Nowe perspektywy w leczeniu bólu: przełomowe odkrycia w badaniach nad opioidami

Jakie są wyzwania w leczeniu bólu?

Leczenie umiarkowanego i silnego bólu stanowi istotne wyzwanie w praktyce klinicznej. Obecnie stosowane metody, oparte głównie na agonistach receptorów opioidowych mu oraz niesteroidowych lekach przeciwzapalnych (NLPZ), wiążą się ze znaczącymi działaniami niepożądanymi. W przypadku opioidów są to przede wszystkim depresja oddechowa, sedacja, zaparcia i znaczny potencjał uzależniający. Agoniści receptorów kappa opioidowych wykazują działanie przeciwbólowe, jednak ich efekty sedatywne i dysforyczne uniemożliwiały dotychczas ich rozwój kliniczny.

W ostatnich latach zidentyfikowano agonistów receptorów kappa opioidowych wykazujących preferencję sygnalizacyjną dla szlaków związanych z białkiem G w porównaniu do szlaków związanych z beta-arrestyną. Odkrycie to dało nadzieję na stworzenie leków przeciwbólowych pozbawionych niepożądanych efektów typowych agonistów kappa. Postuluje się, że szlaki związane z białkiem G odpowiadają za właściwości przeciwbólowe, podczas gdy sygnalizacja beta-arrestynowa wiąże się z efektami sedatywnymi i dysforycznymi. Stopień preferencji dla jednego szlaku sygnalizacyjnego nad drugim określany jest w testach komórkowych, natomiast względna skuteczność w wywoływaniu antynocycepcji versus sedacji lub dysforii in vivo musi być określana empirycznie.

Wcześniejsze badania wykazały, że triazolowy agonista kappa z preferencją do białka G (Tr1.1) wykazuje właściwości przeciwbólowe w modelu łagodnego bólu zapalnego jamy brzusznej bez oznak sedacji czy dysforii. Związek ten nie wykazuje również potencjału uzależniającego w testach autostymulacji wewnątrzczaszkowej (ICSS) u szczurów. Co więcej, Tr1.1 nie hamuje uwalniania dopaminy w skrawkach jądra półleżącego, w przeciwieństwie do typowego agonisty kappa U50,488H, co może mieć związek z brakiem dysforii. Inne badania z Tr1.1 wykazały, że związek ten zmniejsza potencjał uzależniający oksykodonu, jednocześnie wzmacniając jego efekty przeciwbólowe, co sugeruje potencjalne zastosowanie jako adjuwant w leczeniu bólu.

Jak zaprojektowano eksperyment badawczy?

W prezentowanym badaniu porównano efekty Tr1.1 oraz innego agonisty kappa z preferencją do białka G opartego na szkielecie izochinolinonu (Iso2.1) zarówno u samców, jak i samic szczurów. Jako bodziec nocyceptywny zastosowano dootrzewnowe wstrzyknięcie kwasu mlekowego, który wywołuje stan zapalny i jest szeroko stosowany w badaniach nad bólem. Ogólnie agoniści kappa są bardziej skuteczni w wywoływaniu antynocycepcji u samców niż u samic gryzoni, jednak efekty te zależą od szczepu szczura lub myszy oraz zastosowanego bodźca bólowego. Wykazano również, że samice są mniej wrażliwe na dysforyczne efekty agonistów kappa.

Badanie miało na celu określenie, czy Tr1.1 lub Iso2.1 wykazują skuteczność przeciwko umiarkowanemu bodźcowi bólowemu, czy Tr1.1 wykazuje oznaki potencjalizacji agonisty receptora mu przy dawkach niewywołujących sedacji/dysforii, oraz czy efekty przeciwbólowe Tr1.1 lub Iso2.1 mogą być potencjalizowane przez NLPZ u samców lub samic szczurów.

Metodologia badania obejmowała zastosowanie 19 samców i 17 samic szczurów Fisher 344 w wieku 7-10 tygodni. Zwierzęta były utrzymywane w standardowych warunkach laboratoryjnych z odwróconym cyklem światło-ciemność. Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi dotyczącymi opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych oraz zostały zatwierdzone przez odpowiednią komisję etyczną.

Związki Tr1.1 i Iso2.1 zostały zsyntetyzowane według wcześniej opublikowanych procedur. Morfina i ketoprofen zostały uzyskane z odpowiednich źródeł farmaceutycznych. Elektrody do ICSS zostały wszczepione do przyśrodkowego pęczka przodomózgowia. Po odpowiednim okresie rekonwalescencji szczury zostały przeszkolone w naciskaniu dźwigni w celu uzyskania stymulacji elektrycznej. Procedura treningowa i utrzymania ICSS została opisana wcześniej w publikacjach.

Czy wyniki eksperymentu otwierają nowe perspektywy?

Wyniki wykazały, że samice szczurów są bardziej wrażliwe na dootrzewnowe podanie kwasu mlekowego niż samce. Niższe stężenie kwasu mlekowego (1,8% vs. 5,4%) było wymagane u samic w porównaniu do samców, aby wywołać podobny stopień depresji maksymalnej częstości odpowiedzi w teście ICSS, mimo podobnych wartości wyjściowych. Sugeruje to, że samice są bardziej podatne na depresję behawioralną w obecności stanu zapalnego jamy brzusznej. Dane kliniczne potwierdzają, że kobiety częściej niż mężczyźni zgłaszają się z bólem zapalnym jamy brzusznej, a ból ten jest często bardziej nasilony.

W celu oceny potencjalnych efektów dysforycznych lub sedatywnych badanych agonistów, maksymalna możliwa dawka każdego związku została podana szczurom, którym następnie podano sól fizjologiczną dootrzewnowo. Ani Tr1.1 (24 mg/kg, s.c.), ani Iso2.1 (24 mg/kg, s.c.), ani nośnik nie wpłynęły znacząco na ICSS u samców lub samic. U samców, którym podano 1,8% kwasu mlekowego dootrzewnowo, wstępne podanie Tr1.1 (24 mg/kg, s.c.) zapobiegło zwiększeniu LogEF50, ale nie odwróciło efektu zmniejszenia Rmax. Gdy zwiększono stężenie kwasu mlekowego do 5,4% u samców, ani Tr1.1 (24 mg/kg, s.c.), ani Iso2.1 (24 mg/kg, s.c.) nie odwróciły znacząco efektu na LogEF50 lub Rmax. U samic żaden z badanych związków nie wykazał znaczącego odwrócenia efektu 1,8% kwasu mlekowego.

Zaobserwowano również różnice w efekcie morfiny na odpowiedź w teście ICSS między samcami a samicami przy braku bodźca bólowego. U samców, przy braku bodźca bólowego, morfina ułatwiała ICSS, zmniejszając EF50 w sposób zależny od dawki, nie wpływając na Rmax. Nie było istotnego wpływu jednoczesnego podania Tr1.1 w porównaniu do nośnika na krzywą dawka-efekt morfiny. U samic morfina nie wykazała zależnego od dawki wpływu na LogEF50 lub Rmax przy braku bodźca bólowego.

W obecności bodźca bólowego, morfina odwracała w sposób zależny od dawki efekty kwasu mlekowego na ICSS zarówno u samców, jak i samic. U samców Tr1.1 nie zmieniał efektu morfiny na LogEF50 lub Rmax. U samic morfina odwracała efekty 1,8% kwasu mlekowego na ICSS w sposób zależny od dawki, a jednoczesne podanie Tr1.1 nie zmieniało tych efektów.

Jakie ograniczenia i wnioski wynikają z badania?

Na pierwszy rzut oka dane te sugerują, że morfina odwraca skutki bólu zapalnego jamy brzusznej tylko przy dawkach o znacznym potencjale uzależniającym u samców. U samic natomiast morfina odwracała efekty bólu zapalnego jamy brzusznej przy dawkach, które nie potencjalizowały ICSS, co sugeruje większe rozdzielenie między wzmocnieniem a antynocycepcją w porównaniu do samców. Zdolność morfiny do ułatwiania ICSS u szczurów wydaje się być zależna od szczepu. Względny brak wrażliwości na morfinę w ułatwianiu ICSS VTA u samic może wskazywać na różnice w efektach opioidów mu na dopaminergiczny komponent wzmocnienia między samcami a samicami w szczepie Fisher 344 w porównaniu do częściej używanych w badaniach przedklinicznych szczurów Sprague-Dawley.

Tr1.1 wykazał skuteczność przeciwko łagodnemu, ale nie umiarkowanemu, bólowi zapalnemu jamy brzusznej u szczurów. Dalsze badania są uzasadnione, aby określić potencjał kliniczny połączenia agonisty receptora mu z agonistą kappa z preferencją do białka G w łagodnych do umiarkowanych stanach bólowych, szczególnie u mężczyzn. Obecne dane sugerują, że samice są bardziej wrażliwe na dootrzewnowe podanie kwasu mlekowego niż samce, będąc jednocześnie mniej wrażliwe na potencjalizację przez morfinę.

Biorąc pod uwagę brak efektu Tr1.1 u samic oraz przy silniejszym bodźcu bólowym u samców, ważne jest zbadanie efektów agonistów kappa o większej skuteczności lub potencji, szczególnie że ograniczona rozpuszczalność związków triazolowych uniemożliwia badanie wyższych dawek. Niedawno opisano agonistów kappa, które są zarówno bardziej potentne i mają podobną lub większą preferencję sygnalizacyjną dla białka G jak Tr1.1, co czyni je interesującymi kandydatami do dalszych badań farmakologicznych.

Należy zwrócić uwagę na pewne ograniczenia badania. Mimo że wartości logarytmiczne dla EF50 i Rmax okazały się normalnie rozłożone, testy normalności mają ograniczoną moc statystyczną dla wielkości próby mniejszej niż 30-50 osobników. Chociaż dootrzewnowe podanie kwasu mlekowego jest akceptowane jako bodziec bólu zapalnego u gryzoni, w badaniu nie testowano bezpośrednio mediatorów zapalnych w jamie brzusznej ani nie oceniano stymulacji pierwotnych neuronów czuciowych w jamie brzusznej. Punkty czasowe użyte do testowania agonistów kappa z preferencją do białka G były oparte na wcześniejszych danych pokazujących przenikanie do mózgu i efekty Tr1.1 na aktywację białka G receptora kappa w mózgu u szczurów Fisher 344. Podobny punkt czasowy zastosowano dla Iso2.1, jednak takie badania farmakokinetyczne dla tego związku nie zostały przeprowadzone.

Badanie to dostarcza cennych informacji na temat potencjalnego zastosowania agonistów kappa z preferencją do białka G w leczeniu bólu oraz podkreśla znaczenie różnic płciowych w odpowiedzi na leki przeciwbólowe. Wyniki te mogą przyczynić się do opracowania nowych strategii leczenia bólu z mniejszą liczbą działań niepożądanych, szczególnie u pacjentów, u których tradycyjne metody są niewystarczające lub przeciwwskazane.

Podsumowanie

Badanie koncentrowało się na analizie skuteczności nowych agonistów receptorów kappa opioidowych (Tr1.1 i Iso2.1) w leczeniu bólu, ze szczególnym uwzględnieniem różnic między płciami. Wykazano, że samice szczurów są bardziej wrażliwe na ból zapalny jamy brzusznej niż samce, wymagając niższego stężenia kwasu mlekowego do wywołania podobnych efektów. Tr1.1 okazał się skuteczny tylko w przypadku łagodnego bólu zapalnego u samców, nie wykazując znaczącej skuteczności przy silniejszym bólu ani u samic. Badanie wykazało również różnice w reakcji na morfinę między płciami – u samic występowało większe rozdzielenie między efektem przeciwbólowym a potencjałem uzależniającym. Wyniki sugerują potrzebę dalszych badań nad agonistami kappa o większej skuteczności, szczególnie w kontekście różnic płciowych w odpowiedzi na leki przeciwbólowe.