April 19, 2016 – Amerykańska matka z córkami bliźniaczkami cierpiącymi na rzadką, nieuleczalną chorobę może wydawać się mało prawdopodobnym partnerem w badaniach nad cholesterolem. Ale kiedy Chris Hempel przeczytała o roli kryształów cholesterolu w chorobach serca w 2010 roku, natychmiast pomyślała o swoich córkach Addison i Cassidy, których komórki nie są w stanie pozbyć się cholesterolu.
Może eksperymentalny lek, który był stosowany w leczeniu jej dziewczynek, mógłby również leczyć ludzi z chorobami serca? Skontaktowała się z Eicke Latzem, naukowcem z Uniwersytetu w Bonn, który prowadził badania, i zasugerowała, by przyjrzał się temu pomysłowi. Latz jest również adiunktem w Centrum Molekularnych Badań nad Zapaleniem (CEMIR) NTNU.
Sześć lat później przeczucie Hempel zostało potwierdzone: w pracy opublikowanej na początku kwietnia w Science Translational Medicine, Latz i międzynarodowy zespół poinformowali, że lek cyklodekstryna może rozpuszczać kryształy cholesterolu, dzięki czemu mogą być one wydalane przez organizm. Lek ten zmienia również sposób, w jaki układ odpornościowy organizmu reaguje na obecność kryształów cholesterolu, zmniejszając stan zapalny w ścianach tętnic. Hempel jest wymieniony jako jeden ze współautorów.
Ale chociaż na rynku są już różne leki, które mogą leczyć wysoki cholesterol, niektórzy ludzie doświadczają skutków ubocznych od tych leków. Cyklodekstryna oferuje zatem potencjalną nową terapię dla chorób układu krążenia, twierdzą Latz i jego koledzy.
Znikająca płytka nazębna
Twoje ciało potrzebuje (i wytwarza) cholesterol w małych ilościach, ale zbyt dużo cholesterolu może prowadzić do stwardnienia tętnic, czyli miażdżycy. Miażdżyca występuje wtedy, gdy ściany tętnic są pokryte płytką nazębną, która jest wykonana z mieszaniny cholesterolu, wapnia i innych substancji. Blaszka powoduje, że tętnice stają się mniej elastyczne i zwężają się, ograniczając w ten sposób przepływ krwi. Ostatecznie tętnice mogą zostać całkowicie zamknięte przez skrzep krwi, który może spowodować udar lub zawał serca.
W badaniu z 2010 roku, które przykuło uwagę Hempla, naukowcy poinformowali, jak kryształy cholesterolu okazały się powodować stan zapalny w tętnicach, który następnie doprowadził do miażdżycy. Kiedy Latz i jego współpracownicy, w tym Terje Espevik, szef CEMIR, usłyszeli pomysł Hempla, aby przetestować cyklodekstrynę, „wskoczyli na nią”, powiedział Espevik.
Testowane na myszach i w ludzkich blaszkach miażdżycowych
Badacze testowali cyklodekstrynę na myszach, które były karmione dietą bogatą w cholesterol i które były podatne na rozwój miażdżycy.
„Widzieliśmy, że cyklodekstryna zapobiegała tworzeniu się blaszek miażdżycowych. Zmniejszyła nawet istniejącą płytkę miażdżycową, którą myszy miały w swoich tętnicach” – powiedział Espevik.
Aby sprawdzić, czy lek zadziała również w ludzkiej tkance, postdok CEMIR Siril Bakke uzyskał dostęp do biobanku, zebranego przez Bente Halvorsen z Uniwersytetu w Oslo, OUS Rikshospitalet, zawierającego biopsje płytek miażdżycowych pobranych z ludzkich tętnic szyjnych. Kiedy Bakke badała biopsje blaszek poddanych działaniu cyklodekstryny, stwierdziła, że cholesterol został usunięty z blaszek. Komórki w blaszkach zostały również przeprogramowane tak, że znajdowały się w zmniejszonym stanie zapalnym.
Wsiąkł cholesterol i usunął go
Innym pozytywnym efektem cyklodekstryny było to, że przeprogramowała makrofagi, komórki odpornościowe w organizmie, które usuwają obce lub złe substancje, Espevik said.
„What cyclodextrin did was to reprogramed the macrophage so it didn’t create such a big inflammatory response,” Espevik said. Oznaczało to, że makrofag mógł wchłonąć nadmiar cholesterolu i usunąć go, jednocześnie zmniejszając stan zapalny w ścianach tętnic, a tym samym zmniejszając prawdopodobieństwo spowodowania powstania płytki nazębnej.
To oznacza, że cyklodekstryna działa poprzez dwa mechanizmy, Espevik powiedział. Pierwszym z nich jest rozpuszczanie kryształów cholesterolu, dzięki czemu organizm może je wydalić, a drugim jest zmniejszenie odpowiedzi zapalnej w ścianach tętnic, kiedy makrofagi wchłaniają kryształy cholesterolu.
Promocyjne podejście terapeutyczne
Znaleziska były tak pozytywne, że zespół badawczy ma teraz nadzieję na znalezienie finansowania i partnera przemysłowego do przeprowadzenia prób klinicznych na ludziach, powiedział Espevik.
Latz szacuje, że przeprowadzenie prób zajmie około 1 miliona euro. Jedna potencjalna wada jest również jednym z najbardziej pozytywnych aspektów cyklodekstryny: substancja, która jest rodzajem cukru, została już zatwierdzona przez US Food and Drug Administration do stosowania u ludzi. Ponieważ jednak istnieje ona już od jakiegoś czasu, nie może być opatentowana. To utrudnia uzyskanie firmy farmaceutycznej zainteresowanej rozwojem cyklodekstryny w leczeniu chorób serca, ale również ułatwi uzyskanie zatwierdzenia leku w leczeniu chorób serca, jeśli badania kliniczne potwierdzą wyniki badań.
Oprócz Latza i Espevika oraz ich kolegów z Uniwersytetu w Bonn i NTNU, do badań przyczynili się również naukowcy z Uniwersytetu w Oslo/OUS Rikshospitalet oraz z Australii, USA, Danii i Szwecji.