Сфинголипиды впервые были описаны немецким врачом Людвигом Тудихумом, жившим тогда в Лондоне (Великобритания) в конце 19 века в его книге «Трактат о химическом строении мозга». Сегодня известно, что более сложные цереброзиды необходимы для таких функций клеток, как распознавание клеток, везикулярный транспорт и лизосомная деградация, и , что их нарушение регуляции может привести к болезням накопления с неврологическим фенотипом (Sandhoff and Christomanou, 1979 ), например, болезнь Тея-Сакса, болезнь Сандхоффа или Болезнь Нейманна-Пика. Физиологическая значимость сфингомиелина и его производных как сигнальных молекул постепенно стала предметом внимания в течение последних десятилетий, чему способствовало открытие сфингозина как ингибитора протеинкиназы C.
Сфинголипиды представляют собой интересный класс сигнальных молекул, производных липидного сфингомиелина мембраны. Они проявляют обильную экспрессию в мозгу. Сложные сфинголипиды, такие как гликосфинголипиды (ганглиозиды и цереброзиды), регулируют везикулярный транспорт и лизосомную деградацию, а их дисрегуляция может приводить к "болезням накопления" с неврологической и психопатологической симптоматикой. Совсем недавно было обнаружено, что простые сфинголипиды, такие как церамид, сфингозин и сфингозин-1-фосфат (S1P), передают сигнал в ответ на многие внеклеточные стимулы. Образуя сложную сигнальную сеть, баланс этих легко заменяемых медиаторов является решающим для судьбы клеток в стрессовых условиях.
Керамид, который либо образуется сфингомиелином из мембранного липида сфингомиелина, либо синтезируется de novo, может индуцироваться многими клеточными стрессорами. Он действует на определенные внутриклеточные мишени и в целом обладает провоспалительным и проапотическим действием. Он расщепляется до сфингозина, который может фосфорилироваться до S1P с помощью сфингозинкиназы (SphK), фермента, который существует в двух изоформах с различным субклеточным распределением, SphK1 и SphK2. S1P - это противовоспалительная, пропролиферативная и антиапоптотическая сигнальная молекула. Сначала предполагалось, что он действует как вторичный внутриклеточный мессенджер, поскольку его клеточные уровни увеличиваются при стимуляции фактора роста SphK. Однако потребовались годы, чтобы идентифицировать первые внутриклеточные мишени S1P, тогда как вскоре было обнаружено, что S1P может передавать сигналы с внеклеточной стороны через семейство рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), ранее известных как гены эндотелиальной дифференцировки.
Финголимод
Вещество финголимод (также известное как FTY720) проделало очень долгий и интересный путь от традиционной азиатской медицины до препарата, протестированного в крупномасштабных международных многоцентровых рандомизированных контролируемых плацебо или стандартных контролируемых исследованиях, доказывающих его эффективность при лечении рассеянного склероза. Финголимод возник в результате дериватизации ISP-1, выделенного из гриба Isaria sinclairii. Этот гриб вносит свой вклад в увлекательное явление «овощных ос и растительных червей», также называемых «вегетативные насекомые» или «зимние насекомые и летние растения» в соответствии с китайскими иероглифами, вызванное грибком, заражающим живых насекомых-хозяев, питающихся зимой он растет из трупа насекомого-хозяина летом (Fujita et al., 1994). ISP-1 показал в 10-100 раз большую иммунодепрессивную активность, чем циклоспорин А в экспериментальных моделях (Fujita et al., 1994 ), и был модифицирован для меньшей желудочной токсичности для финголимода (Kiuchi et al., 2000 ).. В отличие от всех известных иммунодепрессантов, известных в то время, финголимод действует посредством секвестрации циркулирующих зрелых лимфоцитов в лимфатические узлы (Chiba et al., 1998 ) без серьезных изменений их иммунных функций, таких как секреция цитокинов (Yanagawa et al., 1998). ), и, таким образом, казалось, обещает предотвращение отторжения аллотрансплантата без серьезной общей иммуносупрессии (обзор Brinkmann et al., 2000 ).
Вдохновленный структурным сходством FTY720 со сфингозином и тем фактом, что рецепторы S1P были идентифицированы на лимфоцитах, Brinkmann et al. ( 2002 ) обнаружили, что финголимод фосфорилируется SphK до фосфата финголимода , нацеленных на рецепторы S1P и, таким образом, может предотвращать экспериментальный аутоиммунный энцефалит (EAE), модель болезни грызунов для MS. Кроме того , Matloubian et al. ( 2004 ) создали S1P 1 рецептор , который необходим для восприятия лимфоцитами градиента S1P, что ведет к рециркуляции и регуляции выхода лимфоцитов как из тимуса, так и из периферических лимфоидных органов. Ингибирование рециркуляции лимфоцитов с помощью финголимода говорит о том , что он необходим для функционального антагонизма фосфата в S1P 1 рецептор. Действительно, Gräler и Goetzl ( 2004 ) описали подавление рецепторов S1P при лечении финголимодом, а Pham et al. ( 2008 ) показали in vivo, что лечение финголимодом снижает мембранную экспрессию S1P 1 на лимфоцитах. Этот предполагаемый функциональный антагонизм финголимода в S1P 1согласуется с наблюдением, что мутантные мыши, экспрессирующие дефектный по интернализации S1P 1, имеют замедленную кинетику лимфопении в ответ на финголимод (Thangada et al., 2010 ) и что лимфоцитарный нокдаун S1P 1 также ингибирует их выход из тимуса ( Allende et al., 2004 ).
Финголимод был продвинут в крупномасштабные рандомизированные контролируемые испытания для предотвращения отторжения аллотрансплантата у пациентов с трансплантацией почек, но, в конце концов, его дальнейшая разработка была прекращена, поскольку высокие дозы (2,5 мг / день и 5 мг / день) не обеспечивали достаточной иммуносупрессии для снижения ко- иммунодепрессанты и не превзошли стандартную терапию. Увеличивалась частота отека желтого пятна и преходящего снижения частоты сердечных сокращений (обзор Mansoor and Melendez, 2008 ). Поскольку в 10–100 раз более низкие дозы, чем требуемые в моделях выживаемости трансплантата органов на животных, были высокоэффективными при ЕАЕ (Brinkmann et al., 2010 ), центр клинических разработок сместился с трансплантологии на рассеянный склероз как аутоиммунное заболевание. Финголимод также может оказывать независимое от рецептора действие на воспаление, особенно за счет связывания с внутриклеточными мишенями S1P (Hait et al., 2014 ) или взаимодействия с метаболизмом и передачей сигналов других липидов. Финголимод может ингибировать как генерирующие S1P, так и разрушающие ферменты, такие как SphK1 (Lim et al., 2011 ), S1PL (Bandhuvula et al., 2005 ), церамидсинтазы (Lahiri et al., 2009 ) и кислую сфингомиелиназу (ASM).
Керамиды также могут играть роль в патогенезе рассеянного склероза (Qin et al., 2010 ; Schiffmann et al., 2012 ),. В литературе были представлены доказательства взаимодействия финголимода с церамидами (van Doorn et al., 2012 ). Финголимод также, по-видимому, ингибирует каннабиноидный рецептор CB1 (Paugh et al., 2006 ), который, как было показано, обладает некоторыми провоспалительными свойствами при EAE (Zhang et al., 2009 ). Кроме того, финголимод может ингибировать активность фосфолипазы A 2 (PLA 2 ) в тучных клетках и, следовательно, секрецию простагландина и тромбоксана (Payne et al., 2007 ). Это может способствовать терапевтическому эффекту финголимода при рассеянном склерозе.
Иммуномодулятор финголимод является пролекарством агониста рецептора S1P. После активации рецептора препарат приводит к подавлению активности S1P.1 рецепторв, вызывающий функциональный антагонизм. Как первый препарат, модулирующий сигнальный путь сфинголипидов, он был выпущен на рынок в 2010 году для лечения рассеянного склероза (MS). Но, учитывая превосходное проникновение этого липофильного соединения в мозг и его массивное накопление в мозге, а также обильную экспрессию рецепторов S1P на клетках мозга, можно предположить, что финголимод также напрямую влияет на клетки мозга.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз (MS) - аутоиммунное заболевание ЦНС. Первичный механизм - это аберрантное образование аутореактивных иммунных клеток, направленных против антигенов ЦНС. Пройдя гематоэнцефалический барьер (BBB), они встречаются со своим антигеном и провоцируют воспалительную демиелинизацию, что приводит к подострым неврологическим симптомам, которые могут исчезнуть и, учитывая хронический характер заболевания, рецидивировать. Было показано, что на ранней воспалительной фазе заболевания иммуномодуляция бета-интерферонами или глатирамера ацетатом замедляет прогрессирование заболевания. На более поздних стадиях болезни также играют роль нейродегенеративные процессы.
Финголимод был одобрен регулирующими органами во всем мире в качестве первого перорального средства для лечения ремиттирующего рассеянного склероза (RRMS) после успешного завершения двух исследований фазы III в 2010 году, которые показали его эффективность. FREEDOMS. TRANSFORMS (Cohen et al., 2010 ) даже продемонстрировали превосходство финголимода над лечением внутримышечным интерфероном бета-1a, стандартом лечения RRMS. FREEDOMS продемонстрировали относительное снижение частоты рецидивов на 54–60% и соответствующее влияние на прогрессирование инвалидности. В клинической практике из-за своего предполагаемого превосходства над бета-интерфероном финголимод является одним из терапевтических препаратов первой линии для лечения высокоактивных RRMS. Уменьшение Gd-положительных поражений демонстрирует прямой или косвенный противовоспалительный эффект финголимода у пациентов, тогда как относительно грубый параметр атрофии головного мозга может быть отнесен к прямому нейропротективному механизму или вторичен к уменьшенному накоплению бляшек рассеянного склероза и вторичной нейродегенерации. В соответствии с доступными экспериментальными данными, другие исследования показали, что финголимод избирательно ингибирует выход CCR7-положительных наивных Т-лимфоцитов и Т-лимфоцитов центральной памяти из лимфатических узлов пролеченных пациентов (Pham et al., 2008 ).
Финголимод также сильно снижает количество определенных наборов В-клеток в крови пациентов с MS (Kowarik et al., 2011 ). Оставшихся популяций лимфоцитов достаточно для защиты пациентов от большинства инфекций (Francis et al., 2014 ). Однако есть некоторые данные о большем количестве вирусных инфекций, например о тяжелой реактивации вируса герпеса / ветряной оспы (Cohen et al., 2010), что указывает на нарушение функции Т-лимфоцитов.
Церебральная ишемия
На сегодняшний день единственной одобренной терапией инсульта является тромболизис рекомбинантным активатором плазминогена тканевого типа человека (t-PA), который безопасен и эффективен в течение 4,5 часов после появления симптомов (Lees et al., 2010). Патофизиологические каскады, происходящие в ишемическом мозге, хорошо охарактеризованы и могут быть грубо суммированы тремя чередующимися явлениями эксайтотоксичности, воспаления и апоптоза (Dirnagl et al., 1999 ). В последние годы экспериментальные исследования инсульта предоставили убедительные доказательства того, что клеточный иммунитет и особенно Т-клетки играют решающую роль в судьбе ткани мозга после церебральной ишемии. Различные экспериментальные стратегии, направленные на уменьшение количества лимфоцитов, такие как использование генетических моделей (Hurn et al., 2007 ; Kleinschnitz et al., 2010 ); спленэктомия перед инсультом (Ajmo et al., 2009 ), иммунодепрессанты (Sharkey et al., 1996 ) или индукция лимфоцитарной толерантности (Becker et al., 1997) показали терапевтическую эффективность на экспериментальных моделях инсульта.
Неврологические расстройства
Стоит отметить, что сегодня в литературе можно найти много исследований , посвященных терапии финголимодом опухолей мозга, нейродегенеративных заболеваний, болезни Ретта и эпилепсии. Так , в частности , крыс лечили финголимодом в дозе 1 мг / кг ежедневно, начиная с 24 ч после индуцированного эпилептического статуса, и у них была выявлена сниженная активация микроглии и астроцитов в гиппокампе по сравнению с мышами, получавшими носитель, а также сниженная экспрессия в гиппокампе провоспалительных цитокинов IL-1β. и TNFα. Что касается предполагаемого воздействия на нейроны, то было обнаружено обильное окрашивание нейронального маркера NeuN при иммуногистохимическом окрашивании гиппокампа здоровых крыс, которое было в значительной степени потеряно через 4 дня после эпилептического статуса и частично спасено обработкой FTY720.
В модели болезни Ретта мышей с дефицитом MeCP2 4-недельный курс лечения финголимодом в довольно низкой дозе (0,5 мг / кг каждые 4 дня) приводил к повышению уровня BDNF в пораженных структурах мозга и даже к улучшению двигательных нарушений и выживанию. Это было первое описание вызванной финголимодом продукции нейротрофина BDNF, которая могла быть приписана в первую очередь нейронам с помощью иммуногистохимии и экспериментов на клеточных культурах, в то время как соответствующий вклад астроцитов можно было исключить (Deogracias et al., 2012 ).
Кроме того, были продемонстрированы прямые эффекты финголимода на клетки мозга при болезни Альцгеймера , такие как дозозависимая индукция продукции BDNF в культивируемых нейронах на мРНК и уровни белка, которые дозозависимо подавляли индуцированную Aβ нейротоксичность (Doi et al., 2013). ). Было показано, что трофические эффекты BDNF опосредуются через киназу B рецептора тропомиозина (TrkB), вовлекая основной нисходящий путь фосфорилирования ERK1 / 2. BDNF также индуцировался финголимодом при AD у мышей, как показано с помощью BDNF ELISA из гомогенатов мозга мышей (Fukumoto et al., 2014 ). Актуальность этих открытий подтверждается тем фактом, что уровни экспрессии BDNF ниже у пациентов с болезнью Альцгеймера .
Добавить комментарий