Captopril jako ochrona pęcherza przed skutkami radioterapii

Czy captopril może skutecznie chronić pęcherz przed skutkami radioterapii?

W badaniu na modelu przedklinicznych przeprowadzono eksperyment oceniający wpływ inhibitora konwertazy angiotensyny (ACEi) – captoprilu na zapobieganie i łagodzenie dysfunkcji pęcherza moczowego wywołanej radioterapią. Naukowcy zastosowali model mysz C57BL/6, którym podawano doustnie captopril 5 dni przed napromienianiem pęcherza moczowego, a następnie kontynuowano leczenie przez okres badania.

Badana populacja obejmowała samce myszy C57BL/6 w wieku 6-8 tygodni, ważące 22-26 g. Zwierzęta zostały losowo przydzielone do różnych grup terapeutycznych i otrzymywały captopril rozpuszczony w wodzie pitnej w dawce 0,3 g/L. Napromienianie przeprowadzono przy użyciu urządzenia XStrahl SARRP z tomografią komputerową, stosując pojedynczą dawkę 30 Gy lub schemat frakcjonowany 8 Gy × 3 (BED_3Gy = 88 Gy). Zastosowany schemat frakcjonowany był mniej intensywny niż konwencjonalny schemat kliniczny 35 frakcji po 2 Gy (BED_3Gy = 116,6 Gy). Funkcję pęcherza moczowego oceniano przez 20 tygodni za pomocą testów mikcji, analizy moczu, badań histologicznych oraz oznaczeń biomarkerów zapalnych.

Wyniki badania wykazały, że napromienianie pęcherza moczowego powodowało istotne zmiany w funkcji mikcji w 15. tygodniu po radioterapii, ale nie w 4. tygodniu. U myszy napromienionych dawką 30 Gy obserwowano znaczące zmniejszenie średniej objętości pojedynczych mikcji (z 5,55 ± 0,83 do 2,16 ± 0,46; p = 0,0366) oraz zwiększenie liczby mikcji (z 2,83 ± 0,58 do 4,25 ± 0,85; p = 0,0326). Podobne zmiany zaobserwowano w grupie 8 Gy × 3. Captopril skutecznie zapobiegał tym zmianom, utrzymując normalną objętość i częstość mikcji. Dodatkowo, captopril zapobiegał zwiększeniu ciężaru właściwego moczu obserwowanemu po radioterapii.

Badacze analizowali również liczbę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EVs) w moczu myszy, ponieważ EVs uwalniane przez napromieniowane komórki są powiązane z radiotoksycznością i regulacją odpowiedzi zapalnych. Wykazano, że napromienianie dawką 30 Gy znacząco zwiększało liczbę EVs w moczu po 4 godzinach, 24 godzinach i 1 tygodniu po radioterapii. Leczenie captoprilem zapobiegało temu wzrostowi, co sugeruje, że pomiar EVs w moczu po zakończeniu radioterapii mógłby być czynnikiem predykcyjnym dla późniejszego uszkodzenia pęcherza wywołanego radioterapią.

Jakie są molekularne i histologiczne efekty radioterapii pęcherza?

Histologicznie, napromienianie powodowało znaczące ścieńczenie nabłonka urotelialnego pęcherza w 20. tygodniu, ale nie w 1. tygodniu po radioterapii. Leczenie captoprilem skutecznie zapobiegało temu ścieńczeniu. U zwierząt napromienionych dawką 30 Gy, leczenie captoprilem (34,96 ± 1,65) istotnie zapobiegało ścieńczeniu nabłonka urotelialnego w porównaniu z grupą 30 Gy + placebo (20,85 ± 1,97; p = 0,027). Podobne wyniki zaobserwowano w grupie 8 Gy × 3, gdzie captopril (54,26 ± 4,32) znacząco zapobiegał ścieńczeniu nabłonka w porównaniu z grupą 8 Gy × 3 + placebo (35,15 ± 1,87; p = 0,002). Grubość nabłonka urotelialnego wykazywała dodatnią korelację z objętością pojedynczych mikcji (r = 0,6014; p = 0,0428) i ujemną korelację z liczbą mikcji (r = -0,6409; p = 0,028), co sugeruje, że ścieńczenie nabłonka związane jest z częstszym oddawaniem moczu o mniejszej objętości.

Analiza transkryptomiczna wykazała, że radioterapia indukowała silną odpowiedź transkrypcyjną w tkance pęcherza (17,9% genów różnicowo wyrażonych po 4 godzinach i 5,4% po 1 tygodniu). Captopril łagodził tę odpowiedź (12,6% genów różnicowo wyrażonych po 4 godzinach i 3,6% po 1 tygodniu), szczególnie w szlaku sygnałowym TNF-alfa poprzez NF-kB, który był wzbogacony w geny różnicowo wyrażone po radioterapii (p = 7,15 × 10^-5), ale nie w grupie leczonej captoprilem (p = 0,30). Dodatkowo, captopril modulował szlak erytropoetyny (EPO), co potwierdzono przez obniżenie poziomu EPO w surowicy, będącego pośrednim wskaźnikiem zmniejszenia stężenia angiotensyny II.

Aby dalej zbadać systemową modulację ekspresji EPO przez leczenie captoprilem, jako nieinwazyjnego bezpośredniego markera zastępczego ekspresji angiotensyny II, oceniono zmiany w ekspresji EPO w surowicy 96 godzin po schemacie leczenia 8 Gy × 3 ± captopril, włączając również terapię hiperbaryczną tlenem (HBOT) jako kontrolę pozytywną dla ekspresji EPO. Zaobserwowano, że captopril zmniejszał ekspresję EPO u napromieniowanych zwierząt i zwierząt leczonych HBOT, potwierdzając, że leczenie captoprilem systemowo pośrednio zmniejszało poziomy angiotensyny II.

Badanie wykazało również, że napromienianie pęcherza moczowego zwiększało odsetek krążących neutrofili i monocytów, a captopril istotnie zmniejszał ten efekt 6-15 tygodni po radioterapii. Co istotne, samo podawanie captoprilu nie miało znaczącego wpływu na proporcję krążących komórek u nienapromieniowanych zwierząt, co dowodzi, że napromienianie pęcherza było konieczne do wywołania redukcji neutrofili i monocytów. Zmiany te były związane ze zmianami poziomów krążących chemokin rekrutujących monocyty i neutrofile (CCL-2, MIP-1α i MIP-2), które również były łagodzone przez captopril. Zmiany w krążących neutrofilach i monocytach widoczne po 30 Gy były mniej wyraźne po 8 Gy × 3, a podwyższone poziomy były obserwowane tylko po 6 tygodniach, z odpowiedzią, która nie utrzymywała się.

Czy wyniki eksperymentu otwierają nowe perspektywy kliniczne?

Badacze stwierdzili, że stosowanie inhibitora ACE – captoprilu – skutecznie zapobiega dysfunkcji pęcherza moczowego wywołanej radioterapią poprzez modulację odpowiedzi zapalnej i zapobieganie uszkodzeniom nabłonka urotelialnego. Mechanizm działania obejmuje prawdopodobnie zapobieganie miejscowemu gromadzeniu się angiotensyny II w pęcherzu, zmniejszenie sygnalizacji Ang II-AT1R oraz redukcję wazokonstrykcji w tkance. Angiotensyna II wykazuje działanie proliferacyjne i prozapalne na leukocyty, komórki śródbłonka i komórki mięśni gładkich naczyń, a także promuje odpowiedzi profibrotyczne, a jej działania prozapalne są mediowane przez zwiększony stres oksydacyjny.

Wcześniejsze badania kliniczne również wskazują na potencjalną rolę inhibitorów ACE w zapobieganiu powikłaniom popromiennym pęcherza. W odrębnym badaniu kohortowym, radiation cystitis obserwowano u zaledwie 4,8% pacjentów z rakiem prostaty przyjmujących inhibitor ACE podczas radioterapii, w porównaniu z 16,5% nieprzyjmujących inhibitora ACE (p = 0,01; skorygowany współczynnik ryzyka = 0,51, 95% CI 0,28-0,94), co wskazuje, że hamowanie ACE może chronić przed uszkodzeniem pęcherza wywołanym radioterapią.

Wyniki tego badania sugerują, że modyfikatory układu renina-angiotensyna, takie jak inhibitory ACE lub blokery receptora angiotensyny, mogą stanowić potencjalną nową strategię terapeutyczną w zapobieganiu lub łagodzeniu procesów prozapalnych i profibrotycznych prowadzących do objawów toksyczności pęcherza i zapalenia popromiennego. Może to mieć istotne znaczenie kliniczne dla pacjentów poddawanych radioterapii miednicy z powodu nowotworów prostaty, szyjki macicy i pęcherza moczowego, u których częstość występowania krwiomoczu po 5 i 10 latach waha się od 5% do 18%.

Podsumowanie

Badanie przedkliniczne na modelu mysim wykazało, że captopril skutecznie zapobiega dysfunkcji pęcherza moczowego wywołanej radioterapią. Lek podawany był doustnie przed napromienianiem i w trakcie badania. Radioterapia powodowała istotne zmiany w funkcji mikcji, zmniejszając objętość pojedynczych mikcji i zwiększając ich częstotliwość. Captopril skutecznie przeciwdziałał tym zmianom, utrzymując prawidłową funkcję pęcherza. Na poziomie histologicznym, lek zapobiegał ścieńczeniu nabłonka urotelialnego pęcherza i łagodził odpowiedź transkrypcyjną w tkance. Mechanizm działania obejmuje modulację odpowiedzi zapalnej i zapobieganie miejscowemu gromadzeniu się angiotensyny II. Wyniki sugerują, że inhibitory ACE mogą stanowić potencjalną strategię terapeutyczną w zapobieganiu powikłaniom popromiennym u pacjentów poddawanych radioterapii miednicy.