Et forsøg med tadalafil i interstitiel lungesygdom af sklerodermi

Systemisk sklerose (SSc, sklerodermi) er en multisystem autoimmun gigtsygdom, der forårsager betændelse, vaskulær skade og fibrose. Udover involvering af hud påvirker fibrose også mange indre organer, der involverer blodkar, lunger, hjerte, nyrer osv. Selvom fremskridt i forståelsen inden for patofysiologi og brug af immunsuppressiv terapi har bragt betydelige forbedringer i udfaldet af andre autoimmune sygdomme, er sklerodermi stadig en sygdom med høj dødelighed, og 10-års overlevelsesraten er kun forbedret fra 54 % til 66 % i løbet af de sidste 25 år1. Men der er en betydelig ændring i mønsteret for dødsårsag i disse år. Hyppigheden af ​​dødsfald som følge af nyrekrise faldt signifikant (hovedsageligt på grund af effektiviteten af ​​ACE-hæmmere), fra 42 % til 6 % af sklerodermi-relaterede dødsfald (p 0,001), hvorimod andelen af ​​patienter med sklerodermi, der døde af lungefibrose, steg ( på grund af manglende signifikant behandling) fra 6 % til 33 % (p 0,001). Hyppigheden af ​​pulmonal hypertension, uafhængig af PF, steg også signifikant i denne tidsperiode (p<0,05)1. I øjeblikket tegner PAH og interstitiel lungesygdom sig for størstedelen af ​​sklerodermi-relaterede dødsfald. Dette understreger behovet for nye terapier til interstitiel lungesygdom ved sklerodermi for at forbedre dødeligheden og morbiditetsresultatet for disse patienter.

Fibrosen af ​​huden og de indre organer i SSc menes at være forårsaget af overgangen af ​​hvilende fibroblaster til aktiverede myofibroblaster, som karakteristisk overproducerer dermalt fibrillært kollagen (type I, III, V), kollagenmodificerende enzymer og anden ekstracellulær matrix (ECM). ) komponenter2. Et af de vigtigste cytokiner, der er involveret i denne proces, er transformerende vækstfaktor TGF β1 3. TGF-β udskilles normalt som et latent kompleks, som skal aktiveres i ekstracellulære områder, før det binder dets receptorer og udøver dets biologiske virkninger. I dermale fibroblaster katalyserer adskillige membranproteiner, herunder integrin αVβ5 og thrombospondin 1(TSP1), aktiveringen af ​​latent TGF-β i det lokale mikromiljø4,5. Binding af TGF-β til type II-receptorer (TRII) rekrutterer type I-receptorer (TRI) og aktiverer en række signaltransduktionsveje, herunder kerne-Smad-vejen (kanonisk vej) og ikke-Smad-vejene (mitogen-aktiveret proteinkinase [MAPK] ], Rho osv.). TRI phosphorylerer Smad3 ved S423/S425 i C-terminalen MH2. Det aktiverede pSmad3 binder til Smad4 for at danne det aktiverede heteromere Smad-kompleks. pSmad3/Smad4-komplekserne går ind i kernen og associerer med andre transkriptionsfaktorer for at regulere transkriptioner af målgener, der kræves til kollagensyntese, myofibroblaster-transformation og syntese af matrixmetalloproteinaser6.

Undersøgelser af cyclophosphamid har vist inkonsistente resultater med hensyn til lungefunktion og overlevelse. I Scleroderma Lung Study (oral cyclophosphomid) var der kun beskeden forbedring i dyspnø-score, stabilisering (ingen forbedring) af FVC og ingen effekt på DLCO efter 1 år 7. Efter 2 år er der ingen signifikant forskel mellem nogen af ​​disse parametre mellem placebo og behandlingsgruppe8. I en beslutningsanalyse, der anvender Markov-modellen til at vurdere kvalitetsjusterede leveår (QALYs), konkluderer forfatterne, at der ikke er nogen overlevelses- eller livskvalitetsgevinst med oral cyclophosphamid9. Efterfølgende viste Fibrosing Alveolitis in Scleroderma Trial (FAST) [intravenøs cyclophosphamid efterfulgt af azathioprin] ikke signifikant forbedring i de primære eller sekundære endepunkter i den aktive behandlingsgruppe versus gruppen, der fik placebo10. En nylig meta-analyse konkluderede, at selvom tidligere forsøg med cyclophosphamid viser en statistisk signifikant forbedring af lungefunktionen, viser de ikke en klinisk signifikant forbedring (>10 % ændring i lungefunktionen)10. I betragtning af risikoen for infektion og andre alvorlige bivirkninger af oral cyclophosphamid, er forholdet mellem fordele og risiko muligvis ikke gunstigt for langtidsbrug af dette lægemiddel. Erfaringen med andre immunsuppressive midler som mycophenolatmoeftil11, azathioprin (som enkeltstof)12,rituximab13 er begrænset til casestudier eller åbne undersøgelser og mangler dobbeltblindede randomiserede kontrolundersøgelser. Ikke desto mindre vækker de potentielle uønskede virkninger forbundet med disse midler bekymring med hensyn til deres langtidsindgivelse i en kronisk sygdom som SSc-ILD.

Derfor skifter fokus for behandling af SSc-associeret ILD gradvist fra ikke-specifikke immunsuppressive lægemidler til specifik målrettet terapi. Der er blevet gjort mange forsøg på at bruge lægemidler, der målretter mod de molekylære veje, der er ansvarlige for at forårsage fibrose. Imatinibmesylat er et lille molekyle, der blokerer specifikke tyrosinkinaser, herunder c-Abl og blodplade-afledt vækstfaktorreceptor (PDGFR) kinase. Inkubation af dyrkede fibroblaster fra patienter med SSc og raske frivillige med imatinib hæmmede kraftigt syntesen af ​​col 1a1, col 1a2 og fibronectin-1 på mRNA'et samt proteinniveau med op til 90 % ved koncentrationer på 1,0 mg/ml14. Behandling med imatinib forhindrede fuldstændigt udviklingen af ​​fibrose i musemodellen af ​​Bleomycin-induceret dermal fibrose og tight-skin-1 (tsk-1) musemodel af SSc15. Men kliniske forsøg med patienter formåede ikke at reproducere denne effekt. I et randomiseret, placebo-kontrolleret forsøg med patienter med mild til moderat idiopatisk lungefibrose fulgt i 96 uger, påvirkede imatinib ikke overlevelse eller lungefunktion16. De største bivirkninger omfatter ødem, muskelkramper og forhøjede kreatinkinase, ukontrollerbar diarré og knoglemarvstoksicitet, kongestiv hjertesvigt17. Disse bivirkninger kræver særlig opmærksomhed i kliniske forsøg med patienter med SSc, fordi disse patienter ofte viser sig med hjerteinvolvering, diarré og sameksisterende myositis med forhøjede kreatinkinase. Derudover kan mildt til moderat ødem tolereres dårligere af patienter med SSc med eksisterende hudsygdomme end af patienter med cancer18.

For nylig er endothelin1 (ET-1) impliceret i patofysiologien af ​​lungefibrose. Endothelin 1(ET-1) er kendt for at inducere fibroblastkemotaksi og proliferation19, fremme aflejring af kollagen20, nedsætte kollagenaseaktivitet og øge niveauet af fibronectin21. Men Bosentan, en ikke-selektiv endotelinreceptorantagonist, i randomiseret placebokontrolleret forsøg havde ikke nogen signifikant indflydelse på 6-minutters gåafstand eller på lungefunktionsparametre 22.

PDE5-enzym nedbryder cyklisk guanosinmonofosfat (c-GMP), et molekyle, der er ansvarlig for nitrogenoxid-medieret vasodilatation. For nylig har PDE 5-hæmmere vist sig at have en ny antifibrotisk effekt ved at øge niveauet af CGMP. Cyklisk GMP aktiverer igen den cGMP-afhængige proteinkinase G (PKG). Fosforylering af Smad3 ved S309 og T368 i MH2 af PKG forhindrer dets heterodimerisering med Smad4 og forstyrrer dermed deres nukleare translokation, hvilket resulterer i undertrykkelse af transkriptionel aktivering23. TSP1 (thrombospondin -1) er et molekyle, der katalyserer latent TGF-b-aktivering og udtrykkes i høje niveauer i dyrkede SSc-fibroblaster (in vitro) og i aktiverede fibroblaster i læsional hud af SSc (in vivo). Blokering af TSP1 af cyklisk GMP ophæver delvist den autokrine TGF-b-signalering i SSc-fibroblaster24. Forøgelse i niveau af cGMP blokerer ca2+ pumpen og forbedrer derved endotelafbrydelse, som er den initierende begivenhed i patogenesen af ​​fibrose. Forøgelse af NO-niveau hjælper også med at fjerne reaktive oxygenarter, som er impliceret i patogenesen af ​​fibrose. I en Bleomycin-induceret pulmonal fibrose-model ændrer PDE5-hæmning pulmonal og højre ventrikulær (RV) respons på intratracheal Bleomycin, og at denne hæmning virker gennem undertrykkelse af vævsfrie radikaler og Rho-kinase-vejen25. Dunkern et al viste, at dominerende PDE-aktiviteter i lungefibroblaster tilskrives PDE5, PDE1 og i mindre grad til PDE4, og PDE-hæmmere forhindrer dannelsen af ​​myofibroblaster fra fibroblast 26.

Beviset for, at PDE 5-hæmmere er antifibrotiske, er hovedsageligt kommet fra dets effektivitet i forebyggelse og behandling af Peyronies sygdom (PD). I en rottemodel af TGF-β1-induceret PD påviste Valente og partnere, at både oral sildenafil, en PDE5-hæmmer, der beskytter cGMP mod nedbrydning, og oral pentoxifyllin, en overvejende PDE4-hæmmer, der øger cAMP-syntesen, modvirker udviklingen af ​​PD. -lignende plak27. I tilfælde af pentoxifyllin blev det foreslået, at den velkendte cAMP-cGmP-signalkrydstale kan være ansvarlig for dens antifibrotiske virkninger. I et efterfølgende studie i samme rottemodel blev det vist, at en anden PDe5-hæmmer, vardenafil, givet oralt og i forskellige doseringsregimer, ikke kun forhindrede, men delvist vendte dannelsen af ​​den PD-lignende plak. Forebyggende behandling ved den højere dosis reducerede det overordnede kollagenindhold, kollagen iii/i-forholdet og antallet af myofibroblaster og tGF-β1-positive celler og øgede selektivt det apoptotiske indeks af celler (formodentlig inklusive myofibroblaster) i den PD-lignende plak28 . Selvom den antifibrotiske virkning oprindeligt blev påvist i penisvæv, viste den sig nu i andre væv som varme, nyre og lunger. Disse antifibrotiske virkninger af PDE5-hæmmere blev også set i rottemodeller af diabetisk nefropati29, eksperimentel glomerulonefritis24, myokardieinfarkt og hypertrofi30 og lungefibrose. Så da sklerodermipatienter har fibrose i flere organer, kan den gavnlige virkning af PDE5-hæmmer blive mangfoldig. Det har også vist sig at være meget effektivt til behandling af andre kliniske manifestationer af systemisk sklerose som PAH og digitalt sår. I et dobbeltblindt, randomiseret, placebokontrolleret forsøg med sildenafil ved idiopatisk lungefibrose var der signifikante forskelle i arteriel iltning, kulilte diffusionskapacitet, grad af dyspnø og livskvalitet hos patienter behandlet med sildenafil sammenlignet med placebogruppe31 . Tadalafil er en PDE5-hæmmer, som virker længere end sildenafil. Det er sikkert og ikke forbundet med nogen alvorlig livstruende bivirkning i den nyligt afsluttede undersøgelse af virkningen af ​​tadalafil i digitalt sår hos sklerodermipatienter fra vores center32. I det samme forsøg rapporterede patienter om forbedring af hudopstramning, og de kan bevæge deres lem og led mere frit. Disse patienter med ILD havde forbedring eller i det mindste stabilisering af lungefunktionen (ikke offentliggjort). Desuden blev FMD (flowmedieret vasodilatation som markør for endothelial dysfunktion) signifikant forbedret hos disse patienter, hvilket giver et andet grundlag for at bruge dette lægemiddel til behandling af lungefibrose.

Hypotese:

Tadalafil, en PDE5-hæmmer, kan i kraft af sin stabiliserende effekt på endoteldysfunktion og anti-fibrotisk effekt have effekt til at reducere symptomer på grund af interstitiel lungesygdom ved sklerodermi.