Dapagliflozin chroni jajniki przed toksycznością cisplatyny

Czy dapagliflozin może chronić jajniki podczas chemioterapii?

Cisplatyna pozostaje jednym z najczęściej stosowanych cytostatyków w leczeniu nowotworów litych, jednak jej zastosowanie wiąże się z poważnymi działaniami niepożądanymi, w tym uszkodzeniem jajników prowadzącym do niepłodności i przedwczesnej niewydolności jajników u młodych pacjentek. Dotychczas brakuje skutecznych strategii ochrony funkcji rozrodczej podczas chemioterapii opartej na cisplatynie. Badanie opublikowane przez zespół z Uniwersytetu Suleymana Demirela w Turcji po raz pierwszy wykazało, że dapagliflozin – inhibitor kotransportera sodowo-glukozowego typu 2 (SGLT2) – może skutecznie łagodzić toksyczność jajnikową wywołaną cisplatyną w modelu szczurzym.

Autorzy badania postanowili ocenić immunohistochemiczną ekspresję trzech kluczowych markerów: PCNA (antygen jądrowy proliferujących komórek), HSP-70 (białko szoku cieplnego-70) oraz KISS-1 (kisspeptyna-1) w tkance jajnikowej poddanej działaniu cisplatyny. Wybór tych biomarkerów nie był przypadkowy – PCNA odzwierciedla próby naprawcze DNA i proliferację komórkową, HSP-70 jest markerem stresu komórkowego i odpowiedzi na uszkodzenie, a KISS-1 reguluje oś rozrodczą i rozwój pęcherzyków jajnikowych. Badacze postawili hipotezę, że dapagliflozin, znany z właściwości przeciwutleniających i przeciwzapalnych, może modulować te szlaki sygnałowe, chroniąc strukturę i funkcję jajników.

Jak przeprowadzono eksperyment na modelu zwierzęcym?

Do badania włączono 32 zdrowe szczury Wistar albino (samice, 250-300 g), które po tygodniowej aklimatyzacji losowo podzielono na cztery grupy (n=8 w każdej): grupę kontrolną (roztwór soli fizjologicznej), grupę CIS (cisplatyna 7,5 mg/kg dootrzewnowo w 4. dniu), grupę CIS+DAPA (dapagliflozin 10 mg/kg doustnie przez 7 dni + cisplatyna w 4. dniu) oraz grupę DAPA (sam dapagliflozin). Protokół eksperymentalny trwał 7 dni, a 24 godziny po ostatnim podaniu zwierzęta poddano eutanazji i pobrano jajniki do analiz.

Prawy jajnik zamrożono w temperaturze -80°C do analiz molekularnych (RT-qPCR), natomiast lewy utrwalono w 10% formalinie do oceny histopatologicznej i immunohistochemicznej. Preparaty barwiono hematoksyliną-eozyną (HE) oraz Martius Scarlet Blue (MSB) w celu oceny zmian strukturalnych i włóknienia. Immunohistochemię przeprowadzono z zastosowaniem przeciwciał przeciwko PCNA (1:200), HSP-70 (1:200) i KISS-1 (1:200), a intensywność barwienia oceniano w skali 0-3.

Analizę ekspresji genów przeprowadzono metodą RT-qPCR, oceniając poziomy mRNA NRF2 (czynnik transkrypcyjny 2 związany z erytroidalnym czynnikiem jądrowym 2), HO-1 (oksygenaza hemowa-1), TNF-α (czynnik martwicy nowotworów alfa) oraz CAS-3 (kaspaza-3). Zastosowano metodę 2^-ΔΔCt, a jako gen referencyjny użyto GAPDH.

Jakie zmiany strukturalne wywołuje cisplatyna w jajnikach?

Barwienie HE ujawniło dramatyczne zmiany histopatologiczne w grupie CIS, obejmujące przekrwienie naczyniowe, krwotoki, degenerację pęcherzyków jajnikowych, wnikanie do pęcherzyków, zmniejszenie liczby pęcherzyków oraz wakuolizację. Wszystkie te parametry były istotnie nasilone w porównaniu do grupy kontrolnej (p<0,001 dla wszystkich zmiennych). „Nasze wyniki pokazują, że cisplatyna powoduje głębokie uszkodzenie strukturalne jajników, odzwierciedlające złożoną interakcję stresu oksydacyjnego, zapalenia i apoptozy” – piszą autorzy.

Barwienie MSB wykazało rozległą akumulację substancji kolagenowej i przebudowę włóknistą w grupie CIS w porównaniu do grup kontrolnej i DAPA. Analiza semikwantytatywna wykazała istotny wzrost oceny histopatologicznej zarówno dla depozycji kolagenu, jak i włóknienia w grupie CIS (p<0,001 vs kontrola). Włóknienie zrębowe jest cechą nieodwracalnego uszkodzenia jajników i wiąże się z utratą rezerwy pęcherzykowej.

Leczenie dapagliflozynem (grupa CIS+DAPA) znacząco poprawiło wszystkie badane parametry histopatologiczne, przywracając architekturę jajników do poziomu zbliżonego do kontrolnego (p<0,001 dla wszystkich porównań z grupą CIS). Szczególnie wyraźna była redukcja obszarów włóknistych i akumulacji kolagenu (p<0,001), co sugeruje dodatkowe działanie przeciwwłóknieniowe dapagliflozinu.

Jak dapagliflozin wpływa na markery molekularne uszkodzenia?

Immunohistochemia PCNA ujawniła wyraźną pozytywność jądrową w pęcherzykach jajnikowych w grupie CIS, wskazującą na proliferacyjne i naprawcze odpowiedzi następujące po urazie. Wyniki semikwantytatywne były istotnie wyższe w grupie CIS w porównaniu do grup kontrolnej i DAPA (p<0,001). Podwyższona ekspresja PCNA w kontekście stresu oksydacyjnego może promować niekontrolowaną proliferację, nasilając zubożenie pęcherzyków i przyspieszając niewydolność jajników. Leczenie dapagliflozynem (CIS+DAPA) istotnie zmniejszyło ekspresję PCNA w porównaniu do samej cisplatyny (p<0,001), sugerując zmniejszenie patologicznej proliferacji komórkowej.

Intensywność barwienia HSP-70 była wyraźnie zwiększona w grupie CIS, odzwierciedlając nasilone odpowiedzi na stres komórkowy (p<0,001 vs kontrola). Podwyższona ekspresja HSP-70 pod wpływem stresu chemioterapeutycznego była wcześniej związana z dysfunkcją mitochondrialną i stresem retikulum endoplazmatycznego w tkance jajnikowej. Leczenie dapagliflozynem (CIS+DAPA) istotnie osłabiło ekspresję HSP-70 w porównaniu do grupy CIS (p<0,001), sugerując znaczące zmniejszenie obciążenia oksydacyjnego i przywrócenie homeostazy białkowej.

Barwienie KISS-1 było istotnie zwiększone w grupie CIS, wskazując na zakłócenie sygnalizacji neuroendokrynnej jajników i kompensacyjne odpowiedzi na uszkodzenie tkanki (p<0,001 vs kontrola). KISS-1 moduluje sekrecję GnRH i jest krytyczny dla utrzymania integralności osi rozrodczej. Nadekspresja może wskazywać na zaburzone pętle sprzężenia zwrotnego przyczyniające się do upośledzenia rozwoju pęcherzyków. Podanie dapagliflozinu istotnie zmniejszyło immunoreaktywność KISS-1 (p<0,001), sugerując przywrócenie osi podwzgórze-przysadka-jajnik i poprawę homeostazy endokrynnej.

Jakie szlaki molekularne aktywuje dapagliflozin?

Analiza ekspresji genów ujawniła, że podanie cisplatyny istotnie hamowało poziomy mRNA NRF2 i HO-1, jednocześnie znacząco zwiększając ekspresję TNF-α i CAS-3 w porównaniu do grupy kontrolnej (p<0,001 dla wszystkich). Supresja szlaku NRF2/HO-1 odzwierciedla osłabienie obrony przeciwutleniającej, podczas gdy wzrost TNF-α i CAS-3 potwierdza nasilenie zapalenia i apoptozy.

Leczenie dapagliflozynem istotnie zwiększyło ekspresję NRF2 i HO-1 (odpowiednio p<0,001 i p<0,01) oraz obniżyło ekspresję TNF-α i CAS-3 (p<0,001 dla obu) w porównaniu do grupy CIS. Te wyniki potwierdzają silne działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne i przeciwapoptotyczne dapagliflozinu. Mechanizm ochronny opiera się na aktywacji NRF2 poprzez zakłócenie inhibicji mediowanej przez białko KEAP1 (kelch-like ECH-associated protein 1), co promuje transkrypcję HO-1 i innych genów cytoprotektywnych.

Warto podkreślić, że poprawa parametrów molekularnych korelowała ściśle z poprawą histopatologiczną i immunohistochemiczną, co potwierdza spójność wyników na różnych poziomach analizy. Autorzy sugerują, że poza modulacją szlaku NRF2/HO-1, dapagliflozin może działać poprzez aktywację SIRT1, poprawę biogenezy mitochondrialnej i funkcji śródbłonka, choć te mechanizmy nie były bezpośrednio oceniane w niniejszym badaniu.

Jak dokładnie działa ochronny efekt dapagliflozinu?

Na podstawie uzyskanych wyników autorzy zaproponowali kompleksowy model mechanizmu ochronnego dapagliflozinu. Cisplatyna wnika do komórek jajnikowych, indukując produkcję reaktywnych form tlenu (ROS), uszkodzenie mitochondriów oraz następczą apoptozę i zapalenie mediowane przez CAS-3 i TNF-α. Akumulacja ROS prowadzi do uszkodzenia DNA, zwiększenia ekspresji PCNA (wskazującego próby naprawy komórkowej) oraz zaburzenia sygnalizacji rozrodczej przez KISS-1, co przyczynia się do dysfunkcji jajników. Ekspresja HSP-70 wzrasta jako odpowiedź na stres komórkowy.

Dapagliflozin wzmacnia aktywację NRF2 poprzez zakłócenie inhibicji mediowanej przez KEAP1, promując transkrypcję HO-1 i innych genów antyoksydacyjnych. To z kolei osłabia stres oksydacyjny, zapalenie, apoptozę i dysfunkcję rozrodczą. Dodatkowo, redukcja włóknienia zrębowego obserwowana w barwieniu MSB sugeruje dodatkowe działanie przeciwwłóknieniowe dapagliflozinu, zbieżne z jego udokumentowanymi korzyściami w modelach zwłóknienia nerek.

Kluczowe jest to, że wszystkie trzy badane markery (PCNA, HSP-70, KISS-1) wykazały spójne zmniejszenie ekspresji w grupie leczonej dapagliflozynem, co wskazuje na wielokierunkowe działanie ochronne obejmujące proliferację, stres komórkowy i sygnalizację endokrynną. „Nasze odkrycia pozycjonują dapagliflozin jako obiecującego kandydata do zachowania zdrowia reprodukcyjnego kobiet podczas interwencji chemioterapeutycznych” – konkludują badacze.

Jakie są ograniczenia tego eksperymentu?

Autorzy otwarcie przyznają kilka istotnych ograniczeń swojego badania. Po pierwsze, nie przeprowadzono analiz hormonalnych (estradiol, hormon folikulotropowy, hormon antymüllerowski), co było spowodowane ograniczeniami budżetowymi. Brak tych danych utrudnia pełną ocenę wpływu dapagliflozinu na funkcję endokrynną jajników i rezerwę jajnikową.

Po drugie, oceniono jedynie poziomy mRNA dla NRF2, HO-1, TNF-α i CAS-3, bez potwierdzenia na poziomie białkowym (np. Western blot czy immunofluorescencja). Choć zmiany w ekspresji genów są silnie sugestywne, analiza białkowa dostarczyłaby bardziej bezpośrednich dowodów na aktywność tych szlaków.

Po trzecie, badanie nie uwzględniało długoterminowej oceny płodności ani zdolności reprodukcyjnych po zakończeniu eksperymentu. Nie wiadomo zatem, czy obserwowana ochrona strukturalna i molekularna przekłada się na zachowanie funkcji rozrodczej w dłuższej perspektywie. Wreszcie, jako badanie przedkliniczne na modelu szczurzym, wymaga walidacji w badaniach klinicznych z udziałem ludzi, zanim wyniki będą mogły być bezpośrednio przełożone na praktykę kliniczną.

Co to odkrycie oznacza dla onkologii i ginekologii?

Niniejsze badanie po raz pierwszy wykazuje, że dapagliflozin – lek szeroko stosowany w leczeniu cukrzycy typu 2 – wykazuje silne działanie ochronne wobec jajników w modelu toksyczności wywołanej cisplatyną. Mechanizm ten opiera się na wielokierunkowej modulacji stresu oksydacyjnego, zapalenia i apoptozy poprzez aktywację szlaku NRF2/HO-1. Ochrona ta manifestuje się zarówno na poziomie histopatologicznym (redukcja uszkodzeń strukturalnych i włóknienia), immunohistochemicznym (normalizacja PCNA, HSP-70, KISS-1) oraz molekularnym (przywrócenie ekspresji genów cytoprotektywnych).

Dla praktyki klinicznej odkrycie to otwiera nową perspektywę zabezpieczenia płodności u młodych kobiet poddawanych chemioterapii opartej na cisplatynie – obszar, w którym dotychczas brakowało skutecznych interwencji farmakologicznych. Dapagliflozin jest lekiem dobrze poznanym, o ugruntowanym profilu bezpieczeństwa, co może ułatwić jego potencjalne zastosowanie w tym nowym wskazaniu. Jednak przed wdrożeniem do praktyki niezbędne są badania kliniczne oceniające zarówno skuteczność ochronną, jak i bezpieczeństwo stosowania u pacjentek onkologicznych.

Przyszłe badania powinny uwzględnić ocenę parametrów hormonalnych (AMH, FSH, estradiol), długoterminową obserwację funkcji rozrodczej oraz potwierdzenie mechanizmów na poziomie białkowym. Warto również zbadać, czy podobne efekty ochronne występują przy innych schematach chemioterapii oraz czy istnieją optymalne dawki i schematy podawania dapagliflozinu w tym kontekście. Jeśli korzyści zostaną potwierdzone w badaniach klinicznych, dapagliflozin może stać się cennym narzędziem w strategiach onkofertility – dziedziny medycyny zajmującej się zachowaniem płodności u pacjentów onkologicznych.