Czy nowatorska proteomika zmienia standardy leczenia bólu?
Badanie proteomiczne przeprowadzone na modelu uszkodzonej bariery żołądkowej in vitro wykazało korzystny profil gastro-tolerancji nowej formulacji przeciwbólowej łączącej ketoprofen z gabapentyną. Naukowcy wykorzystali zaawansowane techniki proteomiczne do oceny molekularnych zmian zachodzących w komórkach NCI-N87 uszkodzonych etanolem i poddanych działaniu różnych preparatów przeciwbólowych.
Przewlekły ból stanowi poważny problem zdrowotny dotykający ponad 30% populacji światowej. Charakteryzuje się złożonymi mechanizmami patofizjologicznymi, zarówno obwodowymi, jak i centralnymi. Ból neuropatyczny, zapalny i neuroplastyczny współdzielą wiele wspólnych cech, szczególnie w zakresie centralnej sensytyzacji. Wobec niepowodzenia monoterapii, podejście multimodalne, obejmujące wiele celów molekularnych jednocześnie, zyskało na popularności jako strategia terapeutyczna. W tym kontekście, NLPZ odgrywają kluczową rolę, stanowiąc około 8% wszystkich przepisywanych leków na świecie.
W badaniu zastosowano model in vitro wykorzystujący ludzkie komórki raka żołądka NCI-N87, które stanowią uznany model do oceny gastro-tolerancji leków. Komórki poddano działaniu 6% etanolu w celu wywołania uszkodzenia, a następnie zastosowano 72-godzinną ekspozycję na: ketoprofen w postaci soli lizynowej (KLS), gabapentynę (GABA), ich tradycyjną kombinację (KLS+GABA) oraz innowacyjny ko-kryształ KLS-GABA. Badanie miało na celu proteomiczną ocenę zmian zachodzących w komórkach pod wpływem poszczególnych terapii.
Wcześniejsze badania wykazały obiecujące wyniki dla kombinacji KLS i GABA, które wykazywały efekty supra-addytywne na poziomie molekularnym kaskady neuroinflamatorycznej oraz poprawiony profil gastro-tolerancji ketoprofenu. Nowy ko-kryształ KLS-GABA został opracowany w celu wykorzystania tych synergistycznych efektów i był szeroko testowany w modelach bólu in vitro i in vivo, wykazując znacząco lepszą tolerancję żołądkowo-jelitową w modelach bólu zapalnego i neuropatycznego u szczurów.
- Ko-kryształ KLS-GABA wykazuje lepszy profil bezpieczeństwa dla żołądka niż tradycyjne formy leków
- Nowa formulacja znacząco obniża poziom GSTP1 – markera stresu oksydacyjnego
- Charakteryzuje się zwiększoną przepuszczalnością żołądkowo-jelitową i lepszą dystrybucją systemową
- Nie powoduje modulacji PDIA3, co wskazuje na mniejszy stres endoplazmatyczny
Jakie mechanizmy molekularne kryją się za działaniem ko-kryształu?
Badacze zastosowali dwuwymiarową elektroforezę (2DE) do separacji profili białkowych, identyfikując 117 spotów białkowych, z których 24 wykazały istotne zmiany ekspresji pod wpływem badanych preparatów. Szczególną uwagę zwrócono na trzy białka występujące jako pojedyncze w spotach: PDIA3 (izomeraza disiarczkowa białek A3), CAPS (kalcyfozyna) oraz GSTP1 (transferaza glutationowa P1). Analiza Gene Ontology przeprowadzona na zidentyfikowanych białkach ujawniła ich udział w licznych procesach biologicznych, w tym katabolizmie małych cząsteczek (24,55%), fałdowaniu białek zależnym od ATP (17,27%) oraz generowaniu prekursorów metabolitów i energii (12,73%).
Analiza komponentów komórkowych wykazała, że 21,67% zidentyfikowanych białek należało do cytoszkieletu, podczas gdy “focal adhesion” i “secretory granule lumen” stanowiły po 15% pozostałych białek. Analiza szlaków sygnałowych wykazała, że większość białek (66,35%) była związana z “cooperation of prefoldin and Tric/CCT in actin and tubulin folding”.
Kluczowym odkryciem było wykazanie, że ko-kryształ KLS-GABA prowadzi do znaczącego obniżenia poziomu GSTP1 w porównaniu do innych badanych preparatów. GSTP1 jest ważnym markerem stresu oksydacyjnego, a jego obniżony poziom sugeruje zmniejszenie stresu oksydacyjnego w komórkach nabłonka żołądka. Wyniki te potwierdzono metodą Western blot, która wykazała, że poziomy GSTP1 wzrastały w komórkach NCI-N87 pod wpływem GABA, KLS oraz KLS+GABA, natomiast były znacząco niższe po zastosowaniu ko-kryształu KLS-GABA.
PDIA3, multifunkcyjna oksydoreduktaza tiolowa zaangażowana w ponowne fałdowanie nieprawidłowo sfałdowanych białek i regulację fałdowania nowo syntetyzowanych glikoprotein, wykazała nieznamienne zwiększenie poziomów w komórkach uszkodzonych etanolem po podaniu GABA i KLS+GABA. Interesujące jest to, że sam KLS oraz ko-kryształ KLS-GABA nie powodowały modulacji PDIA3, co sugeruje mniejszy stres endoplazmatyczny przy ich zastosowaniu.
Badanie otwiera nowe możliwości w leczeniu przewlekłego bólu, szczególnie u pacjentów z ryzykiem powikłań żołądkowo-jelitowych. Ko-kryształ KLS-GABA może stanowić bezpieczniejszą alternatywę dla standardowych NLPZ, zwłaszcza w przypadku długotrwałej terapii. Jest to pierwsze badanie wykorzystujące profilowanie proteomu do oceny gastro-tolerancji leków w modelu “przeciekającego jelita”, co potwierdza innowacyjność tego podejścia terapeutycznego.
Czy wyniki badań wskazują na przełom w terapii przewlekłego bólu?
Uszkodzenia błony śluzowej żołądka wywołane przez etanol wynikają głównie z procesów zapalnych i oksydacyjnych. Badanie wykazało, że sam KLS zmniejsza poziom czynników zapalnych (NFkB), podczas gdy GABA oraz tradycyjna kombinacja KLS+GABA wpływają na obniżenie szkodliwych sygnałów (NFkB, p38, p-ERK). Jednak to ko-kryształ KLS-GABA wykazał najlepszy profil gastro-tolerancji, co potwierdza wcześniejsze badania wskazujące na jego zmniejszone działania niepożądane na przewód pokarmowy.
Wyniki te mają istotne znaczenie kliniczne, ponieważ wskazują na możliwość stosowania bardziej bezpiecznej strategii multimodalnej analgezji z wykorzystaniem ko-kryształu KLS-GABA, który minimalizuje uszkodzenia bariery żołądkowej. Jest to szczególnie ważne w kontekście leczenia przewlekłego bólu, gdzie długotrwałe stosowanie NLPZ może prowadzić do poważnych powikłań żołądkowo-jelitowych. Nowa formulacja może stanowić alternatywę dla standardowych terapii NLPZ, zwłaszcza u pacjentów z podwyższonym ryzykiem zaburzeń żołądkowych.
Wyniki badania są zgodne z nowymi dowodami, że ko-kryształy mogą kształtować wczesne odpowiedzi farmakologiczne poprzez dynamikę solwatacji i przejściowe stany nierównowagi. Ko-kryształ KLS-GABA wykazał zwiększoną przepuszczalność żołądkowo-jelitową i dystrybucję systemową. Te właściwości fizykochemiczne mogą pomóc w udoskonaleniu strategii dostarczania leków i poprawić wpływ terapeutyczny, podkreślając potencjał formulacji ko-kryształów w zastosowaniach klinicznych.
Badanie to jest pierwszym raportem dotyczącym różnicowego profilowania proteomu opartego na elektroforezie żelowej w modelu in vitro ludzkiego “przeciekającego jelita” w celu oceny gastro-tolerancji leków. Wyniki potwierdzają korzystny profil bezpieczeństwa ko-kryształu KLS-GABA dla nabłonka żołądka, co może przekładać się na lepszą tolerancję tego preparatu u pacjentów z przewlekłym bólem.
Podsumowanie
Przeprowadzone badanie proteomiczne na modelu uszkodzonej bariery żołądkowej in vitro wykazało znaczącą przewagę ko-kryształu KLS-GABA nad tradycyjnymi formami ketoprofenu i gabapentyny. Analiza molekularna ujawniła, że nowa formulacja prowadzi do obniżenia poziomu GSTP1, kluczowego markera stresu oksydacyjnego, oraz nie powoduje modulacji PDIA3, co sugeruje mniejszy stres endoplazmatyczny. Ko-kryształ KLS-GABA wykazał najlepszy profil gastro-tolerancji spośród badanych preparatów, minimalizując uszkodzenia bariery żołądkowej. Badanie potwierdziło również zwiększoną przepuszczalność żołądkowo-jelitową i lepszą dystrybucję systemową nowej formulacji. Te odkrycia mają istotne znaczenie kliniczne, szczególnie w kontekście długotrwałego leczenia przewlekłego bólu, gdzie ryzyko powikłań żołądkowo-jelitowych jest znaczące.
