Abstrakt

Mitoksantron jest lekiem przeciwnowotworowym dopuszczonym do badań klinicznych wtórniepostępującej fazy stwardnienia rozsianego. Liczne doniesienia naukowe wskazują, że MTX w dużychstężeniach indukuje lizę komórek, a w stężeniach niższych prowadzi do programowanej śmiercikomórek prezentujących antygen. W pracy przedstawiono cytotoksyczne działania mitoksantronu na komórki układu odpornościowego, których aktywność związana jest m.in. z ich degeneracyjnym wpływem na osłonki mielinowe aksonów. Omówiono wyniki klinicznego leczenia mitoksantronem pacjentów, u których zdiagnozowano stwardnienie rozsiane. Przedstawione informacje wskazują, że cytostatyczne właściwości mitoksantronu znajdują również odzwierciedlenie w działaniach niepożądanych jego stosowania. Lek ten cechuje: duża kardiotoksyczność, zmniejszenie frakcji wyrzutowej lewej komory oraz zwiększenie ryzyka zastoinowej niewydolności serca. Obecnie poszukuje się nowych preparatów, które w swojej aktywności niwelowałyby ogólnotoksyczne działanie mitoksantronu, wynikające m.in. z generowania reaktywnych form tlenu powstających podczas metabolizmu leku.

Wstęp

Stwardnienie rozsiane (MS – multiple sclerosis) jest najczęstszą neurologiczną chorobą osób młodych i istotną przyczyną ich trwałej, neurologicznej niepełnosprawności [19]. Choroba po raz pierwszy została opisana w 1868 r. przez Jeana-Martina Charcota [48]. W Polsce, dane epidemiologiczne mówią o 1300-2100 nowych zachorowań [49].

Rozpoznanie choroby opiera się na kryteriach McDonalda opracowanych w 2011 r. Zgodnie z tymi ustaleniami MS podzielono na cztery modele kliniczne, do których należą: postać rzutowo-remisyjna (RRMS – relapsing/remitting multiple sclerosis), wtórnie postępująca (SPMS – secondary-progressive multiple sclerosis), pierwotnie postępująca (PPMS – primary progressive multiple sclerosis) i rzutowo-progresywna [23]. Z najnowszych danych statystycznych wynika, że u 85% pacjentów początkowo może wystąpić jedna lub więcej postaci choroby, kończących się całkowitym lub częściowym wyleczeniem. Ten kliniczny model sklasyfikowano jako fazę remitująco-nawracającą. Po 10 latach u 50% nieleczonych pacjentów z tej grupy następuje przejście do fazy wtórnie postępującej [23]. Jej cechą charakterystyczną jest stopniowe pogorszenie się niepełnosprawności pacjentów z obecnością lub brakiem stanów remisji. U chorych, u których występuje postać pierwotnie postępująca, zaobserwowano najbardziej różnorodne symptomy MS wynikające m.in. z niemożności przekazywania impulsów nerwowych wzdłuż dróg nerwowych w mózgowiu i rdzeniu kręgowym.

Zróżnicowany przebieg stwardnienia rozsianego, powoduje, że zaproponowanie skutecznej terapii, która zmniejszałaby jej kliniczne objawy, jest jeszcze niemożliwe. Może to wynikać z tego, że etiologia stwardnienia rozsianego jest słabo poznana i jak do tej pory nie potwierdzono istnienia bezpośredniego czynnika, który powodowałby rozwój MS. Przypuszcza się, że w patogenezie demielinizacji komórek nerwowych ważną rolę odgrywają: podatność genetyczna, zakażenia wirusowe oraz zaburzenia układu immunologicznego, a nawet czynniki środowiskowe i szerokość geograficzna. Potwierdzeniem tej ostatniej hipotezy jest istnienie korelacji między ilością witaminy D wytwarzanej w skórze i zachorowalnością na MS. Stwierdzono, że u ludzi mieszkających w pobliżu strefy równikowej, odsetek ludzi chorych jest znacznie mniejszy, niż wśród ludności zamieszkującej obszary okołobiegunowe [31]. Wykorzystując podobieństwa stwardnienia rozsianego do modelu zwierzęcego tej choroby, tj. alergicznego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego u myszy (EAE – experimental allergic encephalomyelitis) stwierdzono, że w rozwoju MS główną rolę odgrywa demielinizacja. Zjawisko to jest związane z aktywacją dopełniacza oraz przeciwciał i jako proces zapalny często łączy się z zależnym od glikoproteiny związanej z mieliną – (MAG – myelin oligodendrocyte glycoprotein) zajęciem przez komórki układu odpornościowego oligodendrocytów [7]. Do niedawna uważano, że główną rolę w procesie demielinizacji odgrywają limfocyty T. Przemawiają za tym również duże dysproporcje między limfocytami Th1, zwalczającymi infekcje wirusowe, a Th2 które są odpowiedzialne za reakcję autoagresywną układu odpornościowego. Obecnie w etiopatologii MS coraz lepiej poznajemy istotną rolę komórek typu B i powstających z nich komórek plazmatycznych (prawdopodobnie znaczącą funkcję odgrywają w tym procesie limfocyty T o fenotypie CD4+ ) [12]. Limfocyty B wpływają na wzrost wytwarzania cytokin prozapalnych, uczestniczą w wytwarzaniu przeciwciał oraz w prezentacji antygenu komórkom T [27].

Ryc. 1. Patogeneza stwardnienia rozsianego. Za pośrednictwem receptora T-komórkowego (TCR), prozapalne limfocyty T są aktywowane w obwodowym układzie nerwowym przez antygeny obce lub autoantygeny (Ag) prezentowane przez makrofagi, należące do komórek głównego układu zgodności tkankowej klasy II (MHC-II – major histocompatibility complex). Aktywowane limfocyty T przenikają przez barierę krew-mózg, za pośrednictwem cząsteczek adhezyjnych, proteaz i cytokin. Wewnątrz ośrodkowego układu nerwowego (CNS – central nervus system) następuje reaktywacja limfocytów T. Tam również dochodzi do wtórnej prezentacji antygenów na komórkach mikrogleju, komórkom MHC-II. Wówczas limfocyty T zaczynają wydzielać prozapalne cytokiny, takie jak IFN-γ lub IL-2 i poprzez aktywację komórek efektorowych, którymi są makrofagi, limfocyty T i B, wywołują zapalenie CNS. Z udziałem cytotoksycznych mediatorów, takich jak TNF-α czy reaktywne formy tleny i azotu, makrofagi i limfocyty T atakują osłonkę mielinową oligodendrocytów. Jednocześnie komórki B różnicują się do komórek plazmatycznych wydzielających przeciwciała demielinizacyjne. Mogą one doprowadzić do aktywacji makrofagów lub rozpocząć kaskadę reakcji z udziałem dopełniacza, które powodują powstawanie porów w osłonce mielinowej oligodendrocytów (wg [37], zmienione)

Autoimmunologiczna patogeneza stwardnienia rozsianego sprawia, że w terapii MS zaczęto stosować leki immunomodulujące mające wpływ głównie na wyrównanie zaburzonej równowagi między wytwarzaniem cytokin pro – i antyzapalnych oraz regulowaniem aktywności odpowiednich limfocytów T i  B. W  przypadku leków immunosupresyjnych ich zasadniczym zadaniem jest wpływanie na funkcjonowanie komórek immunokompetentnych przez oddziaływanie na ligandy znajdujące się w komórkach lub na ich powierzchni [5,12]. Jednym z cytostatyków, który ma wszystkie wyżej wymienione właściwości jest mitoksantron. Mitoksantron od czasu wprowadzenia do użytku farmakologicznego był stosowany w leczeniu białaczek i nowotworów litych. Jednak ze względu na jego właściwości immunomodulujące [45], przejawiające się głównie hamującym wpływem na rozprzestrzenianie się makrofagów oraz limfocytów B i T [4], mitoksantron został włączony jako składnik terapii stwardnienia rozsianego.

Stwardnienie rozsiane jako autoimmunologiczna choroba neurodegeneracyjna

Stwardnienie rozsiane początkowo opisano jako szeroko rozumiane zaburzenie immunologiczne, co potwierdziło hipotezę, że układ odpornościowy odgrywa główną rolę w patogenezie tej choroby [6]. Duże znaczenie w rozwoju stwardnienia rozsianego odgrywają autoagresywne limfocyty T i ich oddziaływanie z ośrodkowym układem nerwowym (CNS – central nervous system). U osób, które scharakteryzowano jako genetycznie podatne na MS, dochodzi to tzw. „załamania się tolerancji układu immunologicznego”, które polega na tym, że komórki układu odpornościowego, napotykając czynnik zakaźny, rozwijają patologiczną odpowiedź immunologiczną doprowadzają- cą do krzyżowych reakcji z własnymi białkami organizmu [26]. Prawdopodobnie występuje wtedy „molekularna mimikra”, czyli rozpoznawania epitopów, które są wspólne dla drobnoustrojów i antygenów własnych, takich jak antygeny mieliny (ryc. 1). Przy jednoczesnym uwalnianiu cytokin z prozapalnych limfocytów Th1, można również zaobserwować migrację autoreaktywnych limfocytów T przez barierę krew-mózg oraz ich wnikanie do mózgu i rdzenia kręgowego. Konsekwencją tego jest niszczenie otoczki mielinowej aksonów przez różnego typu komórki odpornościowe, takie jak limfocyty B czy cytotoksyczne makrofagi [29].

Zasadniczym elementem patologicznych zmian w stwardnieniu rozsianym jest demielinizacja komórek nerwowych. Dane literaturowe przedstawiają cztery różne, charakterystyczne dla stwardnienia rozsianego, modele ich demielinizacji: za pośrednictwem komórek T i makrofagów, przez przeciwciała z aktywacją dopełniacza, dystalną oligodendrogliopatię, znaną również jako apoptozę oligodendrocytów oraz pierwotną degenerację oligodendrocytów [13,14].

Przeprowadzone badania wskazują, że we wczesnym okresie rozwoju stwardnienia rozsianego, równolegle do autoagresyjnej fazy zapalnej związanej z demielinizacją oligodendrocytów, może występować nieodwracalna utrata aksonów, związana z postępującą niepełnosprawnością podczas rozwoju choroby [11]. Nie jest jeszcze pewne, czy uszkodzenia aksonów są wynikiem pierwotnego procesu destrukcyjnego, w którym biorą udział komórki, takie jak makrofagi lub cytotoksyczne limfocyty CD8+ , czy też na skutek naturalnej reakcji komórek nerwowych na demielinizację, postępującą z powodu zwiększonej wrażliwości oligodendrocytów na autoagresywne i prozapalne działania limfocytów T i B [47]. Neurodegeneracyjna utrata aksonów w rozwoju stwardnienia rozsianego wydaje się wątpliwa. Duże uszkodzenia związane z utratą liczby i funkcjonalności neuronów są zazwyczaj konsekwencją wzrostu przepuszczalności błony komórkowej przy jednoczesnym zwiększeniu transportu jonów wapnia do komórki. Następstwem tego procesu są zaburzenia w funkcjonowaniu komórek nerwowych, zmiana w strukturze cytoszkieletu, a w konsekwencji odłączenie się pojedynczych aksonów od sieci połączeń neuronalnych [2].

Tabela 1. Preparaty stosowane w leczeniu stwardnienia rozsianego (wg [35,48])

Cele molekularne w leczeniu stwardnienia rozsianego

W dotychczas stosowanej terapii stwardnienia rozsianego nadrzędnymi stały się trzy sposoby leczenia: objawowe, leczenie nawrotów choroby głównie przez zastosowanie kortykosteroidów oraz długotrwała terapia z zastosowaniem leków immunomodulujących i immunosupresantów (tabela 1) [40]. MS jest chorobą przewlekłą i dlatego wymagane jest leczenie długoterminowe. Ponadto, dużym ograniczeniem stosowanej terapii immunosupresorowej jest swoisty i indywidualny charakter tej choroby, co powoduje, że konieczne jest dobranie indywidualnego, spersonalizowanego schematu leczenia. [1].

Do połowy lat 90 ub.w. kortykosteroidy wydawały się jedynymi preparatami o udowodnionej skuteczności w terapii ostrych napadów MS. Zalecano dożylne podawanie metyloprednizolonu (MP – methylprednizole) w dawce 1000 mg przez 3 do 5 kolejnych dni. Innym przykładem grupy leków stosowanych w celu zahamowania rozwoju MS, były immunosupresanty np. azatiopryna czy cyklofosfamid. Jednak ich podawanie, głównie w fazie remitująco- -nawracającej, prowadziło pośrednio do niekorzystnych zmian systemowych, takich jak zwiększone ryzyko występowania zakażeń lub transformacji nowotworowej komórek prawidłowych [52]. Podobne właściwości do leków immunosupresyjnych mają immunomodulatory, należące do tej klasy substancji dwa rodzaje interferonów (IFN- -H1A lub IFN-H1B) oraz octan glatirameru [15,17]. Szczególnie dużym osiągnięciem wydawało się zastosowanie natalizumabu, przeciwciała monoklonalnego przeciwko α4-integrynie. Badania kliniczne prowadzone za pomocą rezonansu magnetycznego (MR) pozwoliły zakwalifikować natalizumab w USA do leczenia remitująco-powracającej postaci MS [43]. Jednak pod koniec lutego 2005 r., natalizumab wycofano z klinik, z powodu pojawienia się u pacjentów objawów niepożądanych, takich jak leucencefelopatia wieloogniskowa. We wtórnie postępującej postaci stwardnienia rozsianego możliwości leczenia są ograniczone. Spośród wspomnianych wcześniej preparatów jedynie zastosowanie interferonu IFN-H1B opóźniało wystąpienie trwałego postępu niepełnosprawności [32].

Mechanizmy działania mitoksantronu

Mitoksantron (MTX) został odkryty w 1970 r., a jako lek przeciwnowotworowy do klinicznego zastosowania został dopuszczony przez Amerykański Urząd ds. Żywności i Leków (FDA – Food and Drug Administration) w 1980 r. Obecnie stosowany jest w leczeniu nowotworów piersi i stercza oraz różnego typu chorób rozrostowych układu krwiotwórczego. Początkowo mitoksantron był składnikiem inwazyjnej terapii przeciwnowotworowej u dorosłych pacjentów z ostrą białaczką szpikową [16]. Mitoksantron pod względem chemicznym, to 1,4-dihydroksy-5, 8-bis-[[2- [(2-hydroksyetylo)-amino]-etylo]-amino]-antrachinon o masie 517,4 Da. Jako pochodna doksorubicyny, w swoim działaniu cytotoksycznym oddziałuje z topoizomerazą II i wiąże się z cząsteczką DNA w wyniku interkalacji polegającej na wsuwaniu się płaskiej heterocyklicznej cząsteczki leku, pomiędzy pary zasad w podwójnej helisie DNA. Następstwem procesu interkalacji jest indukowanie jedno – bądź dwuniciowych pęknięć DNA [51] (ryc. 2). Poza działaniem cytotoksycznym stwierdzono, że mitoksantron ma silne właściwości antybakteryjne oraz immunosupresorowe. Te ostatnie związane są m.in. z inhibicją proliferacji makrofagów oraz limfocytów T i B. W przypadku limfocytów szpikozależnych, jego aktywność prowadzi głównie do ograniczenia proliferacji limfocytów T pomocniczych [55].

Ryc. 2. Tworzenie monoadduktów mitoksantronu z DNA (wg [51], zmienione)

Biorąc pod uwagę szybki metabolizm i dyfuzję mitoksantronu z komórki, maksymalny czas trwania jego w osoczu wynosi (od chwili jego podania) 25-215 godzin [42]. Końcowe etapy przemiany mitoksantronu odbywają się w nerkach i wątrobie, a około 11% całkowitej ilości podawanego preparatu może być wydalane z moczem. W organizmach pacjentów ze zdiagnozowaną chorobą nowotworową, mitoksantron może się utrzymywać w organizmie nawet do 9 miesięcy. Wiele sprzecznych doniesień pojawiło się na temat zdolności mitoksantronu do przekraczania bariery krew-mózg [28]. Potwierdzono natomiast, że mitoksantron łączy się w surowicy z niektórymi białkami np. frakcją albuminową czy transferyną [21].

Ryc. 3. Przypuszczalne miejsca działania mitoksantronu w MS. Mitoksantron hamuje autoreaktywne limfocyty T, B, makrofagi i inne komórki prezentujące antygen (wg [37], zmienione)

Prowadzone badania farmakokinetyczne wykazały, że maksymalne stężenie mitoksantronu w surowicy oscyluje w granicy 308-839 ng/ml, a jego czas półtrwania mieści się w granicach 38,4-71,5 godz. W pierwszych 10 dniach po podaniu mitoksantronu w dawce 12 mg/m2 powierzchni ciała pacjenta, maksymalne stężenie leku w surowicy przekracza 20 ng/ml [38]. W okresie 80 dni w 3-miesięcznym systemie dawkowania, stężenie mitoksantronu w osoczu obniża się do 20 pg/ml.

Mitoksantron w stwardnieniu rozsianym

Badania przeprowadzone w warunkach ex vivo wykazały, że mitoksantron może działać w krótkich odcinkach czasowych jako środek immunosupresyjny, zmniejszając liczbę leukocytów, przy jednoczesnym zahamowaniu rozprzestrzeniania się w organizmie wszystkich typów komórek układu odpornościowego [18]. Ponadto tzw. długotrwała terapia mitoksantronem przy jego stężeniu w surowicy mniejszym niż 20 ng/ml, może skutkować indukcją apoptozy komórek typu APC. Mitoksantron ma istotny wpływ na aktywność cytokin w układzie immunologicznym. Badania prowadzone w warunkach ex vivo ujawniły, że u pacjentów po terapii mitoksantronem, na skutek spadku liczby monocytów i limfocytów T, obserwowano znaczne osłabienie aktywności cytokin: IL-10 i IL-2R-H1 nawet po 6 miesiącach od zakończenia hospitalizacji i procesu leczenia [38].

Pierwsze badania dotyczące zastosowania mitoksantronu jako potencjalnego chemioterapeutyku w leczeniu MS przeprowadzono w latach 80 XX wieku, na zwierzęcym modelu autoimmunologicznego zapalenia mózgu. W badaniach histopatologicznych, zaobserwowano, zależny od dawki hamujący wpływ mitoksantronu na demielinizację aksonów. W hamowaniu rozwoju EAE, mitoksantron był 10-20 razy bardziej skuteczny niż cyklofosfamid [53]. W modelowym układzie in vitro EAE wykazano natomiast, że mitoksantron hamował aktywność limfocytów B i jednocześnie wzmacniał funkcje supresorowe limfocytów T. Jednak w badaniach prowadzonych w warunkach in vivo na myszach stwierdzono, że indukcja limfocytów T supresorowych była niezależna od stosowania MTX. Jednocześnie wiele równolegle prowadzonych badań dowiodło, że mitoksantron indukował apoptozę w limfocytach B oraz w innych komórkach charakteryzujących się ekspresją białek głównego układu zgodności tkankowej klasy II (MHC II – major histocompatibility complex II) prezentujących antygen [38]. Jednak badania porównujące frakcję jednojądrzastych komórek krwi obwodowej (PBMC – peripheral blood mononuclear cells) pozyskanych od zdrowej grupy kontrolnej z tymi, których dawcami byli pacjenci z objawami MS i poddani terapii mitoksantronem, potwierdziły przypuszczenia, że lek ten zmniejsza procent komórek należących do puli PBMC, głównie limfocytów B, które umierały w wyniku nekrozy [34]. W oparciu o te badania, powstała hipoteza tzw. bimodalnego mechanizmu śmierci komórki indukowanej przez mitoksantron (ryc. 3). Stwierdzono, że w niższych dawkach lek ten indukuje apoptozę, podczas gdy przy wyższych stężeniach dochodzi do rozpadu komórki i ogólnoustrojowego rozprzestrzenienia się stanu zapalnego.

Mitoksantron jest bezpośrednim induktorem programowanej śmierci komórkowej w limfocytach B i innych komórkach układu immunologicznego prezentujących antygeny. Analizując populacje jednojądrzastych komórek krwi otrzymanych od pacjentów ze zdiagnozowanym stwardnieniem rozsianym po dodaniu mitoksantronu stwierdzono, że powodował on śmierć limfocytów B, głównie w procesie nekrozy [50]. Takie doniesienia pozwoliły wysunąć stwierdzenie, że niskie stężenia mitoksantronu indukują wśród komórek limfoidalnych śmierć apoptotyczną, podczas gdy wyższe jego dawki powodują nekrozę. Jeżeli lek był dłużej stosowany, ale w niższych dawkach, to w komórkach APC obserwowano molekularne markery charakterystyczne dla procesu apoptozy, tzn. formowanie ciałek apoptotycznych, kondensacja i marginalizacja chromatyny czy kurczenie się cytoplazmy [33,35].

Tabela 2. Rekomendowane dawki mitoksantronu, w zależności od wyników morfologii pacjentów, u których zdiagnozowano MS (wg [37] – zmienione)

Badania histopatologiczne grupy Ridge’a dowiodły, że mitoksantron w znaczny sposób ograniczał patogenetyczny proces demielinizacji. Lek okazał się około 10 – 20 razy bardziej skuteczny, od stosowanego w leczeniu EAE cyklofosfamidu. Ponadto, jeżeli mitoksantron był dodany do hodowli ex vivo lifocytów T, to te same komórki po wstrzyknięciu do ustroju traciły swoje właściwości autoimmunologiczne, tzn. nie oddziaływały z osłonką mielinową aksonów [44].

Badania kohortowe u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym poddanych terapii mitoksantronem

Pierwsze próby kliniczne, dotyczące zastosowania mitoksantronu w fazie rzutowo-emisyjnej stwardnienia rozsianego podjęto we Francji i Wielkiej Brytanii. W próbie liczącej 42 pacjentów, zastosowano 6 – miesięczną terapię mitoksantronem. Preparat podawano jeden raz w miesiącu w dawce 20 mg w połączeniu z 1 g metyloprednizolonu. Stosując metodę obrazowania za pomocą rezonansu magnetycznego stwierdzono, że w badanej populacji pacjentów, którym podawano mitoksanton w połączeniu z metyloprednizolonem, nie stwierdzono u żadnego z nich zaostrzonej fazy MS, również dlatego, że ograniczeniem tych badań był brak grupy kontrolnej (placebo) [9].

W grupie 49 belgijskich pacjentów, porównano terapię mitoksantronem (13 iniekcji w dawce 12 mg/m2 powierzchni ciała) z terapią MP (13 iniekcji w dawce 1 g). Po 32 miesiącach terapii eksperymentalnej zaobserwowano poprawę stanu zdrowia w obydwu grupach badanych, jednak tylko u pacjentów, którym podawano mitoksantron widoczne było istotne zahamowanie uszkodzeń komórek nerwowych [39]. We Włoszech badania nad efektywnością mitoksantronu w fazie RRMS przeprowadzono wśród 51 pacjentów, którzy otrzymywali mitoksantron w dawce 8 mg/m2 powierzchni ciała. Porównując grupę badaną z grupą kontrolną otrzymującą placebo stwierdzono, że po jednorocznej terapii mitoksantronem zaobserwowano poprawę stanu zdrowia u 66% badanych pacjentów, a liczba osób, u których zdiagnozowano obniżenie parametrów zmian demielinizacyjnych odpowiadała 46% badanej populacji [36].

Zgodnie z dotychczas stosowanymi normami przyjęto, że mitoksantron może być stosowany jako lek immunosupresyjny w terapii MS, we wszystkich krajach Unii Europejskiej, w dawce 12 mg/m2 przez trzy miesiące. We Francji i Wielkiej Brytanii obowiązującą dawką jest 20 mg mitoksantronu, podawanego jeden raz na miesiąc w przeciągu pół roku. Pacjenci z agresywną postacią MS mogą przyjmować mitoksantron w postaci regularnych iniekcji dożylnych w dawce 10-12 mg/m2 przez trzy miesiące. Zastosowanie kliniczne mitoksantronu jest ograniczone przez występowanie tzw. dawki kumulatywnej równej 140 mg/m2 , która w istotny sposób wpływa na rozwój kardiotoksyczności poantracyklinowej [39].

Przed rozpoczęciem terapii mitoksantronem, pacjenci poddawani są wielu badaniom laboratoryjnym, które mają na celu ocenę ich ogólnego stanu zdrowia. Szczególnie dokładnej analizie zostaje poddana wielkość frakcji wyrzutowej lewej komory [10]. Jeżeli jej wartość spadnie poniżej 50%, to wówczas terapia mitoksantronem zostaje przerwana bądź dawka leku jest stosownie obniżona w zależności od stanu zdrowia i kondycji pacjenta. Podczas długotrwałego podawania mitoksantronu, nie można wykluczyć również ryzyka powikłań układu immunologicznego. Według raportów FDA po długotrwałej terapii tym antybiotykiem istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia ostrej białaczki T limfoblastycznej. Dlatego tak konieczne, podczas iniekcji MTX jest monitorowanie u pacjenta poziomu białych krwinek (tabela 2). Unika się łączenia terapii mitoksantronu z inhibitorami acetylocholinoesterazy, które w pośrednim działaniu sprzyjają wzrostowi stężenia leku w surowicy. Podawanie mitoksantronu ograniczają również zaburzenia funkcjonowania wątroby, podczas gdy wszelkie nefropatie nie hamują jego potencjału aplikacyjnego. Niewskazane jest również podawanie mitoksantronu u kobiet w ciąży. Jeżeli podczas dożylnych iniekcji pojawiają się rumienie, to konieczne jest miejscowe podanie leków steroidowych np. hydrokortyzonu. Dowiedziono, że po zakończeniu terapii mitoksantronem, jego działanie utrzymuje się do 1 roku. Podawanie immunosupresantów, takich jak interferon beta i octan glatirameru zmniejsza działania niepożądane tego leku [36].

Ryc. 4. Cykl redoks mioksantronu (wg [30], zmienione)

Kardiotoksyczność mitoksantronu ograniczeniem jego klinicznego zastosowania

Czynnikiem ograniczającym stosowanie mitoksantronu w terapii przeciwnowotworowej jest jego duża kardiotoksyczność, będąca następstwem przemian metabolicznych jakim ten lek podlega [46]. Mitoksantron i wszystkie leki antracyklinowe są związkami o budowie chinonowej, które łatwo ulegają jednoelektronowej redukcji do postaci semichinonowej. Powstający elektron przenoszony jest na cząsteczkę tlenu z wytworzeniem anionorodnika ponadtlenkowego, a rodnik semichinonowy ulega regeneracji do postaci chinonowej (ryc. 4). Anionorodnik ponadtlenkowy rozpoczyna kaskadę reakcji wolnorodnikowych. Produktami tych reakcji są silnie toksyczny rodnik hydroksylowy (˙OH) i nadtlenek wodoru (H2 O2 ). W powyższych reakcjach uczestniczy wiele enzymów oksydoredukcyjnych, m.in. reduktaza cytochromu P450, dehydrogenaza NADH, oksydaza ksantynowa [30]. Warto zaznaczyć, że zdolność mitoksantronu do pośredniego generowania reaktywnych form tlenu, dały podstawy ku temu, aby wykorzystać ten antybiotyk w terapii fotodynamicznej jako fotouczulacz [25].

Bezpośrednią przyczyną dużej wrażliwości komórek mięśnia sercowego na terapię mitoksantronem jest to, że wewnętrzna błona mitochondrialna tych komórek zawiera duże ilości kardiolipiny, do której z dużym powinowactwem przyłączają się antracykliny. W wyniku tego połączenia zmienia się funkcja wielu enzymów, pełniących istotną rolę w tworzeniu bariery antyoksydacyjnej, m.in. oksydazy cytochromu c. Takie zmiany enzymatycznej homeostazy powodują zaburzenia w transporcie elektronów łańcucha oddechowego, w konsekwencji prowadząc do wyczerpania zapasów ATP i fosfokreatyny, a co za tym idzie do zmniejszenie kurczliwości mięśnia sercowego [32]. W kardiotoksyczności mitoksantronu, sprawą dyskusyjną pozostają zmiany w funkcjonowaniu receptorów adrenergicznych mięśnia sercowego oraz zakłócenia transportu jonów wapnia w komórce [14].

Generowanie wolnych rodników i nadtlenku wodoru następuje również enzymatycznie z udziałem dehydrogenaz NADH i dehydrogenaz flawoproteinowych uczestniczących w redukcji pierścienia antrachinonowego, powodując powstanie rodnika hydroksylowego [54]. Do przebiegu tych reakcji niezbędne są jony żelaza, które łączą się z flawoproteinami i cytochromem c. Kolejnym sposobem generowania wolnych rodników jest nieenzymatyczny szlak z udziałem jonów żelaza. Antybiotyki antracyklinowe, w tym mitoksantron wykazują duże powinowactwo do jonów żelaza. Powstawanie kompleksu żelaza z mitoksantronem indukuje generowanie wolnych rodników. Kompleks ten jest katalizatorem reakcji transportu elektronu z glutationu na cząsteczkę tlenu. Poza tym wykazano udział kompleksu mitoksantron-żelazo w procesie peroksydacji lipidów [8].

Końcowym etapem zarówno enzymatycznych, jak i nieenzymatycznych wolnorodnikowych przemian mitoksantronu jest apoptoza kardiomiocytów [24]. Uwzględniając pośrednie generowanie reaktywnych form tlenu w cyklu redoks mitoksantronu trzeba pamiętać o dość słabej barierze antyoksydacyjnej komórek mięśnia sercowego. Do głównych enzymów antyoksydacyjnych chroniących kardiomiocyty przed działaniem wolnych rodników należą dysmutaza ponadtlenkowa (SOD – superoxide dismutase), transferaza glutationowa (GST – glutathione s-transferase), katalaza (CAT – catalase) oraz peroksydaza glutationowa (GPX – glutathione peroxidase) [3]. Nadekspresja zarówno SOD, katalazy, jak i reduktazy zwiększa ochronę antyoksydacyjną miocytów, natomiast obniżenie ich aktywności sprawia, że mięsień sercowy wykazuje wyjątkową wrażliwość na działanie wolnych rodników generowanych przez antracykliny [20].

Ryc. 5. Struktura chemiczna deksrazoksanu (wg [53], zmienione)

Ze względu na wiele niedogodności związanych z zastosowaniem mitoksantronu w chemioterapii nowotworów, zaczęto stosować terapeutyki, które spełniałyby rolę kardioprotektorów. Związkiem pozwalającym na obniżenie kardiotoksyczności, również przy zastosowaniu wyższych dawek kumulatywnych MTX jest deksrazoksan (cykliczny analog kwasu etylenodiaminotetraoctowego) (ryc. 5). Jest to lek kardioochronny, który wykazuje również działanie przeciwnowotworowe, hamując topoizomerazę II. Zdolność deksrazoksanu do tworzenia z topoizomerazą II struktury „zamkniętej klamry” i uniemożliwianie odłączenia się enzymu od przyłączonej nici polinukleotydowej, jest przyczyną indukcji dwuniciowych pęknięć DNA i głównym powodem aktywności cytotoksycznej wobec szybko proliferujących komórek nowotworowych. Innymi skutkami katalitycznej inhibicji wspomnianego enzymu są indukcja procesu apoptozy oraz różnicowania się komórek, które uległy transformacji blastycznej do ich pierwotnych prekursorów [41]. Deksrazoksan charakteryzuje się zdolnością chelatowania jonów żelaza, zarówno wolnych, jak i będących częścią kompleksu mitoksantron-żelazo. Konsekwencją tego jest ograniczenie generowania wolnych rodników, a tym samym redukcja kardiotoksyczności [34].

Podsumowanie

Mitoksantron stosowany jest u chorych z częstymi nawrotami stwardnienia rozsianego i szybko postępującym pogorszeniem się ich ogólnego stanu zdrowia. Ze względu na działanie cytostatyczne, mitoksantron prowadzi do inhibicji proliferacji makrofagów oraz limfocytów T i B. U pacjentów leczonych mitoksantronem obserwowano również objawy toksyczne w postaci zakażeń dróg moczowych, zaburzeń miesiączkowania, leukopenii i hepatotoksyczności. Ponadto mitoksantron charakteryzuje się specyficznym działaniem kardiotoksycznym. Wszystkie te niepożądane objawy muszą być uwzględniane przy podejmowaniu decyzji o jego włączeniu do leczenia chorych na stwardnienie rozsiane. Mało selektywne działanie mitoksantronu, czego konsekwencją są powyżej przedstawione działania niepożądane, mogą być zniesione przez zastosowanie przenośników leków tak, aby lek oddziaływał bezpośrednio z limfocytami T lub B, a komórki prawidłowe pozostawały nienaruszone. W takim przypadku, duże możliwości daje zastosowanie koniugatów mitoksantronu, skierowanych przeciwko receptorom powierzchniowym, charakterystycznym dla komórek APC, które to receptory nie występują na komórkach prawidłowych.

Przypisy

• 1. Bayas A.: Improving adherence to injectable disease-modifyingdrugs in multiple sclerosis. Expert Opin. Drug Deliv., 2013; 10: 285-287
  Google Scholar
• 2. Bjartmar C., Trapp B.D.: Axonal and neuronal degeneration inmultiple sclerosis: mechanisms and functional consequences. Curr.Opin. Neurol., 2001; 14: 271-278
  Google Scholar
• 3. Bukowska B.: Glutation: biosynteza, czynniki indukujące orazstężenia w wybranych jednostkach chorobowych. Med. Pracy, 2004;55: 501-509
  Google Scholar
• 4. Capkun-Niggli G., Lahoz R., Verdun E., Dickinson S., Lowy A.,Nordstrom B., Dahlke F.: PRM43 – medical and pharmacy claimsbasedalgorithms for identifying relapses in patients with multiplesclerosis. Value Health, 2013; 16: A582
  Google Scholar
• 5. Chan A., Lo-Coco F.: Mitoxantrone-related acute leukemia in MS:an open or closed book? Neurology, 2013; 80: 1529-1533
  Google Scholar
• 6. Chan A., Weilbach F.X., Toyka K.V., Gold R.: Mitoxantrone inducescell death in peripheral blood leukocytes of multiple sclerosis patients.Clin. Exp. Immunol., 2005; 139: 152-158
  Google Scholar
• 7. Chanvillard C., Millward J.M., Lozano M., Hamann I., Paul F., ZippF., Dörr J., Infante-Duarte C.: Mitoxantrone induces natural killer cellmaturation in patients with secondary progressive multiple sclerosis.PLoS One, 2012; 7: e39625
  Google Scholar
• 8. Chen R.F., Chou C.L., Wang M.R., Chen C.F., Liao J.F., Ho L.K., TaoC.W., Huang H.S.: Small-molecule anthracene-induced cytotoxicityand induction of apoptosis through generation of reactive oxygenspecies. Biol. Pharm. Bull., 2004; 27: 838-845
  Google Scholar
• 9. Edan G., Le Page E.: Induction therapy for patients with multiplesclerosis: why? when? how? CNS Drugs, 2013; 27: 403-409
  Google Scholar
• 10. Esposito F., Radaelli M., Martinelli V., Sormani M.P., MartinelliBoneschi F., Moiola L., Rocca M.A., Rodegher M., Comi G.: Comparativestudy of mitoxantrone efficacy profile in patients with relapsing-remittingand secondary progressive multiple sclerosis. Mult.Scler., 2010; 16: 1490-1499
  Google Scholar
• 11. Filippi M., Bozzali M., Rovaris M., Gonen O., Kesavadas C., GhezziA., Martinelli V., Grossman R.I., Scotti G., Comi G., Falini A.: Evidencefor widespread axonal damage at the earliest clinical stage of multiplesclerosis. Brain, 2003; 126: 433-437
  Google Scholar
• 12. Fox E.J.: Mechanism of action of mitoxantrone. Neurology, 2004; 63 (Suppl. 6): S15-S18
  Google Scholar
• 13. Gbadamosi J., Buhmann C., Tessmer W., Moench A., Haag F.,Heesen C.: Effects of mitoxantrone on multiple sclerosis patients’lymphocyte subpopulations and production of immunoglobulin,TNF-alpha and IL-10. Eur. Neurol., 2003; 49: 137-141
  Google Scholar
• 14. Goffette S., van Pesch V., Vanoverschelde J.L., Morandini E.,Sindic C.J.: Severe delayed heart failure in three multiple sclerosispatients previously treated with mitoxantrone. J. Neurol., 2005;252: 1217-1222
  Google Scholar
• 15. Goodin D.S.: Therapeutic developments in multiple sclerosis.Expert Opin. Investig. Drugs, 2000; 9: 655-670
  Google Scholar
• 16. Gyan E., Damotte D., Courby S., Sénécal D., Quittet P., SchmidtTanguyA., Banos A., Le Gouill S., Lamy T., Fontan J., Maisonneuve H.,Alexis M., Dreyfus F., Tournilhac O., Laribi K., Solal-Céligny P., ArakelyanN., Cartron G., Gressin R.; GOELAMS Group.: High response rateand acceptable toxicity of a combination of rituximab, vinorelbine,ifosfamide, mitoxantrone and prednisone for the treatment of diffuselarge B-cell lymphoma in first relapse: results of the R-NIMPGOELAMS study. Br. J. Haematol., 2013; 162: 240-249
  Google Scholar
• 17. Hartung H.P., Bar-Or A., Zoukos Y.: What do we know aboutthe mechanism of action of disease-modifying treatments in MS? J.Neurol., 2004; 251 (Suppl. 5): v12-v29
  Google Scholar
• 18. Hemmer B., Archelos J.J., Hartung H.P.: New concepts in the immunopathogenesisof multiple sclerosis. Nat. Rev. Neurosci., 2002;3: 291-301
  Google Scholar
• 19. Heussinger N., Kontopantelis E., Rompel O., Paulides M., TrollmannR.: Predicting multiple sclerosis following isolated optic neuritisin children. Eur. J. Neurol., 2013; 20: 1292-1296
  Google Scholar
• 20. Hsiao C.J., Li T.K., Chan Y.L., Hsin L.W., Liao C.H., Lee C.H., LyuP.C., Guh J.H.: WRC-213, an l-methionine-conjugated mitoxantronederivative, displays anticancer activity with reduced cardiotoxicityand drug resistance: identification of topoisomerase II inhibitionand apoptotic machinery in prostate cancers. Biochem. Pharmacol.,2008; 75: 847-856
  Google Scholar
• 21. Jain K.K.: Evaluation of mitoxantrone for the treatment of multiplesclerosis. Expert Opin. Investig. Drugs, 2000; 9: 1139-1149
  Google Scholar
• 22. Kappos L., Weinshenker B., Pozzilli C., Thompson A.J., DahlkeF., Beckmann K., Polman C., McFarland H., European (EU-SPMS) Interferonbeta-1b in Secondary Progressive Multiple Sclerosis TrialSteering Committee and Independent Advisory Board; North American(NA-SPMS) Interferon beta-1b in Secondary Progressive MultipleSclerosis Trial Steering Committee and Independent AdvisoryBoard.: Interferon beta-1b in secondary progressive MS: a combinedanalysis of the two trials. Neurology, 2004; 63: 1779-1787
  Google Scholar
• 23. Kieseier B.C., Hemmer B., Hartung H.P.: Multiple sclerosis –novel insights and new therapeutic strategies. Curr. Opin. Neurol.,2005; 18: 211-220
  Google Scholar
• 24. Kluza J., Marchetti P., Gallego M.A., Lancel S., Fournier C., LoyensA., Beauvillain J.C., Bailly C.: Mitochondrial proliferation during apoptosisinduced by anticancer agents: effects of doxorubicin and mitoxantroneon cancer and cardiac cells. Oncogene, 2004; 23: 7018-7030
  Google Scholar
• 25. Koceva-Chyła A., Wiecławska B., Jóźwiak Z., Bryszewska M.:Combined effect of low-power laser irradiation and anthraquinoneanticancer drug aclarubicin on survival of immortalized cells: Comparisonwith mitoxantrone. Cell Biol. Int., 2006; 30: 645-652
  Google Scholar
• 26. Lalive P.H.: Autoantibodies in inflammatory demyelinating diseasesof the central nervous system. Swiss Med. Wkly, 2008; 138:692-707
  Google Scholar
• 27. Langer-Gould A., Brara S.M., Beaber B.E., Zhang J.L.: Incidenceof multiple sclerosis in multiple racial and ethnic groups. Neurology,2013; 80: 1734-1739
  Google Scholar
• 28. Lee Y.J., Kusuhara H., Jonker J.W., Schinkel A.H., Sugiyama Y.: Investigationof efflux transport of dehydroepiandrosterone sulfate andmitoxantrone at the mouse blood-brain barrier: a minor role of breastcancer resistance protein. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2005; 312: 44-52
  Google Scholar
• 29. Lis J., Jarząb A., Witkowska D.: Rola mimikry molekularnejw etiologii schorzeń o charakterze autoimmunizacyjnym. PostępyHig. Med. Dośw., 2012; 66: 475-491
  Google Scholar
• 30. Minotti G., Menna P., Salvatorelli E., Cairo G., Gianni L.: Anthracyclines:molecular advances and pharmacologic developments in antitumoractivity and cardiotoxicity. Pharmacol. Rev., 2004; 56: 185-229
  Google Scholar
• 31. Mohammad M.G., Hassanpour M., Tsai V.W., Li H., RuitenbergM.J., Booth D.W., Serrats J., Hart P.H., Symonds G.P., Sawchenko P.E.,Breit S.N., Brown D.A.: Dendritic cells and multiple sclerosis: disease,tolerance and therapy. Int. J. Mol. Sci., 2012; 14: 547-562
  Google Scholar
• 32. Mordente A., Meucci E., Silvestrini A., Martorana G.E., GiardinaB.: New developments in anthracycline-induced cardiotoxicity. Curr.Med. Chem., 2009; 16: 1656-1672
  Google Scholar
• 33. Naddafi F., Reza Haidari M., Azizi G., Sedaghat R., Mirshafiey A.:Novel therapeutic approach by nicotine in experimental model ofmultiple sclerosis. Innov. Clin. Neurosci., 2013; 10: 20-25
  Google Scholar
• 34. Nägele H., Castel M.A., Deutsch O., Wagner F.M., ReichenspurnerH.: Heart transplantation in a patient with multiple sclerosis andmitoxantrone-induced cardiomyopathy. J. Heart Lung Transplant.,2004; 23: 641-643
  Google Scholar
• 35. Neuhaus O., Archelos J.J., Hartung H.P.: Immunomodulation inmultiple sclerosis: from immunosuppression to neuroprotection.Trends Pharmacol. Sci., 2003; 24: 131-138
  Google Scholar
• 36. Neuhaus O., Kieseier B.C., Hartung H.P.: Pharmacokinetics andpharmacodynamics of the interferon-betas, glatiramer acetate, andmitoxantrone in multiple sclerosis. J. Neurol. Sci., 2007; 259: 27-37
  Google Scholar
• 37. Neuhaus O., Kieseier B.C., Hartung H.P.: Therapeutic role of mitoxantronein multiple sclerosis. Pharmacol. Ther., 2006; 109: 198-209
  Google Scholar
• 38. Neuhaus O., Wiendl H., Kieseier B.C., Archelos J.J., Hemmer B.,Stüve O. Hartung H.P.: Multiple sclerosis: mitoxantrone promotesdifferential effects on immunocompetent cells in vitro. J. Neuroimmunol.,2005; 168: 128-137
  Google Scholar
• 39. Nicholas R., Rashid W.: Multiple sclerosis. Clin. Evid., 2012; 2012,pii: 1202
  Google Scholar
• 40. Nogales-Gaete J., Aracena R., Díaz V., Zitko P., Eloiza C., CepedaZumaetaS., Agurto P., González C.: Neuropsychological assessmentof patients with relapsing remitting multiple sclerosis prior tothe use of immunomodulatory drugs. Rev. Med. Chil., 2012; 140:1437-1444
  Google Scholar
• 41. Psotová J., Chlopcíková S., Miketová P., Simánek V. Cytoprotectivityof Prunella vulgaris on doxorubicin-treated rat cardiomyocytes.Fitoterapia, 2005; 76: 556-561
  Google Scholar
• 42. Repetto L., Vannozzi M.O., Balleari E., Venturino A., GranettoC., Bason C., Simoni C., Prencipe E., Queirolo P., Esposito M., GhioR., Rosso R.: Mitoxantrone in elderly patients with advanced breastcancer: pharmacokinetics, marrow and peripheral hematopoieticprogenitor cells. Anticancer Res., 1999; 19: 879-884
  Google Scholar
• 43. Rice G.P., Hartung H.P., Calabresi P.A.: Anti-α4 integrin therapyfor multiple sclerosis: mechanisms and rationale. Neurology, 2005:64: 1336-1342
  Google Scholar
• 44. Ridge S.C., Sloboda A.E., McReynolds R.A., Levine S., OronskyA.L., Kerwar S.S.: Suppression of experimental allergic encephalomyelitisby mitoxantrone. Clin. Immunol. Immunopathol., 1985;35: 35-42
  Google Scholar
• 45. Stankiewicz J.M., Kolb H., Karni A., Weiner H.L.: Role of immunosuppressivetherapy for the treatment of multiple sclerosis.Neurotherapeutics, 2013; 10: 77-88
  Google Scholar
• 46. Tarasiuk J., Mazerski J., Tkaczyk-Gobis K., Borowski E.: Molecularbasis of the low activity of antitumor anthracenediones, mitoxantroneand ametantrone, in oxygen radical generation catalyzedby NADH dehydrogenase. Enzymatic and molecular modelling studies.Eur. J. Med. Chem., 2005; 40: 321-328
  Google Scholar
• 47. Trapp B.D., Ransohoff R., Rudick R.: Axonal pathology in multiplesclerosis: relationship to neurologic disability. Curr. Opin. Neurol.,1999; 12: 295-302
  Google Scholar
• 48. Tsang B.K., Macdonell R.: Multiple sclerosis – diagnosis, managementand prognosis. Aust. Fam. Physician, 2011; 40: 948-955
  Google Scholar
• 49. Uchman D., Kochanowski J., Baronowska B.: Stwardnienie rozsiane– teraźniejszość i przyszłość – sukcesy i porażki. Postępy N.Med., 2012; Suppl. 3: 22-26
  Google Scholar
• 50. Vacchelli E., Senovilla L., Eggermont A., Fridman W.H., GalonJ., Zitvogel L., Kroemer G., Galluzzi L.: Trial watch: Chemotherapywith immunogenic cell death inducers. Oncoimmunology, 2013;2: e23510
  Google Scholar
• 51. Wan X., Zhang W., Li L., Xie Y., Li W., Huang N.: A new target foran old drug: identifying mitoxantrone as a nanomolar inhibitor ofPIM1 kinase via kinome-wide selectivity modeling. J. Med. Chem.,2013; 56: 2619-2629
  Google Scholar
• 52. Waubant E.: Overview of treatment options in multiple sclerosis.J. Clin. Psychiatry, 2012; 73: e22
  Google Scholar
• 53. Wiendl H., Toyka K.V., Rieckmann P., Gold R., Hartung H.P., HohlfeldR., Multiple Sclerosis Therapy Consensus Group (MSTCG): Basicand escalating immunomodulatory treatments in multiple sclerosis:current therapeutic recommendations. J. Neurol., 2008; 255: 1449-1463
  Google Scholar
• 54. Wojtukiewicz M.Z., Omyła J., Kozłowski L., Szynaka B.: Kardiotoksycznośćantracyklin. Postępy Hig. Med. Dośw., 2000; 54: 467-485
  Google Scholar
• 55. Zaffaroni M., Ghezzi A., Comi G.: Intensive immunosuppressionin multiple sclerosis. Neurol. Sci., 2006; 27 (Suppl. 1): S13-S17
  Google Scholar

Pełna treść artykułu