Sertraline w HD: nowy mechanizm działania poza efektem SSRI

Czy sertraline może zmienić przebieg choroby Huntingtona?

Choroba Huntingtona (HD) to autosomalnie dominująca choroba neurodegeneracyjna wywołana niestabilną ekspansją powtórzeń CAG w eksonie 1 genu huntingtyny (HTT), co prowadzi do powstania zmutowanej huntingtyny (mHTT). Szczególnie podatne na działanie mHTT są GABAergiczne neurony kolczaste prążkowia, których dysfunkcja powoduje charakterystyczne zaburzenia motoryczne HD. Mimo postępów w zrozumieniu molekularnych mechanizmów choroby, wciąż brakuje skutecznych terapii modyfikujących jej przebieg.

Badacze z Uniwersytetu w Barcelonie wykazali wcześniej, że zwiększona efektywność translacji w prążkowiu stanowi istotny mechanizm chorobotwórczy HD. Fosforylacja białka wiążącego eukariotyczny czynnik inicjacji translacji 4E (4E-BP1) na Thr37/Thr46 uwalnia eIF4E, umożliwiając tworzenie kompleksu eIF4F i inicjację translacji zależnej od struktury cap. Dysregulacja tego procesu została wykryta nie tylko w HD, ale także w zespole kruchego chromosomu X, autyzmie i chorobie Parkinsona. Kluczowe jest to, że normalizacja efektywności translacji przez inhibitor 4EGI-1 poprawiała objawy motoryczne u myszy modelowych HD.

Obecne badanie translacyjne łączy eksperymenty na hodowlach komórkowych (neurony striatalne, fibroblasty ludzkie), modelu mysim R6/1 oraz analizę danych klinicznych z bazy Enroll-HD, aby ocenić potencjał sertraliny – szeroko stosowanego antydepresanta z grupy SSRI – jako terapii celującej w zaburzoną syntezę białek w HD.

Jak sertraline wpływa na neurony striatalne myszy HD?

W pierwszym etapie badacze przeanalizowali inkorporację puromycyny (marker syntezy białek metodą SUnSET) oraz poziomy fosfo-4E-BP1 (p4E-BP1) w pierwotnych hodowlach neuronów striatalnych pochodzących od myszy dzikich (WT) i transgenicznych R6/1 w 14. dniu hodowli (DIV14). W porównaniu z neuronami WT, neurony R6/1 wykazywały istotnie zwiększoną inkorporację puromycyny (p<0,01) oraz podwyższone poziomy p4E-BP1 (p<0,05), potwierdzając nadaktywność translacji w komórkach ekspresjonujących mHTT.

Dodanie sertraliny (10 µM) przez 4 godziny do hodowli neuronów R6/1 spowodowało normalizację obu parametrów: inkorporacja puromycyny spadła o około 30% (p<0,05), a poziomy p4E-BP1 zmniejszyły się o podobną wartość (p<0,05). Efekt ten zaobserwowano również w neuronach WT, co wskazuje na bezpośrednie działanie sertraliny na mechanizmy kontrolujące translację, niezależnie od obecności mHTT.

“Sertraline obniża regulację inicjacji translacji” – stwierdzają autorzy, podkreślając, że lek ten może modulować fosforylację 4E-BP1, kluczowego regulatora inicjacji translacji.

Czy leczenie sertraliną poprawia funkcje motoryczne u myszy HD?

12-tygodniowe myszy WT i R6/1 otrzymywały codzienne iniekcje dootrzewnowe sertraliny (20 mg/kg) lub pojazdu przez 4 tygodnie. Testy behawioralne przeprowadzono w trzecim tygodniu leczenia. Sertraline wywierała efekty wyłącznie u myszy R6/1, nie wpływając na zachowanie myszy WT.

W teście rotarod (obrotowy bęben) myszy R6/1 leczone sertraliną wykazywały istotnie wydłużony czas utrzymania się na bębnie w porównaniu z grupą otrzymującą pojazd (p<0,01 w ostatnim dniu testów). Podobnie w teście balance beam (belka równoważna) liczba poślizgów była znacząco niższa u myszy leczonych (p<0,05). W teście open field sertraline zapobiegła spadkowi spontanicznej aktywności lokomotorycznej charakterystycznemu dla R6/1 (p<0,001), nie wpływając jednocześnie na zachowania lękowe.

Godzinę po ostatniej iniekcji myszy zostały uśmiercone, a w striatum oznaczono inkorporację puromycyny i poziomy p4E-BP1. U myszy R6/1 leczonych sertraliną oba parametry zostały znormalizowane do poziomów WT (p<0,001 dla puromycyny, p<0,01 dla p4E-BP1). Co istotne, u myszy WT zastosowana dawka i czas leczenia nie wywołały zmian w tych markach, sugerując selektywne działanie w warunkach patologii.

Leczenie sertraliną nie wpłynęło na poziomy DARPP-32 (marker neuronów striatalnych) ani nierozpuszczalnych form mHTT, co wskazuje, że efekty behawioralne nie wynikają z zatrzymania neurodegeneracji czy redukcji agregacji białkowej, lecz prawdopodobnie z normalizacji funkcji neuronalnej poprzez modulację translacji.

Jakie korzyści przynosi sertraline pacjentom z chorobą Huntingtona?

Ponieważ sertraline jest często przepisywana pacjentom HD w leczeniu depresji, badacze wykorzystali bazę danych Enroll-HD – największe światowe badanie obserwacyjne HD – do analizy wpływu tego leku na przebieg choroby. Włączono pacjentów z minimum 3-letnim okresem obserwacji i przeprowadzono trzy porównania: (a) HD leczeni sertraliną ± inne antydepresanty (n=63) vs inne antydepresanty (n=208); (b) HD leczeni wyłącznie sertraliną (n=30) vs inne antydepresanty (n=208); (c) HD leczeni sertraliną ± inne (n=63) vs nieleczeni antydepresantami (n=226).

Zastosowano model efektów mieszanych liniowych (LMM), kontrolujący strukturę korelacji danych (pomiary powtarzane w czasie) oraz uwzględniający płeć, wiek, liczbę powtórzeń CAG i status HD (przedobjawowy/objawowy motorycznie) jako potencjalne zmienne zakłócające. Model analizował nachylenie krzywej przebiegu choroby, a nie różnice średnich w poszczególnych punktach czasowych, co eliminuje wpływ różnic wyjściowych między grupami.

Nie wykazano istotnych różnic w postępie zaburzeń funkcji motorycznych (TMS – Total Motor Score) między grupami. Jednak wydolność funkcjonalna była znacząco lepsza w grupach leczonych sertraliną:

• W porównaniu (a): pacjenci na sertralinie wykazywali istotnie wyższe wyniki TFC (Total Functional Capacity – całkowita wydolność funkcjonalna), FAS (Functional Assessment Scale – skala oceny funkcjonalnej) i IS (Independence Scale – skala niezależności) w porównaniu z grupą na innych antydepresantach (p<0,05).
• W porównaniu (b): tylko wynik IS był istotnie wyższy w grupie na sertralinie (p<0,05).
• W porównaniu (c): sertraline spowolniła spadek TFC i IS w porównaniu z grupą nieleczoną antydepresantami (p<0,05).

“Leczenie sertraliną spowalnia spadek wydolności funkcjonalnej u pacjentów HD” – konkludują autorzy, podkreślając spójny efekt na Independence Scale we wszystkich porównaniach.

Czy fibroblasty mogą służyć jako biomarker w HD?

Badacze przeanalizowali inkorporację puromycyny i poziomy p4E-BP1 w fibroblastach skórnych pochodzących od osób zdrowych i pacjentów HD na różnych etapach choroby. Początkowo zaobserwowano jedynie trend w kierunku zwiększonej inkorporacji puromycyny u pacjentów HD, bez istotności statystycznej. Klasyfikacja danych według wieku, płci, obecności depresji czy stadium choroby również nie wykazała różnic.

Przełom nastąpił, gdy wyniki podzielono według liczby powtórzeń CAG. Wyraźnie wyodrębniły się dwie grupy: fibroblasty od pacjentów z mHTT <42 powtórzeń CAG wykazywały istotnie zwiększoną inkorporację puromycyny (p<0,001) i podwyższone poziomy p4E-BP1 (p<0,05) w porównaniu z kontrolami. Fibroblasty od pacjentów z ≥42 CAG nie różniły się od kontroli.

Co istotne, dwa przypadki pacjentów z <42 CAG, których fibroblasty nie wykazywały zwiększonej puromycyny, dotyczyły osób leczonych sertraliną. Aby potwierdzić tę obserwację, fibroblasty od pacjentów HD i kontroli potraktowano sertraliną (10 µM, 4h). Leczenie skutecznie obniżyło inkorporację puromycyny (p<0,05), potwierdzając, że sertraline normalizuje translację również w komórkach obwodowych.

Wyniki te sugerują, że analiza puromycyny w fibroblastach może służyć jako biomarker obwodowy do monitorowania skuteczności terapii modulujących translację, szczególnie u pacjentów z krótszymi ekspansjami CAG. Zależność od długości CAG może wynikać z różnic w interakcjach mHTT z białkami regulującymi translację – oligomery mHTT z 64Q wiążą takie białka, czego nie obserwuje się przy >150Q.

Jakie mechanizmy leżą u podstaw działania sertraliny w HD?

Sertraline, jako selektywny inhibitor wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI), tradycyjnie wiąże się z modulacją układu serotoninergicznego i indukcją BDNF. Jednak obecne badanie wskazuje na dodatkowy mechanizm działania – bezpośrednią regulację efektywności translacji poprzez szlak 4E-BP1/eIF4E.

Kluczowym krokiem ograniczającym inicjację translacji jest fosforylacja 4E-BP1. W stanie niefosforylowanym 4E-BP1 wiąże eIF4E, blokując tworzenie kompleksu eIF4F. Fosforylacja na Thr37/Thr46 uwalnia eIF4E, umożliwiając rozpoczęcie translacji zależnej od struktury cap. W HD obserwuje się nadmierną fosforylację 4E-BP1, co prowadzi do zwiększonej syntezy białek – mechanizmu chorobotwórczego także w zespole kruchego chromosomu X, autyzmie i Parkinsonie.

Sertraline, jak wykazano w badaniach na komórkach nowotworowych, obniża poziomy p4E-BP1. Obecne wyniki potwierdzają ten efekt w neuronach striatalnych i fibroblastach HD, korelując go z poprawą funkcji motorycznych u myszy i funkcjonalności u pacjentów. Fakt, że inne SSRI (np. fluoksetyna) nie zapobiegają dysfunkcjom motorycznym u myszy R6/1 mimo zwiększenia neurogenezy, wzmacnia hipotezę, że unikalny profil działania sertraliny obejmuje modulację translacji, wykraczając poza klasyczne działanie serotoninergiczne.

Warto dodać, że inne związki wykazujące korzystne efekty w modelach HD – metformina, fingolimod, misoprostol – również regulują efektywność translacji bezpośrednio lub pośrednio. Co więcej, zastosowanie metforminy u pacjentów HD wiązało się z lepszą funkcją poznawczą, co zgodne jest z koncepcją translacji jako celu terapeutycznego.

Jakie są ograniczenia i przyszłe kierunki badań?

Mimo obiecujących wyników, badanie ma istotne ograniczenia. Po pierwsze, brak wpływu sertraliny na funkcje motoryczne (TMS) u pacjentów HD kontrastuje z wynikami u myszy. Może to wynikać z relatywnie małej liczebności próby w niektórych porównaniach (np. n=30 dla sertraliny w monoterapii) lub z różnic w dawkowaniu – dawki stosowane u myszy (20 mg/kg) są wyższe niż u ludzi po przeliczeniu na masę ciała.

Po drugie, obserwacje dotyczące fibroblastów ograniczają się do pacjentów z mHTT <42 powtórzeń CAG. Nie wiadomo, czy efekty sertraliny na TFC, FAS i IS są silniejsze w tej podgrupie. Analiza bazy Enroll-HD nie uwzględniała podziału według liczby CAG w kontekście odpowiedzi na sertraline – przyszłe badania powinny to zweryfikować.

Po trzecie, w analizie fibroblastów wykorzystano dziedziczoną liczbę powtórzeń CAG, nie mierząc faktycznej długości w poszczególnych liniach komórkowych. Chociaż somatyczna niestabilność CAG w fibroblastach jest zazwyczaj wolna i mało prawdopodobna w krótkoterminowych hodowlach, nie można całkowicie wykluczyć jej wpływu.

Po czwarte, nie przeprowadzono badań na samicach myszy – wszystkie eksperymenty in vivo dotyczyły samców. Jednak brak różnic w puromycynie i p4E-BP1 w fibroblastach w zależności od płci sugeruje, że efekty sertraliny mogą być niezależne od płci, co wymaga potwierdzenia w przyszłych badaniach.

Wreszcie, nie ustalono, czy efekt sertraliny na wydolność funkcjonalną wynika z bezpośredniego działania na mózg (prewencja zaniku prążkowia, istoty szarej) czy pośrednio – poprzez poprawę objawów depresyjnych, które mogą wpływać na TFC. Niektóre badania wskazują, że sama depresja nie wpływa na TFC, podczas gdy apatia i zachowania perseweratywne tak – co sugeruje niezależny mechanizm działania sertraliny.

Czy sertraline powinna być badana w próbach klinicznych HD?

Badanie translacyjne zespołu z Barcelony dostarcza przekonujących dowodów, że sertraline – lek już stosowany w HD do leczenia depresji – może wywierać efekty neuroprotekcyjne poprzez normalizację zaburzonej syntezy białek. U myszy R6/1 czterotygodniowe leczenie zapobiegło pogorszeniu funkcji motorycznych i znormalizowało markery translacji w striatum. U pacjentów HD analiza bazy Enroll-HD wykazała istotne spowolnienie spadku wydolności funkcjonalnej (TFC, FAS, IS), szczególnie spójny dla Independence Scale. Fibroblasty od pacjentów z mHTT <42 CAG wykazują zwiększoną inkorporację puromycyny, którą sertraline skutecznie redukuje, sugerując potencjał jako biomarker odpowiedzi na leczenie. Sertraline jawi się jako obiecujący kandydat do prób klinicznych HD, szczególnie że jest już dostępna, bezpieczna i przepisywana tej grupie pacjentów. Przyszłe badania powinny uwzględnić podział według liczby CAG i optymalizację dawkowania, aby maksymalizować korzyści terapeutyczne.