Wpływ argininy i glutaminy na wywołane promieniowaniem zapalenie błony śluzowej jamy ustnej: randomizowane, kontrolowane badanie kliniczne z potrójną ślepą próbą

Zapalenie błony śluzowej jamy ustnej (OM) odnosi się do zapalenia i owrzodzenia błony śluzowej jamy ustnej jako efektu ubocznego terapii przeciwnowotworowej. OM i zapalenie przełyku mogą wystąpić w następstwie chemioterapii ogólnoustrojowej w leczeniu raka, chemioterapii wysokodawkowej w ramach schematu przygotowującego do przeszczepu krwiotwórczego lub w wyniku radioterapii (RT) w przypadku raka głowy i szyi (H&N) lub jeśli część ustno-gardłowa lub przełyk znajduje się w polu w trakcie i po promieniowanie przerzutów do kości. OM jest częstym problemem i występuje u około 20–40% pacjentów otrzymujących konwencjonalną chemioterapię z powodu guzów litych, około 80% pacjentów otrzymujących chemioterapię w dużych dawkach przed przeszczepieniem hematopoetycznych komórek macierzystych (HSCT) i prawie wszystkich pacjentów otrzymujących RT z powodu raka H&N . Wrzodziejący OM i zapalenie przełyku są niezwykle bolesne, a wielu pacjentów potrzebuje ogólnoustrojowych opioidów, takich jak morfina lub fentanyl, aby złagodzić ból.[1] Zapalenie błony śluzowej jamy ustnej to ostre zapalenie błony śluzowej, które rozpoczyna się zaczerwienieniem i prowadzi do zwiększonego owrzodzenia i tworzenia błon rzekomych, które stanowią tymczasową barierę do czasu, aż naprawa komórkowa sprzyja gojeniu. Uszkodzona tkanka śluzowa często umożliwia bakteriom i grzybom przenikanie do uszkodzonej błony śluzowej i wywoływanie infekcji.[2] Zapalenie błony śluzowej dzieli się na 4 fazy: początkową fazę zapalną/naczyniową, fazę nabłonkową, fazę wrzodziejącą/bakteriologiczną i fazę gojenia ran.[3] W początkowej fazie napromienianie lub chemioterapia, wytwarzając wolne rodniki i reaktywne formy tlenu (ROS), niekorzystnie wpływają na komórki i nici DNA w nabłonku podstawnym i błonie podśluzowej, prowadząc do zmian chorobowych. ROS aktywują również czynniki transkrypcyjne i prowadzą do zniszczenia komórek w późniejszych stadiach. W kolejnym etapie nie tylko ROS, ale także uszkodzone komórki i DNA rozpoczynają kaskadę reakcji. Podczas tych reakcji powstają cytokiny prozapalne, które prowadzą do uszkodzeń i apoptozy komórek podstawnych. Produkty te również działają pozytywnie i wzmacniają zmiany chorobowe. Na tym etapie tkanka wygląda normalnie, występuje jedynie niewielki rumień. W trzecim etapie pojawiają się bolesne zmiany, które zostają zasiedlone przez bakterie. Kolonizacja bakteryjna może prowadzić do uwolnienia nowych cytokin prozapalnych. Po zaprzestaniu leczenia nowotworu zapalenie błony śluzowej jamy ustnej stopniowo ustępuje. W procesie gojenia objawy ustępują, a błona śluzowa staje się normalna, ale pozostaje wybitna neowaskularyzacja. Tkanka ta łatwo ulega uszkodzeniu i jest podatna na chemioterapię i/lub radioterapię w przyszłych okresach leczenia nowotworu.[4]

. Ta różnorodność systemów punktacji dla zapalenia błony śluzowej jamy ustnej może prowadzić do kontrowersji wśród badań. Najczęściej stosowanymi pomiarami zapalenia błony śluzowej jamy ustnej są poniższe skale Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) i Grupy Radioterapii Onkologicznej (RTOG).

Do oceny zapalenia błony śluzowej stosuje się także Skalę Oceny Zapalenia Śluzówki Jamy Ustnej i Wizualną Analogową Skalę Bólu (skala zgłaszania przez pacjenta 0-10). W tych skalach oceniano zmiany na błonie śluzowej, takie jak zaczerwienienie, owrzodzenie i skutki funkcjonalne, takie jak niemożność jedzenia i ból. Na podstawie badania klinicznego można określić 4 różne stopnie zapalenia błony śluzowej, od 0 do 4 punktów. Wyższe stopnie zapalenia błony śluzowej (stopień 3-4) wiążą się z utratą smaku, krwotokiem, zmniejszonym spożyciem pokarmu i płynów, owrzodzeniem, bólem, utratą głosu i niską jakością życia.[5] Glutamina jest L-alfa-aminokwasem. Jest to najobficiej występujący wolny aminokwas w ludzkiej krwi. Glutamina jest potrzebna do wielu funkcji w organizmie, w tym do syntezy białek, a także jako źródło energii. Glutamina może być syntetyzowana przez organizm, a w razie potrzeby można ją również pozyskać z diety.[6] Glutamina jest ważnym donorem azotu w metabolizmie wewnątrzkomórkowym oraz w utrzymaniu przewodu pokarmowego, komórek odpornościowych i mięśni.[7] Utrata masy ciała u pacjentów chorych na raka jest powszechna, ale sarkopenia (utrata masy mięśniowej) wiąże się ze zwiększonymi powikłaniami i znacznie gorszym przeżyciem.[8] Glutamina jest preferowanym paliwem zarówno dla limfocytów, jak i przewodu żołądkowo-jelitowego (GI) [9], dlatego odgrywa ważną rolę w obronie przed infekcjami i pomaga błonie śluzowej w stanowieniu bariery przed infekcjami.

Glutamina odgrywa kluczową rolę w metabolizmie wewnątrzkomórkowym i działa jako transporter azotu między mięśniami a innymi tkankami; występuje w wysokim i stosunkowo stabilnym stężeniu w osoczu i czerwonych krwinkach oraz w znacznie wyższym stężeniu w mięśniach w porównaniu z innymi aminokwasami.[10] Ponieważ spożycie lub wlew glutaminy wpływa z czasem jedynie minimalnie na stężenie glutaminy w osoczu, mięśnie można uznać za „bank”, a wątrobę za „bankier”. Neutrofile, makrofagi i limfocyty są potrzebne do obrony immunologicznej bariery śluzówkowej. Ponieważ glutamina jest paliwem dla leukocytów, glutamina stosowana miejscowo/doustnie/dojelitowo może przyczyniać się do gojenia błony śluzowej nie tylko poprzez bezpośredni wpływ na komórki nabłonka błony śluzowej, ale także poprzez poprawę funkcji odpornościowej błony śluzowej gospodarza i jej odporności na inwazję drobnoustrojów.[7] Co ciekawe, odporność na regenerację limfocytów, mierzona bezwzględną liczbą limfocytów (ALC) po pierwszym cyklu chemioterapii, została powiązana z lepszym rokowaniem w różnych nowotworach złośliwych, w tym ostrej białaczce limfoblastycznej, a także nowotworach, takich jak kostniakomięsak, mięsak Ewinga i mięśniakomięsak prążkowanokomórkowy. Możliwe, że lepsze odżywianie, zawierające aminokwasy, w tym glutaminę jako paliwo dla limfocytów, może przyczynić się do regeneracji ALC i/lub odporności. Modele zwierzęce i badania na ludziach wykazały, że suplementacja glutaminą poprawia odporność na toksyczne skutki promieniowania na przewód pokarmowy.[6] Detoksykacja i odporność na uszkodzenia powodowane przez wolne rodniki w wyniku chemioterapii (np. doksorubicyny lub cyklofosfamidu) i/lub napromieniania normalnych tkanek i nowotworów mogą obejmować przeciwutleniający glutation. Ponieważ glutamina jest substratem do syntezy glutationu, odpowiednia glutamina komórek błony śluzowej może przyczynić się do poprawy gojenia po chemioterapii i uszkodzeniach popromiennych [11], a także, co ciekawe, do jednoczesnego hamowania poziomu glutationu w nowotworach.[12] Co więcej, po suplementacji glutaminą i disacharydem zaobserwowano zmniejszenie poziomu cytokin zapalnych w normalnych komórkach i zwiększenie ilości białek proapoptotycznych w komórkach nowotworowych. Zatem glutamina może przyczynić się do selektywnej poprawy odporności komórek gospodarza, zmniejszenia stanu zapalnego i zmniejszenia zdolności nowotworów do detoksykacji chemioterapii lub przeciwstawienia się promieniowaniu, tj. poprawy wskaźnika terapeutycznego terapii przeciwnowotworowej.[13] Glutaminę można podawać trzema popularnymi drogami: rodzicielską, doustną i miejscową poprzez połykanie. Miejscowe podawanie doustne i połykanie glutaminy może potencjalnie złagodzić nie tylko OM, ale także zapalenie przełyku i zapalenie jelit po chemioterapii i radioterapii raka. Niewielka interwencja aminokwasowa może mieć znaczenie i prawdopodobnie przyczynić się do lepszego ogólnego stanu odżywienia, poprawy przeżycia przy mniejszej liczbie powikłań i ostatecznie mniejszej sarkopenii i limfopenii.[6] L-arginina (kwas 2-amino-5-guanidynowalerianowy-Arg) jest aminokwasem endogennym, który powstaje głównie w cyklu mocznikowym. Bierze udział w syntezie białek, mocznika, kreatyny, prolamin (purtescyny, sperminy, spermidyny), proliny i tlenku azotu (NO). Końcowymi produktami metabolizmu argininy są NO, glutaminian i prolaminy, które pełnią w organizmie różne funkcje regulacyjne.[14] L-arginina jest uważana za aminokwas warunkowo niezbędny, który jest katalizowany głównie przez syntazę tlenku azotu (NOS), dekarboksylazę i arginazę argininową (ARG) oraz arginazę do syntezy białka i kilku cząsteczek bioaktywnych, takich jak tlenek azotu (NO), prolina , kreatyna i poliaminy.[15] Ostatnio coraz większy nacisk kładzie się na poprawę funkcji fizjologicznych argininy, takich jak łagodzenie stanów zapalnych jelit i stresu oksydacyjnego.[16] Poprzednie badania wykazały, że podawanie L-argininy zwierzętom i ludziom z chorobami jelit może zmniejszyć uszkodzenie jelit, zmniejszyć stres oksydacyjny i stany zapalne oraz przywrócić homeostazę immunologiczną błony śluzowej. Coburn i wsp. donieśli, że podawanie L-argininy może zmniejszyć zapalenie jelit w mysich modelach zapalenia okrężnicy wywołanego siarczanem dekstranu sodu (DSS), będącym eksperymentalnym modelem IBD.[17] L-arginina wykazała także działanie hamujące na aktywację NF-κB za pośrednictwem IL-1β w komórkach Caco-2 [18]. Ponadto Zhang i wsp. wykazali, że L-arginina chroni komórki nabłonka jelit owiec przed apoptozą indukowaną LPS poprzez osłabienie stresu oksydacyjnego.[19] Jednakże dokładny mechanizm molekularny L-argininy łagodzący odpowiedź zapalną, jak również zmniejszający uszkodzenie oksydacyjne wywołane przez LPS nadal pozostaje niezbadany. L-arginina służy jako substrat degradacji kilku enzymów w komórkach, takich jak Arg-1. W kilku badaniach wykazano, że Arg-1 wykazuje działanie przeciwzapalne i odgrywa korzystną rolę w chorobach zapalnych [20].

O ile nam wiadomo, nie ma opublikowanych badań dotyczących stosowania mieszanki argininy i glutaminy w leczeniu zapalenia błony śluzowej jamy ustnej wywołanego radioterapią. Zatem biorąc pod uwagę wyżej wymienione właściwości glutaminy i argininy, postawiliśmy hipotezę, że stosowanie argininy i glutaminy może wpływać na nasilenie zapalenia błony śluzowej i .

Celem pracy jest ocena wpływu argininy i glutaminy na leczenie zapalenia błony śluzowej wywołanego promieniowaniem u chorych na nowotwory głowy i szyi.

Cel badania

To randomizowane badanie kliniczne i biochemiczne zostanie przeprowadzone w celu oceny skuteczności miejscowej i doustnej argininy i glutaminy w leczeniu zapalenia błony śluzowej wywołanego promieniowaniem u pacjentów z rakiem głowy i szyi.

Badanie zostanie przeprowadzone w celu oceny:

Cel główny:

Wpływ zawiesiny doustnej argininy i glutaminy w leczeniu klinicznego zapalenia błony śluzowej wywołanego promieniowaniem w skali oceny zapalenia błony śluzowej jamy ustnej WHO w skali toksyczności doustnej.

Cel drugorzędny:

Wpływ argininy i glutaminy na punktację oceny zapalenia błony śluzowej jamy ustnej i wizualną skalę analogową bólu.