veku od 8 až 18 rokov. Sledovanie pacientov bolo aspoň 12 mesiacov, pričom všetkým probandom užívajúcich SSRI (boli i iné vzorky medikácií) došlo k význam-nému vzostupu BMI (Shwartz, 2016). Nižšie tabuľka zobrazuje dve hlavné longitu-dinálne štúdie, v oboch bol administrovaný fluoxetín a citalopram, pričom v oboch prí-padoch dochádza pri dlhotrvajúcej liečbe k vzostupu na váhe. Ako ukázal prehľadový článok, je málo štúdií, ktoré sa zaoberajú zmenám na antropometrii najmä pri dlho-trvajúcej terapii SSRI, prípadne SNRI v ado-lescentnom veku. Taktiež chýbajú štúdie, ktoré by zahrňovali zmeny na hmotnosti krátkodobej, či pri dlhotrvajúcej terapii no-vým farmakom vortioxetínom.


54

Tab. 2: Porovnanie štúdií s podávaním fluoxetínu alebo citalopramu.

Štúdia Calarge et al. (2017) Mansoor et al. (2013)

Počet probandov 264 334

Vek pacientov 15-20 12-18

Metóda Antropometria, DXA antropometria

Dĺžka sledovania 1.51 ± 0.76 rokov 24 mesiacov

Typ štúdie longitudinálna longitudinálna

Výsledok ++ výrazný nárast hm. + mierny nárast hm. 0 bez zmeny na hm

Citalopram/escitalopram ++ Fluoxetin + Sertralín 0

Citalopram/paroxetin ++ Fluoxetin + Venlafaxin 0

Záverom možno konštatovať, že

meranie komplexných antropometrických parametrov pri psychofarmakoterapii dep-resívnej epizódy v adolescencii má význam z dôvodu kardiovaskulárnych, metabolic-kých a iných rizík liečby. Táto práca bola podporená grantami VEGA č. 1/0044/18 a VEGA č. 1/0255/18. Zoznam použitej literatúry: 1. Eker Ö, Özsoy S, Eker B, Doğan H. Metabolic

Effects of Antidepressant Treatment. Noro Psi-kiyatr Ars. 2017 Mar;54(1):49-56.

2. Calarge CA, Mills JA, Janz KF, Burns TL, Coryell WH, Zemel BS. Body Composition in Adolescents During Treatment With Selective Serotonin Re-uptake Inhibitors. Pediatrics. 2017 Jul;140(1).

3. Cockerill RG, Biggs BK, Oesterle TS, Croarkin PE. Antidepressant use and body mass index change in overweight adolescents: a historical cohort study. Innov Clin Neurosci. 2014;11(11-12):14-21.

4. Galajda P. Metabolický syndróm, kardiovasku-lárne a metabolické riziká. Via pract., 2007, roč. 4 (S4): 5–9

5. Gelber RP, Gaziano JM, Orav EJ, Manson JE, Bu-ring JE, Kurth T. Measures of obesity and cardio-vascular risk among men and women. J Am Coll Cardiol. 2008;52(8):605–615.

6. Gilles M, Hentschel F, Paslakis G, Glahn V, Leder-bogen F, Deuschle M. Visceral and subcutaneous fat in patients treated with olanzapine: a case series. Clin Neuropharmacol. 2010 Sep-Oct;33(5):248-9.

7. Khoza S, Barner JC, Bohman TM, Rascati K, Law-son K, Wilson JP. Use of antidepressant agents and the risk of type 2 diabetes. Eur J Clin Phar-macol. 2012 Sep;68(9):1295-302.

8. Lasserre AM, Glaus J, Vandeleur CL, Marques-Vi-dal P, Vaucher J, Bastardot F, Waeber G, Vollen-weider P, Preisig M. Depression with atypical fe-atures and increase in obesity, body mass index, waist circumference, and fat mass: a pro-spective, population-based study. JAMA Psy-chiatry. 2014 Aug;71(8):880-8lee

9. Lee SH, Paz-Filho G, Mastronardi C, Licinio J, Wong ML. Is increased antidepressant exposure a contributory factor to the obesity pandemic?. Transl Psychiatry. 2016;6(3):e759. Published 2016 Mar 15. doi:10.1038/tp.2016.25

10. Mansoor B, Rengasamy M, Hilton R, et al. The bidirectional relationship between body mass index and treatment outcome in adolescents with treatment-resistant depression. J Child Adolesc Psychopharmacol. 2013;23(7):458-67.

11. Manu P, Khan S, Radhakrishnan R, Russ MJ, Kane JM, Correll CU. Body mass index identified as an independent predictor of psychiatric readmis-sion. J Clin Psychiatry. 2014 Jun;75(6):e573-7.

12. Margari F, Lozupone M, Pisani R, Pastore A, To-darello O, Zagaria G, Minerva F, Palasciano G, Palmieri V. Metabolic syndrome: differences be-tween psychiatric and internal medicine pa-tients. Int J Psychiatry Med. 2013;45(3):203-26.

13. Merikangas AK, Mendola P, Pastor PN, et al. The association between major depressive disorder and obesity in US adolescents: results from the 2001–2004 National Health and Nutrition Exa-mination Survey. J Behav Med. 2012 Apr;35(2):149–154.

14. Nemiary D, Shim R, Mattox G, Holden K. The Re-lationship Between Obesity and Depression Among Adolescents. Psychiatr Ann. 2012 Aug 1;42(8):305-308.

15. Patist CM, Stapelberg NJC, Du Toit EF, Headrick JP. The brain-adipocyte-gut network: Linking obesity and depression subtypes. Cogn Affect Behav Neurosci. 2018 Dec;18(6):1121-1144.

16. Pine DS, Goldstein RB, Wolk S, Weissman MM. The association between childhood depression


55

and adulthood body mass index. Pediatrics. 2001 May;107(5):1049-56.

17. Polanczyk GV, Salum GA, Sugaya LS, Caye A, Rohde LA.Annual Research Review: A meta-ana-lysis of the worldwide prevalence of mental di-sorders in children and adolescents. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 2015;56(3):345–65.

18. Rachdi C, Damak R, Fekih Romdhane F, Ouertani H, Cheour M. Impact of sertraline on weight, wa-ist circumference and glycemic control: A pro-spective clinical trial on depressive diabetic type 2 patients. Prim Care Diabetes. 2018 Oct 1.

19. Ranjbar, Sara & Pai, Nagesh & Deng, Chao. The Association of Antidepressant Medication and Body Weight Gain. Online Journal of Health and Allied Sciences. 2013, 12.9.

20. Reekie J, Hosking SP, Prakash C, Kao KT, Juonala M, Sabin MA. The effect of antidepressants and antipsychotics on weight gain in children and adolescents. Obes Rev. 2015 Jul;16(7):566-80.

21. Richardson LP, Davis R, Poulton R, McCauley E, Moffitt TE, Caspi A, Connell F. A longitudinal eva-luation of adolescent depression and adult obe-sity. Arch Pediatr Adolesc Med. 2003 Aug;157(8):739-45.

22. Rottenberg J, Yaroslavsky I, RM Carney et al. The association between major depressive disorder in childhood and risk factors for cardiovascular disease in adolescence. Psychosom Med. 2014 Feb;76(2):122-7.

23. Sánchez-Villegas A, Pimenta AM, Beunza JJ, Guil-len-Grima F, Toledo E, Martinez-Gonzalez MA.

Childhood and young adult overweight/obesity and incidence of depression in the SUN project. Obesity (Silver Spring). 2010 Jul;18(7):1443-8.

24. Schwartz BS, Glass TA, Pollak J, Hirsch AG, Bailey-Davis L, Moran TH, Bandeen-Roche K. Dep-ression, its comorbidities and treatment, and childhood body mass index trajectories. Obesity (Silver Spring). 2016 Dec;24(12):2585-2592.

25. Schwasinger-Schmidt TE, Macaluso M. Other Antidepressants. Handb Exp Pharmacol. 2018 Sep 8.

26. Trebatická J, Šuba J, et Surovcová J. Súčasný po-hľad na depresiu v detstve a adolescencii. Psy-chiatr. prax; 2017; 18(3): 95–99

27. Vitáriušová E., Prochotská K. a E.Košťálová, et al..Obezita v detskom a adolescentnom veku. Pediatr. prax, 2017, 18(3): 99–100

28. de Wit L, Luppino F, van Straten A, Penninx B, Zitman F, Cuijpers P. Depression and obesity: a meta-analysis of community-based studies. Psy-chiatry Res. 2010 Jul 30;178(2):230-5.

29. Wurtman JJ, Wurtman RJ. Depression can beget obesity can beget depression. J Clin Psychiatry. 2015;76(12):e1619–e1621.

30. Zhou C, Fang L, Chen Y, Zhong J, Wang H, Xie P. Effect of selective serotonin reuptake inhibitors on bone mineral density: a systematic review and meta-analysis. Osteoporos Int. 2018 Jun;29(6):1243-1251.


56

Vplyv črevného mikrobiómu na vznik a vývoj depresie

Michaela Krivošová1, Matúš Dohál1, Patrik Kušnír1, Juraj Mokrý1,2

1Ústav farmakológie, 2Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin


Úvod Ľudský gastrointestinálny trakt je

osídlený zhruba 1x1014 – 1x1015 mikroorga-nizmami (1000 rôznych druhov a 7000 rôz-nych kmeňov), čo predstavuje 10x väčšie množstvo, ako je celkový počet buniek v ľudskom tele a 150x viac ako je počet gé-nov v našom genóme (Qin et al., 2010). Bacteroides a Firmicutes sú dva prevažu-júce bakteriálne fylotypy črevného mikro-biómu, v menšej miere sú zastúpené Prote-obacteria, Actinobacteria, Fusobacteria a Verrucomicrobia (Eckburg et al., 2005). Spojenie medzi mozgom a črevom

Oblasť mikrobiológie a neurovied sa v modernej medicíne vo veľkej miere roz-víja rôznymi smermi, vrátane štúdií zame-raných na priamy vplyv infekčných agens na funkciu mozgu v prvotných štádiách sy-filisu a štúdií neurologických komplikácií AIDS. Nedávno sa však ukázalo, že komuni-kačné dráhy medzi mozgom a črevom, funkcie mozgu a samotné správanie sú ovplyvňované aj zložením črevného mikro-biómu (Clemente et al., 2012, Sekirov et al., 2010). Metagenomické projekty, akým je napríklad „Projekt ľudského mikrobiómu“, viedli k tomu, že sa úloha črevnej mik-roflóry dostala do centra pozornosti (Hu-man Microbiome Project Consorcium, 2012).

Neuroendokrinné, neuroimunitné dráhy, sympatikový, parasympatikový au-tonómny nervový systém a enterálny ner-vový systém sú priamo zapojené do komu-nikácie medzi mozgom a črevom (obr. 1).

Predpokladá sa, že v rámci nervového sys-tému zohráva v komunikácii najdôležitejšiu úlohu blúdivý nerv (nervus vagus). Je dôle-žitý pri prenášaní signálov z mozgu na vnú-tornosti a stáva sa aktívnejším, ak je aktivo-vaný aj parasympatikový nervový systém (Winter et al., 2018). Blúdivý nerv inervuje podstatnú časť gastrointestinálneho traktu a jeho aferentné vlákna vedú do mozgo-vého kmeňa a prednej časti mozgu, vrátane hypotalamu (Berthoud et al., 2011). Hor-móny a neurotransmitery aktivujúce blú-divý nerv zahŕňajú cholecystokinín, adrena-lín, glutamát, GABA a sérotonín, pričom ich hladina v mozgu a čreve môže byť ovplyv-nená práve črevným mikrobiómom (Mittal et al., 2017; Miyashita a Williams, 2006; Pe-ters et al., 2006; Uneyama et al., 2006; Hill-sley a Grundy, 1998). Sérotonín je cieľom osobitného záujmu, pretože má regulačný vplyv na motilitu a sekréciu čriev, ale je aj dôležitým neurotransmiterom v afektív-nych poruchách ako je depresia (O'Mahony et al., 2015). K jeho prirodzeným producen-tom v čreve patria Escherichia spp. a Ente-rococcus spp. (Lyte et al., 2011). Dôležitú úlohu v komunikácii predstavujú aj bakte-riálne metabolity, najmä mastné kyseliny s krátkym reťazcom (kyselina propiónová, kyselina octová, kyselina maslová), ktoré stimulujú sympatikový nervový systém, uvoľňovanie sérotonínu a ovplyvňujú pa-mäťové a učebné procesy (Kimura et al., 2011; Stefanko et al., 2009; Grider a Piland, 2007). Naviac niektoré komenzálne gram-negatívne baktérie (najmä Pseudomonas aeruginosa, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Pseudomonas putida atď.) majú



57

tendenciu pri zvýšenej permeabilite čreva prechádzať do systémového krvného obehu a indukovať tvorbu protilátok. Práve s poruchou permeability čreva a zvýšenou

koncentráciou protilátok v krvi sa často stretávajú pacienti trpiaci depresiou (Maes et al., 2012; O‘Malley et al., 2010).

Obr. 1: Mechanizmy zúčastňujúce sa na obojsmernej komunikácii medzi mozgom a črevným mikrobiómom (upravené podľa www.fxmedicine.com.au/blog-post/state-mind-how-gut-health-affects-brain?)

Črevné baktérie a mozog

Na potvrdenie vplyvu črevných bak-térií na funkcie mozgu boli navrhnuté rôzne stratégie, ako napríklad použitie antibiotík, probiotík, fekálnej transplantácie, prípadne štúdie na tzv. germ-free (bezmikróbnych, sterilných) organizmoch (Dinan & Cryan et al., 2013). V jednej štúdii došlo kolonizá-ciou germ-free kmeňa myší BALB/c mikro-biómom z kmeňa NIH Swiss k zvýšeniu ex-ploratórneho správania ako aj hipokampál-nych koncentrácií BDNF (brain-derived neu-rotrophic factor) (Bercik et al., 2011). U vyše 50% pacientov so syndrómom dráždi-vého čreva sa stretávame s komorbiditou v podobe psychických porúch. Toto riziko je mnohonásobne vyššie v porovnaní s inými gastrointestinálnymi ochoreniami.

Používanie probiotík a sledovanie ich vplyvu na správanie, emocionálne roz-položenie a hladiny neurotransmiterov je osobitnou a rozsiahlou kapitolou. V štúdii, kde myšiam podávali Lactobacillus rham-nosus, sa v menšej mierne prejavovali úz-kostné črty a došlo k zníženiu expresie cen-trálnych receptorov GABAA i GABAB (Bravo et al., 2011). Táto štúdia je jasným dôka-zom, že sprostredkovateľom neurochemic-kých a behaviorálnych zmien medzi určitým druhom baktérií a pôsobením na mozog je nervus vagus, nakoľko po vykonaní vagotó-mie k uvedeným zmenám nedošlo. „Kok-tail“ pozostávajúci z Lactobacillus acidophi-lus, Bifidobacterium lactis a Lactobacillus fermentum zvrátil kognitívne a elektrofyzi-ologické zmeny navodené diabetom (Da-vari et al., 2013) a kombinácia Lactobacillus helveticus s Bifidobacterium longum znížili


58

úzkosť a postinfarktovú depresiu u myší (Arseneault-Bréard et al., 2012; Messaoudi et al., 2011). U ľudí tieto bakteriálne kmene viedli k priaznivým psychologickým účin-kom a zníženiu koncentrácie kortizolu v sére (Messaoudi et al., 2011). Pre probio-tiká, ktoré dokážu pozitívne ovplyvniť prí-znaky depresie či úzkosti, sa nedávno začal používať termín “psychobiotiká” (Dinan & Stanton et al., 2013).

Ovplyvnenie črevnej mikroflóry liečivami

Zloženie črevnej mikroflóry vo veľ-kej miere ovplyvňujú i podávané liečivá (Fallony et al, 2016; Zhernakova et al, 2016). Okrem antibakteriálnych liečiv, boli zmeny v mikrobiote zaznamenané aj počas liečby inhibítormi protónovej pumpy (PPI) (Clooney et al., 2016; Imhann et al., 2016; Jackson et al., 2016; Freedberg et al., 2015; Bajaj et al., 2014;), nesteroidnými antiflo-gistikami (Rogers et al., 2016; Makivuokko et al., 2010), atypickými antipsychotikami (Flowers et al., 2017; Bahr et al., 2015), an-tidiabetikami (Wu et al., 2017; Forslund et al., 2015; Su et al., 2015), či chemoterape-utikami (Montassier et al., 2014; Stringer et al., 2013).

Zostáva však nejasné, či sú tieto účinky na baktérie priame, a či ide o mecha-nizmus účinku danej látky alebo o nežiaduci vedľajší účinok (Maier et al., 2017). Je známe, že niektoré antipsychotiká a anti-depresíva majú priamy antibakteriálny úči-nok. Prvé antidepresívum na trhu - inhibí-tor monoaminooxidázy (MAOI) iproniazid – bolo vlastne tuberkulostatikom a v tejto in-dikácii sa dnes aj znova používa. Ako anti-depresívum sa začalo používať na základe pozorovaní, kde u pacientov s tuberkuló-zou navodzovalo euforické účinky. Vďaka objavu a terapeutickému používaniu MAOI a následne i tricyklických antidepresív (TCA), boli vyvinuté monoamínergické teó-rie depresie (López-Muñoz et al., 2009). Dnes sa ukazuje, že na patofyziológii depre-sie sa môžu podieľať aj iné mechanizmy

- neurogénny zápal, oxidatívny a nit-rozačný stres, os HPA (hypotalamus – hypo-fýza – nadoblička), neurogenéza a BDNF, či mnohé ďalšie (Krivošová et al., 2017). Naj-väčšia skupina antipsychotík - chemicky fe-notiazíny - boli prvou skupinou, u ktorej boli odhalené antibakteriálne účinky (Ohlow et al., 2011). Inhibítory spätného vychytávania sérotonínu (SSRI) majú podiel na zosilnenom antibakteriálnom účinku, a to najmä inhibíciou bakteriálnych eflu-xných púmp (Macedo et al., 2017; Bohnert et al., 2011). Spolu s niektorými antibioti-kami tak vykazujú synergický účinok, ktorý bol potvrdený znížením minimálnej inhibič-nej koncentrácie (MIC) týchto antibiotík (Munoz-Bellido et al., 2000; Munoz-Bellido et al., 1996). Ich antimikrobiálny účinok – konkrétne sertralínu, fluoxetínu a paroxe-tínu – bol zistený najmä proti gram-pozitív-nym baktériám ako stafylokoky a entero-koky (Ayaz et al., 2015; Coban et al., 2009). Určitá aktivita bola zistená proti fakulta-tívne anaeróbnym baktériám z rodu Ente-robacteriaceae produkujúcim toxíny, ako napríklad Citrobacter spp, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae a Morganella morganii, a tak isto aj proti striktne anaeróbnym Clostridium perfrin-gens, či Clostridium difficile (Kruszewska et al., 2012; Munoz-Bellido et al., 2000).

To, či ide o primárny alebo vedľajší účinok, zostáva nateraz neobjasnené. Via-ceré psychotropné liečivá spôsobujú zmeny hmotnosti a nedávno bola vyslo-vená teória, či sa na tom nemôže podieľať práve mikrobióm (Kanji et al., 2017; Dent et al., 2012). Na druhej strane môžu byť lie-čivá modifikované aj črevnou mikroflórou, kedy dochádza k aktivácii, inaktivácii alebo premene na toxické produkty (Spanogian-nopoulos et al., 2018).

Antibiotiká a depresia

Tak ako niektoré antidepresíva majú antimikrobiálny účinok, majú aj nie-


59

ktoré antibiotiká slabý až silnejší antidepre-sívny efekt (Munoz-Bellido et al., 2000). Prí-kladom môžu byť betalaktámové antibio-tiká či tetracyklíny (Mello et al., 2013; Miyaoka et al., 2012). Naopak fluorochino-lóny môžu vyvolať depresie, manické či úz-kostné poruchy (Kaur et al., 2016; Ahmed et al., 2011; Bhalerao et al., 2006; Grassi et al., 2001). Cefalosporínové antibiotikum cetriaxon zvyšuje expresiu glutamátového transportéru GLT1, vďaka čomu boli doká-zané neuroprotektívne vlastnosti v zviera-cích modeloch depresie (Mineur et al., 2007). U pacientov s MDD (Major Dep-ressive Disorder – veľká depresívna poru-cha) bola pozorovaná zvýšená glutamáter-gická neurotransmisia (Mathews et al., 2012). Minocyklín preukázal imunomodu-lačné a psychotropné vlastnosti (vrátane antidepresívnych), ktoré priamo nesúviseli s antibiotickým mechanizmom účinku (Ahmed et al., 2011). Podobne aj v prí-pade tetracyklínu druhej generácie – dox-ycyklínu – bola zistená preventívna aj tera-peutická účinnosť proti depresívnemu správaniu navodenému bakteriálnymi lipo-polysacharidmi, ktoré spôsobili oxidatívne a neurozápalové zmeny v mozgu (Mello et al., 2013).

Črevný mikrobióm

Nakoľko črevný mikrobióm repre-zentuje genetickú a environmentálnu his-tóriu určitého človeka, je pravdepodobné, že môže hrať úlohu v získaní niektorých chorôb ako aj pri odpovedi na použitú tera-piu (Foster et al., 2013). Keď hovoríme o narušenej rovnováhe v črevnom mikro-bióme, hovoríme o dysbióze. Dysbióza je charakterizovaná poklesom komenzálnych baktérií (hlavne z kmeňov Bacteroidetes a Firmicutes) a zvýšením intenzity rastu in-vazívnych baktérií Escherichia coli (Jones et al., 2014).

Zaujímavým zistením je fakt, že re-konštrukciou mikrobiómu u germ-free zvie-rat v skorých štádiách života (do 6 týždňov)

sa normalizovalo ich správanie, ale tá istá rekonštrukcia uskutočnená v dospelosti neviedla k úprave správania (Neufeld et al., 2011). U bezmikróbnych zvierat nachá-dzame niektoré podobné črty na úrovni mozgu ako pri depresii. Príkladom je zní-žená hladina BDNF (Bercik et al., 2011), či zmeny v expresii sérotonínového recep-tora 5-HT1A (Neufeld et al., 2011). Všetky štúdie naznačujú, že stav mikrobiálnej flóry v skorých štádiách vývoja je veľmi dôležitý pre reguláciu správania počas celého života (Macedo et al., 2017).

Nedávna štúdia odhalila u depresív-nych pacientov v porovnaní so zdravou kontrolou zvýšené množstvá baktérií z kmeňov Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria a naopak znížené Firmi-cutes. Skupina pacientov s MDD mala zvý-šené zastúpenie Enterobacteriaceae a Alis-tipes a znížené zastúpenie Faecalibacte-rium (Jiang et al., 2015). Rod Alistipes patrí medzi indol-pozitívne mikroorganizmy, ktoré ovplyvňujú dostupnosť tryptofánu (Song et al., 2006). Ich hojné zastúpenie môže teda narušiť rovnováhu črevného sé-rotonínergického systému (Macedo et al., 2017).

Rozdiely medzi zdravými kon-trolami a pacientmi s MDD sa dajú pozoro-vať aj na sérových koncentráciách imu-noglobulínov IgM a IgA proti lipopolysacha-ridom črevných symbiotických gram-nega-tívnych kmeňov Enterobacteriaceae. V jed-nej väčšej štúdii boli pozorované vyššie hodnoty týchto imunoglobulínov u MDD pacientov. Autori zatiaľ nemajú jednoz-načnú odpoveď, či bakteriálna translokácia bola druhotným dejom pod vplyvom systé-mového zápalu alebo primárnym činiteľom spojeným s nástupom depresie (Maes et al., 2012).

Analýza črevnej mikroflóry

Na analýzu črevnej flóry sa dnes vy-užíva moderná molekulárna technika – 16S rRNA sekvenovanie. Gén 16S ribozomálnej


60

DNA je štandardom pre identifikáciu a kla-sifikáciu mikróbov vďaka polymorfizmom v hypervariabilných oblastiach, a tiež vďaka jeho výskytu v takmer všetkých baktériách (Lin et al., 2017; Janda et al., 2007). V mi-nulosti používané metódy založené na kul-tivácii sú v súčasnosti už obsolentné, limi-tujú črevnú diverzitu a hrajú v prospech ľahko sa množiacich aeróbnych druhov. Metódy založené na polymerázovej reťazo-vej reakcii (PCR) zas neumožňovali doko-nalú separáciu a identifikáciu, nakoľko roz-diely v dĺžke a sekvencii 16S rRNA génu prí-buzných bakteriálnych rodín boli príliš malé (Sarangi et al., 2018).

Záver

Podľa nám dostupných informácií nebola doposiaľ robená štúdia, v ktorej by sa sledoval vplyv zmien plazmatických kon-centrácií antidepresív v čase na zmeny mik-robiómu v čreve u ľudí. Takouto analýzou by sme mohli byť zas o krok bližšie k odha-ľovaniu spojitosti črevného mikrobiómu s funkciami CNS a psychikou človeka. Veď na-koniec už pred sto rokmi tvrdil laureát No-belovej ceny Ilja Iljič Mečnikov, že vhodné osídlenie črevného traktu posilňuje zdra-vie, predlžuje život a má obrovský zmysel a potenciál sa ním zaoberať (Mackowiak et al., 2013). Táto práca bola podporená grantom VEGA č. 1/0255/18.

Zoznam použitej literatúry 1. Ahmed, A.I.A., van der Heijden, F.M.M.A., van

den Berkmortel, H., Kramers, K., 2011. A man who wanted to commit suicide by hanging himself: an adverse effect of ciprofloxacin, Ge-neral Hospital Psychiatry.

2. Arseneault-Bréard J, Rondeau I, Gilbert K, et al. Combination of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 reduces post-myocardial infarction depression sym-ptoms and restores intestinal permeability in a rat model. Br J Nutr. 2012;107(12):1793-9.

3. Ayaz M, Subhan F, Ahmed J, et al. Sertraline enhances the activity of antimicrobial agents

against pathogens of clinical relevance. J Biol Res (Thessalon). 2015;22(1):4.

4. Bahr SM, Tyler BC, Wooldridge N, Butcher BD, Burns TL, Teesch LM, Oltman CL, Azcarate-Peril MA, Kirby JR, Calarge CA: Use of the second-generation antipsychotic, risperidone, and se-condary weight gain are associated with an al-tered gut microbiota in children. Transl Psy-chiatry 2015, 5:e652.

5. Bajaj JS, Cox IJ, Betrapally NS, Heuman DM, Schubert ML, Ratneswaran M, Hylemon PB, White MB, Daita K, Noble NA et al.: Systems biology analysis of omeprazole therapy in cirr-hosis demonstrates significant shifts in gut microbiota composition and function. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2014, 307:G951-G957.

6. Bercik P, Denou E, Collins J, et al. The intestinal microbiota affects central levels of brain-deri-ved neurotropic factor and behavior in mice. Gastroenterology. 2011;141(2):599-609, 609.e1-3.

7. Berthoud HR, Shin AC, Zheng H. Obesity surgery and gut-brain communication. Physiol Behav. 2011;105(1):106-19.

8. Bhalerao, S., Talsky, A., Hansen, K., Kingstone, E., Schroeder, B., Karim, Z., Fung, I., 2006. Ciprofloxacin-Induced Manic Episode. Psycho-somatics.

9. Bohnert JA, Szymaniak-Vits M, Schuster S, Kern WV: Efflux inhibition by selective seroto-nin reuptake inhibitors in Escherichia coli. J An-timicrob Chemother 2011, 66:2057-2060.

10. Bravo JA, Forsythe P, Chew MV, et al. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional be-havior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(38):16050-5.

11. Clemente JC, Ursell LK, Parfrey LW, Knight R. The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view. Cell. 2012;148(6):1258-70.

12. Clooney AG, Bernstein CN, Leslie WD, Vagia-nos K, Sargent M, Laserna-Mendieta EJ, Cla-esson MJ, Targownik LE: A comparison of the gut microbiome between long-term users and nonusers of proton pump inhibitors. Aliment Pharmacol Ther 2016,43:974-984.

13. Coban AY, Tanriverdi cayci Y, Keleş uludağ S, Durupinar B. [Investigation of antibacterial ac-tivity of sertralin]. Mikrobiyol Bul. 2009;43(4):651-6.

14. Davari S, Talaei SA, Alaei H, Salami M. Probio-tics treatment improves diabetes-induced im-pairment of synaptic activity and cognitive fun-


61

ction: behavioral and electrophysiological pro-ofs for microbiome-gut-brain axis. Neu-roscience. 2013;240:287-96.

15. Dinan TG, Cryan JF. Melancholic microbes: a link between gut microbiota and depression?. Neurogastroenterol Motil. 2013;25(9):713-9.

16. Dinan TG, Stanton C, Cryan JF. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013;74(10):720-6.

17. Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN, et al. Diver-sity of the human intestinal microbial flora. Science. 2005;308(5728):1635-8.

18. Falony G, Joossens M, Vieira-silva S, et al. Po-pulation-level analysis of gut microbiome va-riation. Science. 2016;352(6285):560-4.

19. Flowers SA, Evans SJ, Ward KM, McInnis MG, Ellingrod VL: Interaction between atypical an-tipsychotics and the gut microbiome in a bipo-lar disease cohort. Pharmacotherapy 2017, 37:261-267.

20. Forslund K, Hildebrand F, Nielsen T, Falony G, Le Chatelier E, Sunagawa S, Prifti E, Vieira-Silva S, Gudmundsdottir V, Krogh Pedersen H et al.: Disentangling type 2 diabetes and metformin treatment signatures in the human gut micro-biota. Nature 2015, 528:262-266.

21. Foster, J.A., McVey Neufeld, K.-A., 2013. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 36, 305–12.

22. Freedberg DE, Toussaint NC, Chen SP, Ratner AJ, Whittier S, Wang TC, Wang HH, Abrams JA: Proton pump inhibitors alter specific taxa in the human gastrointestinal microbiome: a crossover trial. Gastroenterology 2015, 149 883–885.e9.

23. Grassi, L., Biancosino, B., Pavanati, M., Agos-tini, M., Manfredini, R., 2001. Depression or hypoactive delirium? A report of ciprofloxacin-induced mental disorder in a patient with chronic obstructive pulmonary disease. Psy-chother. Psychosom. 70, 58–9.

24. Grider JR, Piland BE. The peristaltic reflex in-duced by short-chain fatty acids is mediated by sequential release of 5-HT and neuronal CGRP but not BDNF. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007;292(1):G429-37.

25. Hillsley K, Grundy D. Serotonin and cholecysto-kinin activate different populations of rat mesenteric vagal afferents. Neurosci Lett. 1998;255(2):63-6.

26. Human Microbiome Project Consortium. A fra-mework for human microbiome research. Na-ture 2012, 486, 215–221.

27. Imhann F, Bonder MJ, Vich Vila A, Fu J, Mujagic Z, Vork L, Tigchelaar EF, Jankipersadsing SA, Cenit MC, Harmsen HJM et al.: Proton pump

inhibitors affect the gut microbiome. Gut 2016, 65:740-748.

28. Jackson MA, Goodrich JK, Maxan M-E, Free-dberg DE, Abrams JA, Poole AC, Sutter JL, Wel-ter D, Ley RE, Bell JT et al.: Proton pump inhi-bitors alter the composition of the gut micro-biota. Gut 2016, 65:749-756.

29. Janda JM, Abbott SL. 16S rRNA gene sequen-cing for bacterial identification in the diagnos-tic laboratory: pluses, perils, and pitfalls. J Clin Microbiol. 2007;45(9):2761-4.

30. Jiang, H., Ling, Z., Zhang, Y., Mao, H., Ma, Z., Yin, Y., Wang, W., Tang, W., Tan, Z., Shi, J., Li, L., Ruan, B., 2015. Altered fecal microbiota composition in patients with major depressive disorder. Brain. Behav. Immun. 48, 186–194.

31. Jones, M.L., Ganopolsky, J.G., Martoni, C.J., Labbé, A., Prakash, S., 2014. Emerging science of the human microbiome. Gut Microbes 5, 446–57.

32. Kaur, K., Fayad, R., Saxena, A., Frizzell, N., Chanda, A., Das, S., Chatterjee, S., Hegde, S., Baliga, M.S., Ponemone, V., Rorro, M., Greene, J., Elraheb, Y., Redd, A.J., Bian, J., Restaino, J., Norris, L.B., Qureshi, Z.P., Love, B.L., Brooksta-ver, B., Georgantopoulos, P., Sartor, O., Raisch, D.W., Rao, G., Lu, K., Ray, P., Hrusheshky, W., Schulz, R., Ablin, R., Noxon, V., Bennett, C.L., Southern Network on Adverse Reactions (SO-NAR) project, 2016. Fluoroquinolone-related neuropsychiatric and mitochondrial toxicity: a collaborative investigation by scientists and members of a social network. J. community Support. Oncol. 14, 54–65.

33. Kimura I, Inoue D, Maeda T, et al. Short-chain fatty acids and ketones directly regulate sym-pathetic nervous system via G protein-coupled receptor 41 (GPR41). Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(19):8030-5.

34. Krivošová M, Kušnír P, Urbanová A, Kertys M, Tonhajzerová I, Mokrý J. Význam monitorova-nia hladín liečiv a hľadania biologických marke-rov pri depresii a ADHD. Nové trendy vo farma-koterapii IX. 2017; 74-79.

35. Lin P, Li Q. Can gut changes be new biomarkers for depression? Frontiers in Laboratory Medi-cine. 2017; (1)129-134.

36. López-Muñoz F, Alamo C. Monoaminergic neu-rotransmission: the history of the discovery of antidepressants from 1950s until today. Curr Pharm Des. 2009;15(14):1563-86.

37. Lyte M. Probiotics function mechanistically as delivery vehicles for neuroactive compounds: Microbial endocrinology in the design and use of probiotics. Bioessays. 2011;33(8):574-81.

38. Macedo D, Filho AJMC, Soares de Sousa CN, Quevedo J, Barichello T, Ju´ nior HVN, Freitas


62

de Lucena D: Antidepressants, antimicrobials or both? Gut microbiota dysbiosis in dep-ression and possible implications of the anti-microbial effects of antidepressant drugs for antidepressant effectiveness. J Affect Disord 2017, 208:22-32.

39. Mackowiak PA. Recycling metchnikoff: probio-tics, the intestinal microbiome and the quest for long life. Front Public Health. 2013;1:52.

40. Maes M, Kubera M, Leunis JC, Berk M. Increa-sed IgA and IgM responses against gut commensals in chronic depression: further evi-dence for increased bacterial translocation or leaky gut. J Affect Disord. 2012;141(1):55-62.

41. Maier L, Typas A. Systematically investigating the impact of medication on the gut microbi-ome. Curr Opin Microbiol. 2017;39:128-135.

42. Makivuokko H, Tiihonen K, Tynkkynen S, Paulin L, Rautonen N: The effect of age and non-ste-roidal anti-inflammatory drugs on human in-testinal microbiota composition. Br J Nutr 2010, 103:227-234.

43. Mathews DC, Henter ID, Zarate CA. Targeting the glutamatergic system to treat major dep-ressive disorder: rationale and progress to date. Drugs. 2012;72(10):1313-33.

44. Mello, B.S.F., Monte, A.S., McIntyre, R.S., So-czynska, J.K., Custódio, C.S., Cordeiro, R.C., Chaves, J.H., Vasconcelos, S.M.M., Nobre, H.V., Florenço de Sousa, F.C., Hyphantis, T.N., Carvalho, A.F., Macêdo, D.S., 2013. Effects of doxycycline on depressive-like behavior in mice after lipopolysaccharide (LPS) adminis-tration. J. Psychiatr. Res. 47, 1521–9.

45. Messaoudi M, Lalonde R, Violle N, et al. As-sessment of psychotropic-like properties of a probiotic formulation (Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) in rats and human subjects. Br J Nutr. 2011;105(5):755-64.

46. Mineur YS, Picciotto MR, Sanacora G. Antidep-ressant-like effects of ceftriaxone in male C57BL/6J mice. Biol Psychiatry. 2007;61(2):250-2.

47. Mittal R, Debs LH, Patel AP, et al. Neurotran-smitters: The Critical Modulators Regulating Gut-Brain Axis. J Cell Physiol. 2017;232(9):2359-2372.

48. Miyaoka, T., Wake, R., Furuya, M., Liaury, K., Ieda, M., Kawakami, K., Tsuchie, K., Taki, M., Ishihara, K., Araki, T., Horiguchi, J., 2012. Mino-cycline as adjunctive therapy for patients with unipolar psychotic depression: an open-label study. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psy-chiatry 37, 222–6.

49. Miyashita T, Williams CL. Epinephrine adminis-tration increases neural impulses propagated

along the vagus nerve: Role of peripheral beta-adrenergic receptors. Neurobiol Learn Mem. 2006;85(2):116-24.

50. Montassier E, Batard E, Massart S, Gastinne T, Carton T, Caillon J, Le Fresne S, Caroff N, Har-douin JB, Moreau P et al.: 16S rRNA gene py-rosequencing reveals shift in patient faecal microbiota during high-dose chemotherapy as conditioning regimen for bone marrow tran-splantation. Microb Ecol 2014, 67:690-699.

51. Munoz-Bellido JL, Munoz-Criado S, Garcìa-Ro-drìguez JA. Antimicrobial activity of psychotro-pic drugs: selective serotonin reuptake inhibi-tors. Int J Antimicrob Agents. 2000;14(3):177-80.

52. Muñoz-Bellido JL, Muñoz-Criado S, García-Ro-dríguez JA. In-vitro activity of psychiatric drugs against Corynebacterium urealyticum (Cory-nebacterium group D2). J Antimicrob Che-mother. 1996;37(5):1005-9.

53. Neufeld, K.M., Kang, N., Bienenstock, J., Foster, J.A., 2011. Reduced anxiety-like beha-vior and central neurochemical change in germ-free mice. Neurogastroenterol. Motil. 23, 255–64, e119.

54. Ohlow MJ, Moosmann B. Phenothiazine: the seven lives of pharmacology's first lead structure. Drug Discov Today. 2011;16(3-4):119-31.

55. O'Mahony SM, Clarke G, Borre YE, Dinan TG, Cryan JF. Serotonin, tryptophan metabolism and the brain-gut-microbiome axis. Behav Brain Res. 2015;277:32-48.

56. O'Malley D, Julio-pieper M, Gibney SM, Dinan TG, Cryan JF. Distinct alterations in colonic morphology and physiology in two rat models of enhanced stress-induced anxiety and dep-ression-like behaviour. Stress. 2010;13(2):114-22.

57. Peters JH, Ritter RC, Simasko SM. Leptin and CCK selectively activate vagal afferent neurons innervating the stomach and duodenum. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;290(6):R1544-9.

58. Qin J, Li R, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010;464(7285):59-65.

59. Rogers MAM, Aronoff DM: The influence of non-steroidal antiinflammatory drugs on the gut microbiome. Clin Microbiol Infect 2016, 22 178.e1–178.e9.

60. Sarangi AN, Goel A, Aggarwal R. Methods for Studying Gut Microbiota: A Primer for Physi-cians. J Clin Exp Hepatol. 2018;20:1-12.

61. Sekirov I, Russell SL, Antunes LC, Finlay BB. Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev. 2010;90(3):859-904.


63

62. Song, Y., Könönen, E., Rautio, M., Liu, C., Bryk, A., Eerola, E., Finegold, S.M., 2006. Alistipes onderdonkii sp. nov. and Alistipes shahii sp. nov., of human origin. Int. J. Syst. Evol. Micro-biol. 56, 1985–90.

63. Spanogiannopoulos P, Bess EN, Carmody RN, Turnbaugh PJ. The microbial pharmacists within us: a metagenomic view of xenobiotic metabolism. Nat Rev Microbiol. 2016;14(5):273-87.

64. Stefanko DP, Barrett RM, Ly AR, Reolon GK, Wood MA. Modulation of long-term memory for object recognition via HDAC inhibition. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106(23):9447-52.

65. Stringer AM, Al-Dasooqi N, Bowen JM, Tan TH, Radzuan M, Logan RM, Mayo B, Keefe DMK, Gibson RJ: Biomarkers of chemotherapy-in-duced diarrhoea: a clinical study of intestinal microbiome alterations, inflammation and cir-culating matrix metalloproteinases. Support Care Cancer 2013, 21:1843-1852.

66. Su B, Liu H, Li J, Sunli Y, Liu B, Liu D, Zhang P, Meng X: Acarbose treatment affects the serum levels of inflammatory cytokines and the gut

content of bifidobacteria in Chinese patients with type 2 diabetes mellitus. J Diabetes 2015, 7:729-739.

67. Uneyama H, Niijima A, San gabriel A, Torii K. Luminal amino acid sensing in the rat gastric mucosa. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006;291(6):G1163-70.

68. Winter G, Hart RA, Charlesworth RPG, Shar-pley CF. Gut microbiome and depression: what we know and what we need to know. Rev Neu-rosci. 2018;29(6):629-643.

69. Wu H, Esteve E, Tremaroli V, Khan MT, Caesar R, Manneras-Holm L, Stahlman M, Olsson LM, Serino M, Planas-Felix M et al.: Metformin al-ters the gut microbiome of individuals with treatment-naive type 2 diabetes, contributing to the therapeutic effects of the drug. Nat Med 2017, 23:850-858.

70. Zhernakova A, Kurilshikov A, Bonder MJ, et al. Population-based metagenomics analysis re-veals markers for gut microbiome composition and diversity. Science. 2016;352(6285):565-9.


64

Whole-genome sequencing vo vzťahu k rezistencii Mycobacterium tuberculosis

Matúš Dohál1, Igor Porvazník2,3, Patrik Kušnír1, Juraj Mokrý1

1Ústav farmakológie a Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin, 2Národný ústav tuberkulózy, pľúc-nych chorôb a hrudníkovej chirurgie, Vyšné Hágy, 3Fakulta zdravotníctva, Katolícka univer-

zita, Ružomberok E-mail: [email protected]

Úvod Mycobacterium (M.) tuberculosis je acidorezistetná, intracelulárna baktéria, ktorá je známa ako pôvodca infekčného ochorenia tuberkulózy. Podľa údajov Sve-tovej zdravotníckej organizácie (WHO) zomrelo v roku 2016 zomrelo na tuberku-lózu 1,7 milióna ľudí (z toho 400 tisíc medzi HIV pozitívnymi pacietnami), preto aj v dnešnej dobe patrí tuberkulóza medzi celo-svetovo najčastejšie príčiny úmrtia. Ešte znepokojujúcejším faktorom, ktorý kompli-kuje liečbu tuberkulózy, je častý výskyt re-zistencie. K najčastejším patrí tzv. multi

drug-resistant tuberculosis (MDR-TB - až 4% z celkového počtu nových prípadov), ale aj extensively drug-resistant tuberculo-sis (XDR-TB) a v posledných rokov boli obja-vené aj niektoré prípady totally drug-re-sistant tuberculosis (TDR-TB) (WHO, 2017). Napriek tomu, že incidencia tuberkulózy je v Slovenskej republike (SR) nízka, aktuálne spoločenské zmeny, zastavenie celoploš-ného očkovania ako aj prílev migrantov môže zhoršiť aktuálnu relatívne priaznivú situáciu (obr. 1).

Obr. 1: Výskyt jednotlivých foriem tuberkulózy v SR v rokoch 2009-2017.



65

Podľa odporúčaní WHO by liečba tuberkulózy mala zahŕňať kombináciu pia-tich účinných liečiv. Existujú však prípady, kedy nie je možné zabezpečiť efektívnosť takejto kombinácie z dôvodu rozsiahlej re-zistencie alebo z dôvodu intolerancie liekov zo strany pacienta (Dheda et al., 2017; WHO, 2016). Celková úspešnosť liečby tu-berkulózy je 83%, čo podstatne znižuje vý-skyt rezistentných foriem baktérií. Účin-nosť liečby u pacientov s MDR-TB je len 54%, zatiaľ čo u pacientov liečených na XDR-TB je miera úspešnosti len 30% (WHO, 2014). Včasná diagnostika a správna liečba môžu znížiť šírenie a vývoj rezistentných fo-riem tuberkulózy, avšak absencia vhodných diagnostických metód predstavuje vý-znamný problém (Daley a Caminero, 2013; Lynch, 2013). Metóda celogenómového

sekvenovania (whole-genome sequencing, WGS) predstavuje alternatívu, ktorá by v blízkej budúcnosti mohla byť využitá v diagnostickej praxi, keďže prekonáva ob-medzenia v súčasnosti používaných fenoty-pových a genotypových metód (Cirillo et al., 2017). Cieľom tejto práce je priblížiť vý-znam a zosumarizovať súčasné poznanie o možnom využívaní WGS v diagnostike a liečbe rezistentných foriem tuberkulózy. Genóm M. tuberculosis Genóm M. tuberculosis (kmeň H37Rv) bol prvýkrát kompletne sekveno-vaný v roku 1998. Obsahuje približne 4,4 milióna bázových párov kódujúcich 4000 génov (väčšina z nich sa podieľa na lipolýze a lipogenéze) a vysoký obsah G+C párov (65,6%) (Cole et al., 1998) (obr. 2).

Obr. 2: Štruktúra genómu M. tuberculosis H37RV (podľa Cole et al., 1998).

Dlhú dobu sa predpokladalo, že ge-netická variabilita medzi jednotlivými kmeňmi je minimálna a nemá klinický vý-znam. Dôležitú úlohu pri vyvrátení tejto do-gmy zohrala metóda WGS, ktorá umožnila identifikovať veľké množstvo kmeňov. Zá-

roveň sa tým potvrdilo, že genómové variá-cie majú veľký význam v ich fenotypových vlastnostiach (napr. zvýšená virulencia v čeľadi Pekingských kmeňov) (Black et al., 2015; Galagan, 2014; Niemann a Supply, 2014).


66

Whole-genome sequencing (WGS) Metóda celogenómového sekveno-

vania (WGS) slúži na identifikáciu komplet-nej DNA sekvencie genómu príslušného or-ganizmu v určitom čase. Zahŕňa sekvenova-nie chromozomálnej DNA, mitochondriál-nej DNA a v prípade rastlín aj DNA obsiah-nutej v chloroplastoch. Vývoj technológií počas uplynulých 15 rokov výrazne znížil zložitosť, cenu a čas sekvenovania. V súčas-nosti najpoužívanejšie platformy sekveno-vania predstavujú IonTorrent, Illumina a SMRT (single molecule real time sequen-cing) (Mukhopadhyay, 2009). Veľmi dôle-žitá je samotná príprava templátu pre sek-venáciu. Vzorka DNA je v prvom kroku roz-štiepená na rovnako dlhé fragmenty. Konce jednotlivých fragmentov sú enzymaticky upravené tak, aby sa na ne naviazali prí-slušné adaptéry. Elektroforetickou separá-ciou sa pre sekvenáciu vyberú fragmenty dlhé 200-500 bp. Pred samotným sekveno-vaním je potrebná amplifikácia DNA, ktorá môže prebiehať dvomi spôsobmi: A) fragmenty sú najskôr prichytené na na-noguličku, súčasne sa pridáva reakčný mix (mastermix) pre PCR (polymerázová reťa-zová reakcia), pričom PCR prebieha v emulznom oleji pre zabezpečenie optimál-neho mikroprostredia pre amplifikáciu DNA. Olej pokrývajúci povrch guličiek za-bráni úniku amplifikovaných fragmentov k susedným guličkám. Takáto PCR sa na-zýva emulzná PCR (emPCR), B) fragmenty sú prichytené jedným kon-com na mikročipe, ktorý obsahuje oli-gonukleotidy komplementárne k adapté-rom na fragmentoch. Pridaním mastermixu nastáva amplifikácia DNA, ktorej výsled-kom je tvorba tzv. “mostíkov“. Následnou denaturáciou sa zaistí vyrovnanie fragmen-tov a opakovaním tohto cyklu sa dosiahne namnoženie pôvodnej sekvencie na nie-koľko tisíc kópií, nazývaných klastre. Takýto typ PCR sa nazýva mostíková PCR.

Samotné sekvenovanie využíva stav v ktorom každý zo štyroch voľných deoxy-

nukleotidov (dNTP) je značený špeciálnym fluorescenčným farbivom (Illumina - zna-čené dNTP), prípadne sekvenovanie pre-bieha cyklickým pridávaním a odmývaním nukleotidov (Ion Torrent). Po inkorporácii nukleotidov, dôjde k zachyteniu signálu (fluorescencie - Illumina; zmeny pH - Ion Torrent) z každého klastra, resp. nanogu-ličky. Proces sa opakuje dovtedy, kým nie je zachytená celá knižnica (Anderson a Schrijver, 2010; Zvárová a Mazura, 2012) (obr. 3).

Obr. 3: Príprava templátu na sekvenovanie (podľa Bulajková et al., 2015)

WGS má v súčasnosti veľký poten-ciál stať sa nevyhnutným nástrojom pri kontrole rezistencie mikroorganizmov voči antibiotikám, ktorá je hlavnou hrozbou v modernej zdravotnej starostlivosti. WGS už v tejto oblasti našlo množstvo aplikácií. Patrí k nim vývoj nových antibiotík a diag-nostických testov, prípadne kontrola anti-biotík prostredníctvom sledovania a objas-nenia faktorov, ktoré vplývajú na vznik a pretrvávanie rezistencie (Köser et al., 2014).

Presnosný sekvenátor MinION (Ox-ford Nanopore Technologies) bol rozsiahlo

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=K%26%23x000f6%3Bser%20CU%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=25096945


67

využitý v diagnostike vírusu Ebola v Západ-nej Afrike, pričom jeho neodmysliteľnou výhodou je schopnosť identifikovať pato-gény a antimikrobiálnu rezistenciu priamo z moču (Quick et al., 2016; Schmidt et al., 2017). Okrem vírusu Ebola sa na základe usmernení WHO zriadila sieť testovacích centier a špeciálnych laboratórií, v ktorých sa využíva WGS na určenie rezistencie HIV vírusu voči anti-retrovirálnym liečivám (WHO, 2015).

WGS a rezistencia M. tuberculosis WGS však okrem klinického využitia

v oblasti nádorových ochorení a dedičných chorôb môže viesť k prevratu v diagnostike infekcií vyvolaných M. tuberculosis. Umož-ňuje totiž identifikovať a zistiť citlivosť tes-tovaného kmeňa v klinicky (terapeuticky) relevantnom časovom rámci, čo favorizuje toto vyšetrenie v porovnaní s konvenčne používanými metódami založenými na fe-notypovom vyšetrení (to môže trvať až 8 týždňov) (Pfyffer a Wittwer, 2012; Witney et al., 2016) (obr. 4).

Obr. 4: Porovnanie časovej náročnosti genotypových metód (Xpert, WGS) a fenotypového vyhodnotenia. Vý-sledky genotypových metód sú dostupné za 1-9 dní. V prípade klasického fenotypového vyhodnotenia sú to 3 až 8 týždňov (upravené podľa Satta et al., 2017).

Rezistencia M. tuberculosis je do veľkej miery pripisovaná jednonukleotido-vým polymorfizmom (SNP – single-nucleo-tide polymorphism), inzerciám, deléciám a vo výrazne menšej miere horizontálnemu génovému transferu prostredníctvom plaz-midov alebo transpozónov (Almeida Da Silva a Palomino, 2011). Predpokladá sa, že pri vzniku rezistencie zohrávajú úlohu aj zmeny v regulácii efluxnej pumpy (de Vos et al., 2013). V súčasnosti existuje množ-stvo charakterizovaných génových mutácii a mechanizmov rezistencie, ktoré tieto mu-tácie vyvolávajú (tab. 1).

Štandardizovaná metodika inter-pretácie vzťahu medzi mutáciami a fenoty-povým prejavom rezistencie voči jednotli-vým liečivám bola vyvinutá len nedávno.

Mutácie sa delia na tie, ktoré majú vysokú, strednú, minimálnu alebo neurčitú súvis-losť s rezistenciou alebo nie sú s rezisten-ciou vôbec spojené (Miotto et al., 2017). Mechanizmus rezistencie však nie je objas-nený v 10-40% prípadoch rezistentných kmeňov. Pravdepodobne ide o SNP mimo už identifikovaných génov.

WGS slúži na presnú identifikáciu charakterizovaných aj necharakterizova-ných mutácií a významne podporuje vývoj referenčnej knižnice mutácií zodpovedných za rezistenciu (napr. online softvér “TB pro-filer“) (Farhat et al., 2013; Zhang et al., 2013). Nedávno sa s pomocou WGS potvr-dilo, že nové mutácie vznikajú v niekoľko-násobne väčšom počte v prípade zlyhávajú-


68

cej liečby pacienta infikovaného M. tuber-culosis v porovnaní s úspešne liečeným pa-cientom (Hoagland et al., 2016; Warner et al., 2015). Navyše sa prostredníctvom WGS zistilo, že niektoré mutácie, ktoré boli dlho-dobo považované za markery rezistencie voči etambutolu, sú v skutočnosti iba mar-

kery pre konkrétny fylogenetický rod M. tu-berculosis. Z toho dôvodu často dochádzalo k falošne pozitívnym výsledkom v krajinách s bežným výskytom takéhoto rodu a pri vý-voji nových genotypových metód stanovu-júcich citlivosť baktérií je nutné brať ohľad na tieto okolnosti (Köser et al., 2014).

Tab. 1: Prehľad základných génov kódujúcich rezistenciu a mechanizmov rezistencie M. tuberculosis (podľa Bang, 2010)

Liečivo Gén Funkcia génu Mechanizmus rezistencie

Rifampín rpoB Beta podjednotka RNA poly-merázy

Inhibícia syntézy RNA

Izoniazid katG Kataláza, peroxidáza Znížená schopnosť aktivovať proliečivo izoniazid

inhA Enoyl ACP reduktáza Znížená väzbovosť NADH na inhA a znížený účinok izoniazidu

ahpC Alkyl hydroperoxidázo-re-duktáza

Zvýšená expresia antioxidač-ného enzýmu AhpC, ktorý od-straňuje peroxid nevyhnutný na aktiváciu izoniazidu

kasA Beta-ketoacyl ACP syntáza Zvýšená expresia KasA zahr-nutá v expresii mastných kyse-lín a mykolovej kyseliny

ndh NADH dehydrogenáza Zvýšený pomer NADH/NAD, súboj o naviazanie na izoniazid a následne na inhA

Etambutol embB Arabinozyl transferáza Znížená afinita na etambutol

Pyrazínamid pncA Pyrazínamidáza Znížená schopnosť premeny pyrazínamidu na pyrazínovú kyselinu

Streptomycín rpsL S12 ribozomálny proteín Znížená väzbovosť streptomy-cínu na S12 ribozomálny pro-teín

rrs 16S rRNA Znížená väzbovosť aminogly-kozidov na 16S rRNA

Amikacín

Kanamycín rrs 16S rRNA Znížená väzbovosť aminogly-kozidov na 16S rRNA

Kapreomycín tlyA 2´-O-metyltransferáza

Fluorochinolóny gyrA, gyrB DNA gyráza Inhibícia DNA gyrázy

Etiónamid inhA Enoyl ACP reduktáza Inhibícia syntézy mykolových kyselín

ACP = acyl prenášajúci proteín, NADH = nikotínamid adenín dinukleotid, redukovaná forma

Veľký pokrok sa dosiahol v oblasti

interpretácie a štandardizácie údajov. Na rýchlu interpretáciu údajov získaných WGS

slúži niekoľko online softvérových nástro-jov. Online databázy (ReSeqTB, TB Portal, GenTB) poskytujú možnosť zdieľania, inter-


69

pretácie a prepojenia genetických výsled-kov s fenotypom rezistencie voči lieku a ďalšími epidemiologickými údajmi. Tieto a ďalšie databázy zároveň umožňujú dohľad nad rezistenciou M. tuberculosis na globál-nej úrovni (Satta et al., 2017). Porovnanie WGS s inými molekulárno-ge-netickými metódami V súčasnosti používané genotypové metódy (napr. Xpert MTB/RIF alebo Hain line-probe) umožňujú v krátkom časovom rozmedzí identifikovať jednotlivé druhy mykobaktérií a mutácie zodpovedné za ich rezistenciu. Už spomínané genotypové me-tódy sú však využívané až po kultivačnom dôkaze mykobaktérií a množstvo mutácií, ktoré dokážu zachytiť, je veľmi obmedzené. Z toho vyplývajú zásadne nevýhody v po-rovnaní s WGS (Didelot et al., 2012; Coll et al., 2015; Feuerriegel et al.; 2015, Parrish a Carrol, 2015; Witney et al., 2015). Xpert/RIF je genotypová metóda, ktorá využíva PCR na identifikáciu M. tuber-culosis a sledovanie mutácií génu rpoB, čím zároveň slúži aj na potvrdenie rezistencie voči rifampicínu. V prípade pozitívneho vý-sledku dochádza k začatiu liečby MDR M. tuberculosis (kmeň rezistentný voči rifam-picínu a izoniazidu). Práve takto zvolený postup je však mnohokrát nesprávny. V krajinách ako Irán a India až 33% kmeňov rezistentných na rifampicín nevykazuje re-zistenciu voči izoniazidu, a preto môže ta-kýto postup liečby viesť k vzniku a šíreniu MDR-TB (Rufai et al., 2014; Velayati et al., 2014). Z toho dôvodu sa musí v USA popri Xpert MTB/RIF štandardne realizovať aj fe-notypový dôkaz citlivosti (FDA US, 2013). Vhodným riešením môže byť použitie WGS, pretože umožňuje zachytiť súčasne veľké množstvo génov kódujúcich rezistenciu, a tým prispiež k správnemu nastaveniu vhodnej liečby. Coll a kol. vyhodnotili izoláty z rôz-nych krajín sveta za účelom získať informá-

cie o senzitivite a špecificite WGS v predik-cii rezistencie v porovnaní s fenotypovými metódami. Vysoké hodnoty senzitivity a špecificity boli potvrdené pre prvolíniové antituberkulotiká: rifampicín 96,2% a 98,1%, izoniazid 92,8% a 100%, etam-butol 88,7% a 81,7% a streptomycín 87,1% a 89,7% (Coll et al., 2015). Podobné štúdiu zverejnili aj Walker a kol., ktorí po vyhod-notení izolátov získali nasledovné hodnoty senzitivity a špečificity: rifampicín 91,7% a 99,2%, izoniazid 85,2% a 98,4%, etam-butol 82,3% a 95,1% a streptomycín 86,1 a 99,1% (Walker et al., 2015). Tieto údaje boli neskôr overené aj výskumným tímom z Indie, pričom ich výsledky potvrdili 100% senzitivitu a 94% špecificitu pre rifampicín a izoniazid, 100% senzitivitu a 78% špecifi-citu pre etambutol, 85% senzitivitu a 100% špecificitu pre streptomycín (Chattarjee et al., 2017). Shea a kol. sa rozhodli využiť WGS v prípade všetkých klinicky potvrde-ných prípadov tuberkulózy v štáte New York. Identifikácia druhu bola stanovená s presnosťou 99%. Miera zhody dôkazu re-zistencie v porovnaní s kultivačnými tes-tami citlivosti predstavovala 96%. Navyše lekári obdržali výsledky s profilmi rezisten-cie o 9 dní skôr v prípade prvolíniových an-tituberkulotík a až o 30 dní skôr v prípade druholíniových antituberkulotík (etióna-mid, kanamycín, ofloxacín) (Shea et al., 2017). Ďalšie možnosti využitie WGS V súvislosti so zavedením WGS do praxe predstavuje najväčší potenciál, ale zároveň aj najväčšiu výzvu schopnosť sek-venácie jednotlivých kmeňov M. tuberculo-sis priamo z klinických izolátov bez potreby predchádzajúcej kultivácie. Doughty a kol. diagnostikovali až 7 z 8 pozitívnych vzoriek získaných zo spúta pacientov. Hoci identifi-kácia druhu/rodu M. tuberculosis poskytla užitočné informácie, veľké množstvo „ne-tuberkulóznych“ sekvencií v spojení s ne-dostatočnou hĺbkou pokrytia (počet čítaní,


70

ktorý pokrýva konkrétny cieľový nukleotid) a hĺbkou sekvenovania (celkové množstvo sekvenačných dát = počet nukleotidov) znemožňujú predvídať rezistenciu (Dou-ghty et al., 2014). Preto je nevyhnutné na priamy dôkaz rezistencie zabezpečiť čo naj-vyššiu možnú koncentráciu DNA M. tuber-culosis v spúte. Slúžia na to špeciálne na-vrhnuté templáty RNA (RNA baits, SureSe-lectXT, Agilent, US) (Brown et al., 2015). Po-znanie templátov viedlo k štúdiám, v kto-rých bola zo spúta pacientov potvrdená re-zistencia voči rifampicínu a izoniazidu so senzitivitou 95-97% a špecificitou 98-100% v priebehu 96 hodín (Colman et al., 2016; Votintseva et al., 2017). Tuberkulóza vyvolaná rezistent-nými kmeňmi sa nevyvíja len v dôsledku se-lekčného tlaku, ku ktorému dochádza pri nevhodne nastavenej liečbe alebo pri sub-terapeutických dávkach lieku. Vysoký stu-peň rezistencie pri XDR-TB sa vyvíja až po niekoľkých epizódach neúčinnej liečby, vrá-tane použitia liekov druhej línie na MDR-TB. Dôležité je však podotknúť, že tuberku-lóza vyvolaná MDR a XDR kmeňmi môže byť tiež spôsobená priamou infekciou rezis-tentným kmeňom z infikovaného pacienta (Shah et al., 2017). WGS umožňuje študo-vať pôvod a prenos rezistentných foriem najmä v oblastiach so zvýšeným výskytom tuberkulózy (Guthrie et al., 2018). V minulosti prevládal názor, že pacienti sú infikovaní striktne iba jedným kmeňom M. tuberculosis. Vyvrátiť tento predpoklad sa podarilo najmä pomocou rozvoja technoló-gii molekulárnej epidemiológie. Vďaka WGS sa potvrdilo, že tuberkulóza je ocho-renie vyvolané v mnohých prípadoch kom-plexom rôznych kmeňov (Sobkowiak et al., 2018). Okrem už spomenutých možností využitia predstavuje WGS nástroj, prostredníctvom ktorého možno charakterizovať cieľové miesta antituberkulotík (napr. cieľové miesto liečiva bedachilínu) a u pacientov

s opakovanými infekciami určiť, či ide o re-laps (pacient infikovaný tým istým kme-ňom) alebo reinfekciu (pacient infikovaný novým kmeňom) (Andries et al., 2005; Bryant et al., 2013). Záver Celogenómové sekvenovanie M. tu-berculosis prináša nové možnosti rýchlej a presnej diagnostiky rezistentných foriem tuberkulózy. Jeho zavedenie do rutinnej diagnostiky môže prispieť k obmedzeniu ší-renia rezistentných foriem tuberkulózy ako aj k zvýšeniu úspešnosti liečby pacientov, a to najmä vďaka včasnej a vhodnej kombi-nácii antituberkulotík. Jeho zavedenie do rutinnej diagnostiky tak môže napriek fi-nančnej náročnosti priniesť jednoznačné zlepšenie starostlivosti o pacientov. Zoznam použitej literatúry: 1. Almeida da silva PE, Palomino JC. Molecular

basis and mechanisms of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis: classical and new drugs. J Antimicrob Chemother. 2011;66(7):1417-30.

2. Anderson MW, Schrijver I. Next generation DNA sequencing and the future of genomic medicine. Genes (Basel). 2010;1(1):38-69.

3. Andries K, Verhasselt P, Guillemont J, et al. A diarylquinoline drug active on the ATP syn-thase of Mycobacterium tuberculosis. Science. 2005;307(5707):223-7.

4. Black PA, De vos M, Louw GE, et al. Whole ge-nome sequencing reveals genomic heteroge-neity and antibiotic purification in Mycobacte-rium tuberculosis isolates. BMC Genomics. 2015;16:857.

5. Brown AC, Bryant JM, Einer-Jensen K, et al. Ra-pid Whole-Genome Sequencing of Mycobacte-rium tuberculosis Isolates Directly from Cli-nical Samples. J Clin Microbiol. 2015;53(7):2230-7.

6. Bryant JM, Harris SR, Parkhill J, et al. Whole-genome sequencing to establish relapse or re-infection with Mycobacterium tuberculosis: a retrospective observational study. Lancet Res-pir Med. 2013;1(10):786-92.

7. Cirillo DM, Miotto P, Tortoli E. Evolution of Phenotypic and Molecular Drug Susceptibility Testing. Adv Exp Med Biol. 2017;1019:221-246.


71

8. Cole ST, Brosch R, Parkhill J, et al. Deciphering the biology of Mycobacterium tuberculosis from the complete genome sequence. Nature. 1998;393(6685):537-44.

9. Coll F, Mcnerney R, Preston MD, et al. Rapid determination of anti-tuberculosis drug re-sistance from whole-genome sequences. Ge-nome Med. 2015;7(1):51.

10. Colman RE, Anderson J, Lemmer D, et al. Rapid Drug Susceptibility Testing of Drug-Resistant Mycobacterium tuberculosis Isolates Directly from Clinical Samples by Use of Amplicon Se-quencing: a Proof-of-Concept Study. J Clin Mic-robiol. 2016;54(8):2058-67.

11. Daley CL, Caminero JA. Management of mul-tidrug resistant tuberculosis. Semin Respir Crit Care Med. 2013;34(1):44-59.

12. De vos M, Müller B, Borrell S, et al. Putative compensatory mutations in the rpoC gene of rifampin-resistant Mycobacterium tuberculo-sis are associated with ongoing transmission. Antimicrob Agents Chemother. 2013;57(2):827-32.

13. Dheda K, Gumbo T, Maartens G, et al. The epi-demiology, pathogenesis, transmission, diag-nosis, and management of multidrug-re-sistant, extensively drug-resistant, and in-curable tuberculosis. Lancet Respir Med. 2017;

14. Didelot X, Bowden R, Wilson DJ, Peto TEA, Crook DW. Transforming clinical microbiology with bacterial genome sequencing. Nat Rev Genet. 2012;13(9):601-612.

15. Doughty EL, Sergeant MJ, Adetifa I, Antonio M, Pallen MJ. Culture-independent detection and characterisation of Mycobacterium tuberculo-sis and M. africanum in sputum samples using shotgun metagenomics on a benchtop sequ-encer. PeerJ. 2014;2:e585.

16. Farhat MR, Shapiro BJ, Kieser KJ, et al. Geno-mic analysis identifies targets of convergent positive selection in drug-resistant Mycobac-terium tuberculosis. Nat Genet. 2013;45(10):1183-9.

17. Feuerriegel S, Schleusener V, Beckert P, et al. PhyResSE: a Web Tool Delineating Mycobacte-rium tuberculosis Antibiotic Resistance and Li-neage from Whole-Genome Sequencing Data. J Clin Microbiol. 2015;53(6):1908-14.

18. Galagan JE. Genomic insights into tuberculosis. Nat Rev Genet. 2014;15(5):307-20.

19. Guthrie JL, Delli pizzi A, Roth D, et al. Genoty-ping and Whole-Genome Sequencing to Iden-tify Tuberculosis Transmission to Pediatric Pa-tients in British Columbia, Canada, 2005-2014. J Infect Dis. 2018;218(7):1155-1163.

20. Hoagland DT, Liu J, Lee RB, Lee RE. New agents for the treatment of drug-resistant Mycobac-terium tuberculosis. Adv Drug Deliv Rev. 2016;102:55-72.

21. Chatterjee A, Nilgiriwala K, Saranath D, Rodri-gues C, Mistry N. Whole genome sequencing of clinical strains of Mycobacterium tuberculo-sis from Mumbai, India: A potential tool for de-termining drug-resistance and strain lineage. Tuberculosis (Edinb). 2017;107:63-72.

22. Köser CU, Bryant JM, Comas I, et al. Comment on: characterization of the embB gene in My-cobacterium tuberculosis isolates from Barce-lona and rapid detection of main mutations re-lated to ethambutol resistance using a low-density DNA array. J Antimicrob Chemother. 2014;69(8):2298-9.

23. Köser CU, Ellington MJ, Peacock SJ. Whole-ge-nome sequencing to control antimicrobial re-sistance. Trends Genet. 2014;30(9):401-7.

24. Lynch JB. Multidrug-resistant Tuberculosis. Med Clin North Am. 2013;97(4):553-79.

25. Miotto P, Tessema B, Tagliani E, et al. A stan-dardised method for interpreting the associa-tion between mutations and phenotypic drug resistance in . Eur Respir J. 2017;50(6)

26. Mukhopadhyay R. DNA sequencers: the next generation. Anal Chem. 2009;81(5):1736-40.

27. Nelson KN, Shah NS, Mathema B, et al. Spatial Patterns of Extensively drug-resistant Tuber-culosis (XDR-tuberculosis) transmission in KwaZulu-Natal, South Africa. J Infect Dis. 2018;

28. Niemann S, Supply P. Diversity and evolution of Mycobacterium tuberculosis: moving to whole-genome-based approaches. Cold Spring Harb Perspect Med. 2014;4(12):a021188.

29. Parrish N, Carrol K. Importance of improved TB diagnostics in addressing the extensively drug-resistant TB crisis. Future Microbiol. 2008;3(4):405-13.

30. Pfyffer GE, Wittwer F. Incubation time of my-cobacterial cultures: how long is long enough to issue a final negative report to the clini-cian?. J Clin Microbiol. 2012;50(12):4188-9.

31. PHE. England world leaders in the use of whole genome sequencing to diagnose TB. 2017. https://www.gov.uk/government/news/en-gland-worldleaders-in-the-use-of-whole-ge-nome-sequencing-to-diagnose-tb.

32. Quick J, Loman NJ, Duraffour S, et al. Real-time, portable genome sequencing for Ebola surveillance. Nature. 2016;530(7589):228-232.

33. Rufai SB, Kumar P, Singh A, Prajapati S, Balooni V, Singh S. Comparison of Xpert MTB/RIF with


72

line probe assay for detection of rifampin-mo-noresistant Mycobacterium tuberculosis. J Clin Microbiol. 2014;52(6):1846-52.

34. Satta G, Lipman M, Smith GP, Arnold C, Kon OM, Mchugh TD. Mycobacterium tuberculosis and whole-genome sequencing: how close are we to unleashing its full potential?. Clin Micro-biol Infect. 2018;24(6):604-609.

35. Shea J, Halse TA, Lapierre P, et al. Comprehen-sive Whole-Genome Sequencing and Repor-ting of Drug Resistance Profiles on Clinical Cases of Mycobacterium tuberculosis in New York State. J Clin Microbiol. 2017;55(6):1871-1882.

36. Schmidt K, Mwaigwisya S, Crossman LC, et al. Identification of bacterial pathogens and anti-microbial resistance directly from clinical uri-nes by nanopore-based metagenomic sequen-cing. J Antimicrob Chemother. 2017;72(1):104-114.

37. Sobkowiak B, Glynn JR, Houben RMGJ, et al. Identifying mixed Mycobacterium tuberculosis infections from whole genome sequence data. BMC Genomics. 2018;19(1):613.

38. US Food and Drug Administration. Xpert MTB/RIF Assay 510(k) DECISION SUMMARY, 2013

39. Velayati AA, Farnia P, Mozafari M, et al. High prevelance of rifampin-monoresistant tuber-culosis: a retrospective analysis among Iranian pulmonary tuberculosis patients. Am J Trop Med Hyg. 2014;90(1):99-105.

40. Votintseva AA, Bradley P, Pankhurst L, et al. Same-Day Diagnostic and Surveillance Data for Tuberculosis via Whole-Genome Sequencing

of Direct Respiratory Samples. J Clin Microbiol. 2017;55(5):1285-1298.

41. Walker TM, Kohl TA, Omar SV, et al. Whole-ge-nome sequencing for prediction of Mycobac-terium tuberculosis drug susceptibility and re-sistance: a retrospective cohort study. Lancet Infect Dis. 2015;15(10):1193-1202.

42. Warner DF, Koch A, Mizrahi V. Diversity and di-sease pathogenesis in Mycobacterium tuber-culosis. Trends Microbiol. 2015;23(1):14-21.

43. Witney AA, Cosgrove CA, Arnold A, Hinds J, Stoker NG, Butcher PD. Clinical use of whole genome sequencing for Mycobacterium tuber-culosis. BMC Med. 2016;14:46.

44. Witney AA, Gould KA, Arnold A, et al. Clinical application of whole-genome sequencing to inform treatment for multidrug-resistant tu-berculosis cases. J Clin Microbiol. 2015;53(5):1473-83.

45. World Health Organisation. Global Tuberculo-sis Report 2017. Geneva: WHO; 2017.

46. World Health Organisation. HIV drug re-sistance surveillance guidance: 2015 update, Geneva 2015

47. World Health Organisation. WHO treatment guidelines for drug-resistant tuberculosis 2016 update. Geneva, Switzerland 2016

48. Zhang H, Li D, Zhao L, et al. Genome sequen-cing of 161 Mycobacterium tuberculosis isola-tes from China identifies genes and intergenic regions associated with drug resistance. Nat Genet. 2013;45(10):1255-60.

49. Zvárová J, Mazura I. Metody molekulární bio-logie a bioinformatiky. 1. vyd. Praha: Karoli-num, 2012. Biomedicínská informatika. ISBN 978-80-246-2150-0.


73

Výskyt nežiaducich účinkov antituberkulotík vo vzťahu k ich účinnosti a plazmatickým hladinám

Patrik Kušnír1, Matúš Dohál1, Igor Porvazník2,3, Juraj Mokrý1

1Ústav farmakológie a Martinské centrum pre biomedicínu, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Univerzita Komenského v Bratislave, Martin, 2Národný ústav tuberkulózy, pľúc-nych chorôb a hrudníkovej chirurgie, Vyšné Hágy, 3Fakulta zdravotníctva, Katolícka univer-

zita, Ružomberok E-mail: [email protected]

Úvod Tuberkulóza je infekčné ochorenie

spôsobené baktériami Mycobacterium (M.) tuberculosis. Na liečbu tohto ochorenia sa používa špeciálna podskupina antibiotík, tzv antituberkulotiká. Nakoľko je nevy-hnutné používať ich dlhodobo a tým sa zvy-šuje riziko rozvoja rezistencie, je potrebné ich kombinovať. To však môže viesť k rôz-nym interakciám a najmä rozvoju nežiadu-cich účinkov.

V tomto príspevku sme zosumarizo-vali hlavné nežiaduce účinky jednotlivých antituberkulotík, ich výskyt a možný vzťah k plazmatickým koncentráciám liečiv. Izoniazid

Izoniazid je považovaný za jedno z najčastejšie používaných antituberkulotík tzv. prvej línie. Najväčším problémom pri jeho podávaní je deficiencia pyridoxínu (vi-tamínu B6), ktorá vedie k periférnej neuro-patii. V rámci rýchlosti metabolizmu izoniazidu je známy významný vplyv gene-tického polymorfizmu. Izoniazid sa meta-bolizuje pomocou acetylácie a u tzv. poma-lých acetylátorov je biologický polčas izoniazidu väčší. To môže viesť k častej-šiemu výskytu nežiaducich účinkov. Aj z tohto dôvodu je nevyhnutná suplementá-cia pyridoxínu. Okrem poškodenia nervo-vého systému spôsobuje izoniazid aj poško-denie pečene, najmä pri jeho vyšších dáv-kach, kedy je nevyhnutné monitorovať pe-čeňové funkcie.

Väčšie riziko výskytu periférnej neu-ropatie je u pacientov s malnutríciou, dia-betom, so závislosťou od alkoholu alebo s HIV infekciou (Bullock, Manias 2014). Rifampicín

Rifampicín predstavuje ďalšie prvo-líniové antituberkulotikum. Považuje sa za jeden z najsilnejších induktorov pečeňo-vých enzýmov CYP540 a okrem iných liečiv zrýchľuje aj svoj vlastný metabolizmus, čo vedie v prípade dlhodobejšieho užívania k zvyšeniu klírensu rifampicínu (Marieke et al. 2015).

Nežiaduce účinky rifampicínu sú do-bre známe, keďže je niekoľko desaťročí ce-losvetovo používané liečivo. Zatiaľ nie je celkom objasenný vzťah dávky k nežiadu-cim účinkom. Je totiž známe, že nežiaduci účinok môže byť závislý od dávky, alebo môže byť bez vzťahu k podanej dávke, tzv. idiosynkratický (Global Alliance for TB Drug Development, Knowles et al. 2008).

Známe sú viaceré prípadové štúdie a klinické skúšky, u ktorých sa použili vyššie dávky rifampicínu na liečbu tuberkulózy, brucelózy, leishmaniózy a legionelózy bez závažných nežiaducich účinkov (Solera et al. 1995; Kochar et al. 2000; Edelstein et al. 1984; Kissling et al. 1981, Zimmerli et al., 2004). Pri podávaní prerušovanej dávky u niektorých pacientov došlo k horúčke, dočasnému zlyhaniu pečene a trombocyto-pénii, ktorá sa prejavovala krvácaním z ja-zyka a z pier. Trombocytopénia vzniká na



74

podklade hypersenzitívnej reakcie (Poole et al. 1971, Burman et al. 2001). S dávkou je takisto spojená aj hepatotoxicita (Boree et al. 2015). Tento nežiaduci účinok je zriedkavý, vyskytujúci sa u 2,5% pacientov. Hepatotoxicita nastáva u pacientov pri sú-časnom podávaní izoniazidu alebo etam-butolu (Long et al. 1979; Newman et al. 1971).

Okrem vyššie uvedených nežiadu-cich účinkov sa môže objaviť aj tzv. flu-like syndróm, ktorý sa prejavuje horúčkou, bo-lesťami svalov a kĺbov. Je založený na imu-nitnom podklade. Objavuje sa pri podávaní vyšších dávok (900 mg a viac). Trombocyto-pénia a akútne renálne zlyhanie nastáva najmä pri prerušení terapie. Pri podávaní 1x týždenne môže dochádzať v tele k tvorbe protilátok proti rifampicínu (Brunton et al. 2018).

K menej závažným vedľajším účin-kom patrí aj farbenie moču, potu, slín, sĺz a stolice do oranžova. Etambutol

Ďalšie prvolíniové antituberkuloti-kum – etambutol – spôsobuje niekoľko zá-važných nežiaducich účinkov. Patrí k nim najmä rozmazané videnie kvôli neuritíde očného nervu. Pacient môže stratiť schop-nosť rozoznávať červenú a zelenú farbu. Objavuje sa u približne 15% pacientov, ktorí užívajú dennú dávku 50 mg/kg, a u asi 5% pacientov užívajúcich dennú dávku 25mg/kg, čo svedčí pre dávkovú závislosť a možnú potrebu sledovať plazmatické hla-diny počas terapie. Výskyt tohto nežiadu-ceho účinku je však závislý aj od dĺžky liečby, preto sa odporúča sledovať od za-čiatku terapie možné poškodenie oka.

K ďalším nežiaducim účinkyom pat-ria vyrážky, liekom navodená horúčka, pru-ritus, bolesti kĺbov, zmätenosť. Znižuje aj vylučovanie kyseliny močovej, čo si v nie-ktorých prípadoch vyžaduje monitorovanie obličkových funkcií (Brunton et al 2018).

Pyrazínamid Najčastejším nežiaducim účinkom

pyrazínamidu, ďalšieho z prvolíniových an-tituberkulotík, je hepatotoxicita. Pri dennej dávke 40-50 mg/kg sa príznaky hepatál-neho poškodenia objavili u 15% pacientov. V zriedkavých prípadoch to viedlo k smrti pacienta kvôli nekróze pečene. Súčasné te-rapeutické postupy odporúčajú dennú dávku 15-30 mg/kg a sú preto oveľa bez-pečnejšie. U pacientov sa napriek tomu od-porúča sledovať počas terapie pečeňové funkcie, a to najmä pri súčasnom užívaní kombinácuie antituberkulotík, vrátane ri-fampicínu. V prípade významného poško-denia pečene sa musí terapia predčasne ukončiť.

U takmer všetkých pacientov spô-sobuje pyrazínamid aj hyperurikémiu, čo sa môže prejaviť akútnymi príznakmi dny. Spôsobuje aj bolesti kĺbov, nauzeu, zvraca-nie a horúčku (Brunton et al. 2018). Oxazolidíndióny

Do skupiny oxazolidíndiónov patrí linezolid, tedizolid a sutezolid. Pri podávaní linezolidu dochádza pomerne často najmä k myelosupresii (anémia, neutropénia), ktorá nastáva už počas prvých 5 mesiacov terapie. Najčastejšie sa objaví už v prie-behu 7 až 10 dní po začatí terapie. Kvôli ri-ziku krvácania sa odporúča sledovať aj po-čet trombocytov (Brunton et al 2018).

Okrem myelosupresívneho pôsobe-nia sa vyskytli aj prípady neuropatie oč-ného nervu. Predpokladaný mechanizmus tejto reakcie je založený na poškodení mi-tochondriálnej syntézy proteínov. Nahlá-sený bol aj jeden prípad rabdomyolýzy po-čas prvého roka liečby. Takmer všetky tieto nežiaduce účinky sa nevyskytovali pri zní-žení dávky na 300 mg denne, ktorá ešte stále prevyšovala minimálnu inhibičnú kon-centráciu (Brunton et al. 2018, Lee et al. 2012). Naznačuje to dôležitosť sledovania plazmatických koncentrácií linezolidu pre zachovanie dodstatočného terapeutického


75

efektu a zároveň prevenciu výskytu závaž-ných nežiaducich účinkov. Aminoglykozidy

Aminoglykozidy (streptomycín, amikacín a kanamycín) patria k najtoxickej-ším antibiotikám. Za najvýznamnejšie ne-žiaduce účinky sa považuje nefrotoxicita, neurotoxicita, ototoxicita a teratogenita. Poškodenie n. vestibulocochlearis (neuro-toxické a ototoxické pôsobenie aminogly-kozidov) vedie buď k samostatným alebo spoločným poruchám vnímania vysokých tónov alebo poruchám rovnováhy. Ďalším nežiaducim účinkom je nefrotoxocita. Spô-sobená je tendenciou tubulárnych buniek kumulovať metabolity aminoglykozidov, čo vedie k ich nekróze. Respiračná paralýza po podaní aminoglykozidov patrí k zriedkavým nežiaducim účinkom (Mokrý et al. 2013).

V rámci prevencie poškodenia sa odporúča podávať aminoglykozidy krátko-dobejšie a radšej voliť menej časté apliká-cie vyšších dávok. Je známe, že účinnosť aminoglykozidov je závislá od dosiahnutej vrcholovej koncentrácie, kým riziko nežia-ducich účinkov sa zvyšuje najmä v závislosti od času nad minimálnou inhibičnou kon-centráciou. Zároveň je nevyhnutné pravi-delne monitorovať funkcie sluchu a rovno-vážneho systému prostredníctvom pravi-delných vyšetrení, najmä pokiaľ ide o dlho-dobú liečbu (Mokrý et al. 2013). Fluorochinolóny

Z fluorochinolónov druhej a tretej generácie sa v liečbe tuberkulózy najčastej-šie využívajú moxifloxacín, gatifloxacín, le-vofloxacín. K ich najčastejším nežiaducim účinkom patria najmä účinky na tráviaci systém. Približne 3-17% pacientov hlási miernu nauzeu, zvracanie alebo brušný dy-skomfort. Spôsobujú aj bolesti hlavy, zried-kavo halucinácie, prípadne delírium. U pa-cientov s epilepsiou hrozí väčšie riziko vzniku záchvatu.

K ďalším bežnejším nežiaducim účinkom patria bolesti kĺbov. V ojedinelých prípadoch môže nastať ruptúra šľachy, a to najmä u starších pacientov alebo u pacien-tov, ktorí užívajú kortikosteroidy. Väčšie ri-ziko poškodenia chrupavky bolo dokázané u detí a u tehotných žien, preto sú fluoro-chinolóny kontraindikované u detí a počas tehotnosti (Brunton et al 2018).

Moxifloxacín (menej levofloxacín) spôsobuje predĺženie QT intervalu a aryt-miu typu torsade de pointes. Gatifloxacín môže viesť k hypo- alebo hyperglykémii. Takisto môžu nastať aj hypersenzitívne re-akcie. Väčšina uvedených komplikácií sa zvýrazňuje pri vyšších dávkach alebo pri dl-hodobejšom podávaní. Bedachilín

Bedachilín predstavuje relatívne nové antituberkulotikum, ktoré sa používa najmä u poly- a multirezistentných pacien-tov. Pacienti liečení bedachilínom hlásia najčastejšie nauzeu a hnačky. K ďalším ne-žiaducim účinkom patria bolesti kĺbov a končatín. U niektorých pacientov môže na-stať aj hyperurikémia. Za najvážnejší prob-lém tohto liečiva sa považuje kardiovasku-lárna toxicita a smrť kvôli predĺženiu QT in-tervalu (Brunton et al. 2018). Etionamid

Etionamid je liečivo, ktoré až 50% pacientov ťažko toleruje kvôli žalúdočnemu dyskomfortu. Medzi ďalšie bežné nežia-duce účinky patrí anorexia, nauzea a zvra-canie. K závažným nežiaducim účinkom patrí posturálna hypotenzia, zmena kogni-tívnych funkcií a asténia. Etionamid spôso-buje aj neurologické nežiaduce účinky ako poškodenie čuchu, rozmazané videnie, pa-restézie, bolesti hlavy a triašku. Na zmier-nenie neurologických príznakov sa odpo-rúča podávať zároveň aj pyridoxín. Vhodné je sledovať hepatálne funkcie, keďže etionamid u niektorých pacientov spôso-buje hepatotoxicitu (Brunton et al. 2018).


76

Kyselina para-aminosalicylová

Najčastejšie nežiaduce účinky po aplikácii kyseliny paraaminosalicylovej sa objavujú v gastrointestinálnom trakte. Okrem toho môže dochádzať k hypersenzi-tívnaej reakcii, ktorá sa prejavuje ako ho-rúčka, eozinofília a ostatné hematologické abnormality. Ich prítomnosť je často menej závislá od aplikovanej dávky (Brunton et al. 2018). Cykloserín

Až u 50% pacientov užívajúcich cyk-loserín sa objavujú neuropsychiatrické prí-znaky. Prejavujú sa bolesťou hlavy, somno-lenciou, ale aj závažnou psychózou, epilep-tickými záchvatmi a sklonmi k samovražde. Vysoké dávky cykloserínu spolu s alkoho-lom zvyšujú riziko záchvatov. Nemal by sa preto používať u pacientov s epilepsiou a u pacientov s depresiou v anamnéze. V súčasnosti sa zvažuje potreba monitoro-vania plazmatických koncentrácií cyklose-rínu, čím by sa predišlo rozvoju závažnej-ších nežiaducich účinkov (Brunton et al 2018). Kapreomycín

Kapreomycín je druhlíniové antitu-berkulotiku na parenterálnu aplikáciu. K najčastejším nežiaducim účinkom (najmä na obličky) patrí prechodná proteinúria, hematúria a retencia dusíkatých látok. Bo-lestivá je aj aplikácia, ktorá je formou intra-venóznej alebo intramuskulárnej injekcie. Nežiaduce účinky na obličky môžu byť zhor-šené pri súčasnej aplikácii aminoglykozi-dov. Vtedy dochádza aj k častejšej ototoxi-cite (poškodenie vestibulokochleárneho nervu) a neuromuskulárnemu poškodeniu. Záver

Detekcia plazmatických koncentrá-cií antituberkulotík má význam pri predchá-dzaní nežiaducim účinkom, sledovanie prí-padných interakcií súčasne aplikovaných

liečiv ako aj na predikciu úspešnosti liečby infekcií spôsobených M. tuberculosis. Vhodné je preto zvážiť sledovanie plazma-tických koncentrácií antituberkulotík a prí-padný výskyt nežiaducich účinkov, ktoré prehľadne popisuje tento článok, a to najmä u liečiv, ktoré majú vysoký inter-akčný potenciál, resp. môžu viesť k závaž-nýcm až život ohrozujúcim nežiaducom účinkom.

Zoznam použitej literatúry 1. Bullock S, Manias E. Fundamentals of pharma-

cology 2017 Melbourne 2. Boeree MJ, Diacon AH, Dawson R et al. A dose-

ranging trial to optimize the dose of rifampin in the treatment of tuberculosis. Am J Respir Crit Care Med. 2015 May 1;191(9):1058-65.

3. Brunton LL, Hilal-Randan R, Knollmann B. Goodman and Gilman’s the pharmacological basis of therapeutics 13th, 2018

4. Burman WJ, Gallicano K, Peloquin C. Compara-tive Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of the Rifamycin Antibacterials Clin Pharmaco-kinet. 2001;40(5):327-41.

5. Edelstein PH, Meyer RD. Legionnaires’ disease. A review. Chest 1984; 85:114–120.

6. Global Alliance for TB Drug Development. Ri-fampin. Tuberculosis 2008, 88 (2) 151-154

7. Kissling M, Bergamini N. Rifampicin in free combination with other antimicrobial drugs in non-Tb infections. Clinical data on 650 patients (a review). Chemotherapy 1981;27:368–402.

8. Knowles SR, Uetrecht J, Shear NH. Idiosyncra-tic drug reactions: the reactive metabolite syn-dromes. Lancet 2000 356: 1587–1591.

9. Kochar DK, Aseri S, Sharma BV, Bumb RA, Mehta RD, Purohit SK. The role of rifampicin in the management of cutaneous leishmaniasis. QJM 2000;93:733–737.

10. Lee M, Lee J, Carroll MW, et al. Linezolid for treatment of chronic extensively drug-re-sistant tuberculosis. N Engl J Med. 2012;367(16):1508-18.

11. Long MW, Snider DEJ, Farer LS. U.S. Public He-alth Service trial of three rifampin-isoniazid re-gimens in treatment of pulmonary tuberculo-sis. Am Rev Respir Dis 1979; 119: 879–94

12. Loos U, Musch E, Jensen JC et al. Pharmacoki-netics of oral and intravenous rifampicin dur-ing chronic administration Klin Wochenschr 1985 63: 1205.


77

13. Marieke G,Sturkenboom G, Mulder LW, Jager A et al. Pharmacokinetic Modeling and Opti-mal Sampling Strategies for Therapeutic Drug Monitoring of Rifampin in Patients with Tuber-culosis. Antimicrobial Agents and Chemothe-rapy 2015, 59 (8) 4907-4913

14. Mokrý J, Porvazník I, Váňa J: Vybrané kapitoly z klinickej farmakológie: Antimikrobiálne látky I. - farmakológia. 2013 Multimediálna podpora výučby klinických a zdravotníckych disciplín :: Portál Jesseniovej lekárskej fakulty Univerzity Komenského [online]

15. Newman R, Foster B, Murray FJ, et al. Rifampin in initial treatment of pulmonary tuberculosis. Am Rev Respir Dis 1971; 103: 461-76

16. Poole G, Stradling P, Worlledge S. Potentially serious side effects of high-dose twice-weekly rifampicin. BMJ 1971;3:343–347.

17. Solera J, Rodrıguez-Zapata M, Geijo P, Largo J, Paulino J, Saez L, Martınez-Alfaro E, Sanchez L, Sepulveda MA, Ruiz-Ribo MD. Doxycycline-ri-fampin versus doxycycline-streptomycin in treatment of human brucellosis due to Brucella melitensis. Antimicrob Agents Che-mother 1995 39: 2061–2067.

18. Zimmerli W, Trampuz A, Ochsner PE. Prosthetic-joint infections. N Engl J Med 2004;351:1645–1654.


78

Príspevky v zborníku boli podporené projektom BIOMED Martin (Martinské centrum pre biomedicínu; ITMS 26220220187) a CEKR II (Dobudovanie Centra experimentálnej a klinickej

respirológie; ITMS 26220120034)

Kód ITMS

26220120034 CEKR2

„Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je

spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“

Vydanie zborníka bolo podporené projektom APVV-0305-12

„Nové názory na farmakologické ovplyvnenie alergickej astmy“

Zborník prác - jfmed.uniba.sk · JLF UK v Martine, 2018 4 Predhovor Aj v tomto kalendárnom roku...

Documents

Transcript of Zborník prác - jfmed.uniba.sk · JLF UK v Martine, 2018 4 Predhovor Aj v tomto kalendárnom roku...