Erdosteina i receptor TrkA – nowe perspektywy w terapii bólu

Czy erdosteina oddziałuje na receptor TrkA?

Badanie in silico oraz in vitro przeprowadziło analizę interakcji erdosteiny, leku mukolitycznego o właściwościach antyoksydacyjnych i przeciwzapalnych, z receptorem TrkA, który jest kluczowym elementem szlaku sygnałowego NGF (czynnika wzrostu nerwów) związanego z bólem. Celem badania było określenie, czy erdosteina może mieć zastosowanie w terapii bólu poprzez modulację aktywności receptora TrkA.

Badaną populację stanowiły komórki linii neuroblastomy SH-SY5Y, które poddawano działaniu erdosteiny i jej głównego metabolitu Met-1 w różnych stężeniach i czasach ekspozycji (90 minut i 24 godziny), a następnie stymulowano NGF w celu wywołania autofosforylacji receptora TrkA. Badania in silico przeprowadzono z wykorzystaniem modelowania molekularnego, analizując interakcje erdosteiny i Met-1 z receptorem TrkA w porównaniu do związków referencyjnych (NAC i różne formy DTT).

Badania in silico wykazały, że erdosteina posiada dobrą zdolność wiązania z receptorem TrkA, choć słabszą niż tri-DTT i bi-DTT, ale prawie dwukrotnie silniejszą niż NAC. Główne reszty aminokwasowe TrkA zaangażowane w interakcję to Glu331, Arg347, His298 i His297. Interesujące jest to, że w przeciwieństwie do innych badanych związków tiolowych, erdosteina nie redukuje mostka dwusiarczkowego między Cys300 a Cys345 w receptorze TrkA, ale wciąż wykazuje zdolność do hamowania aktywacji receptora. Jej metabolit Met-1, posiadający wolną grupę tiolową, ma niższą afinitywność wiązania, ale może potencjalnie redukować mostek dwusiarczkowy.

Jakie mechanizmy hamowania wykazano in vitro?

W badaniach in vitro wykazano, że erdosteina w stężeniu 10 mM hamowała autofosforylację TrkA wywołaną przez NGF o 14% po 90 minutach ekspozycji i o 42% po 24 godzinach. Efekt hamowania był zależny od dawki i czasu ekspozycji. Istotne hamowanie (15,6%) obserwowano już przy stężeniu 0,5 mM erdosteiny po 24-godzinnej ekspozycji. Met-1 wykazywał liniową zależność hamowania od stężenia, osiągając 44,1% hamowania przy najwyższym testowanym stężeniu (40 mM) po 90 minutach.

Badanie toksyczności wykazało, że zarówno erdosteina, jak i Met-1 redukowały aktywność mitochondrialną w sposób zależny od stężenia (10-50 mM) i czasu ekspozycji (90 min vs 24 h). Po 90 minutach Met-1 wykazywał mniejszą toksyczność niż erdosteina i był dobrze tolerowany nawet przy stężeniu 50 mM. Natomiast po 24 godzinach oba związki wykazywały zwiększoną toksyczność przy stężeniach powyżej 10 mM.

Ważną obserwacją było to, że maksymalne hamowanie przez erdosteinę osiągało plateau przy około 40% inhibicji, co sugeruje niepełny antagonizm receptora TrkA. Jest to potencjalnie korzystne, ponieważ całkowite zablokowanie szlaku NGF/TrkA, jak w przypadku przeciwciał monoklonalnych przeciwko NGF stosowanych w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów, może prowadzić do zakłóceń w remodelingu kości i pogorszenia stanu chorobowego.

Badania wykazały, że erdosteina i Met-1 są bardziej skuteczne niż NAC w hamowaniu aktywacji TrkA przez NGF, co czyni je obiecującymi kandydatami w terapii bólu. Podczas gdy NAC wymagał stężenia 20 mM do wywołania efektu hamującego, erdosteina osiągała podobny efekt już przy stężeniu 0,5 mM.

Czy erdosteina oferuje nowe możliwości w terapii bólu?

W kontekście klinicznym, erdosteina ma dobrze udokumentowany profil bezpieczeństwa w leczeniu POChP, gdzie była stosowana przez okres do roku bez istotnych działań niepożądanych w porównaniu do placebo. Badania kliniczne z udziałem ponad 2000 pacjentów leczonych dawkami od 600 do 1200 mg przez okres od 7 dni do 8 miesięcy nie wykazały istotnych różnic w działaniach niepożądanych (żołądkowo-jelitowych, sercowo-naczyniowych, skórnych lub ogólnych reakcji) między erdosteiną a placebo.

Właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne erdosteiny zostały potwierdzone klinicznie u pacjentów z POChP, gdzie leczenie tym lekiem wywołało znaczącą redukcję poziomów reaktywnych form tlenu (ROS), cytokin prozapalnych jak IL-8, 8-izoprostanu (markera peroksydacji lipidów we krwi) oraz redukcję wydychanego NO. Erdosteina wykazała również zdolność do hamowania uwalniania mediatorów prozapalnych indukowanych wysiłkiem fizycznym u pacjentów z ciężką postacią POChP.

W świetle obecnego kryzysu opioidowego i działań niepożądanych związanych z NLPZ, erdosteina może stanowić obiecującą alternatywę w multimodalnym podejściu do leczenia bólu, szczególnie w przypadkach bólu nociplastycznego, który został niedawno uwzględniony w klasyfikacji IASP ICD-11. Pomimo dostępnych interwencji farmakologicznych, badania kliniczne oceniające ich skuteczność w leczeniu tego typu bólu są nieliczne.

Konieczne są dalsze badania in vivo na modelach zwierzęcych oraz próby kliniczne, aby potwierdzić skuteczność i bezpieczeństwo erdosteiny w leczeniu różnych stanów bólowych, podobnie jak miało to miejsce w przypadku innych związków tiolowych.

Podsumowanie

Przeprowadzone badania in silico i in vitro analizowały interakcję erdosteiny z receptorem TrkA w kontekście jej potencjalnego zastosowania w terapii bólu. Wykazano, że erdosteina efektywnie wiąże się z receptorem TrkA poprzez interakcje z kluczowymi resztami aminokwasowymi, wykazując silniejsze działanie niż NAC. W badaniach in vitro erdosteina hamowała autofosforylację TrkA w sposób zależny od dawki i czasu, osiągając maksymalnie 42% inhibicji po 24 godzinach. Charakterystyczne jest osiąganie plateau hamowania na poziomie 40%, co może być korzystne w kontekście terapeutycznym. Erdosteina, posiadająca udokumentowany profil bezpieczeństwa w leczeniu POChP oraz potwierdzone właściwości przeciwzapalne i antyoksydacyjne, może stanowić obiecującą alternatywę w terapii bólu, szczególnie w kontekście obecnego kryzysu opioidowego i ograniczeń związanych ze stosowaniem NLPZ.