Receptor CD36: nowy cel w terapii dyslipidemii przy cukrzycy typu 2

Czy połączenie inhibitora SGLT2 i PCSK9 może zmienić podejście do dyslipidemii?

Dyslipidemia pozostaje jedną z głównych przyczyn chorób sercowo-naczyniowych związanych z miażdżycą (ASCVD), odpowiadając za znaczną część zgonów na świecie. Tradycyjne podejście terapeutyczne koncentruje się na obniżaniu poziomu cholesterolu LDL, jednak nie wszystkie aspekty dyslipidemii aterogennej – takiej jak podwyższone stężenie triglicerydów (TG), duże cząsteczki VLDL bogate w TG czy niski HDL – są skutecznie kontrolowane przez dostępne leki.

Nowe badanie przedkliniczne, opublikowane w „International Journal of Surgery”, rzuca światło na mechanizm, który może zrewolucjonizować terapię dyslipidemii u pacjentów z cukrzycą typu 2 (T2DM). Naukowcy wykazali, że kombinacja dapagliflozyny (inhibitor SGLT2) i alirokumabem (inhibitor PCSK9) działa synergistycznie, hamując ekspresję receptora CD36 – kluczowego białka odpowiedzialnego za wychwyt wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) i akumulację lipidów w komórkach.

Receptor CD36 to glikoproteinowe białko błonowe typu II, szeroko wyrażane na płytkach krwi, komórkach odpornościowych (w tym makrofagach), adipocytach, kardiomiocytach i komórkach śródbłonka naczyniowego. Pełni podwójną rolę: jako transporter długołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz jako receptor dla utlenionego LDL (ox-LDL). Interakcja CD36 z ox-LDL inicjuje kaskadę prozapalną, prowadząc do tworzenia komórek piankowatych (foam cells) i rozwoju blaszek miażdżycowych.

Dotychczas mechanizm działania inhibitorów SGLT2 i PCSK9 na metabolizm lipidów nie był w pełni poznany. Inhibitory SGLT2, takie jak dapagliflozyna, znane są przede wszystkim z działania hipoglikemizującego oraz ochronnego wpływu na nerki i serce, natomiast inhibitory PCSK9, takie jak alirokumab, skutecznie obniżają poziom LDL poprzez hamowanie degradacji receptora LDL (LDLR). Nowe odkrycie sugeruje, że oba leki mogą działać także przez inny, wspólny szlak – degradację receptora CD36.

Jak przeprowadzono badania nad rolą receptora CD36?

Badanie składało się z dwóch głównych części: eksperymentów in vitro na liniach komórkowych oraz badań in vivo na modelu zwierzęcym myszy db/db – powszechnie stosowanym modelu cukrzycy typu 2 z otyłością.

Badania in vitro przeprowadzono na czterech typach komórek: hepatocytach (linia Huh7), kardiomiocytach (linia H9C2), makrofagach (linia RAW 264.7) oraz adipocytach izolowanych z myszy db/db. Komórki te inkubowano z dapagliflozyną (50 µM), alirokumabem (200 nM) lub kombinacją obu leków przez 72 godziny, a następnie oceniano ekspresję receptora CD36 metodą Western blot. Dodatkowo przeprowadzono eksperymenty z nadekspresją genu CD36 oraz jego wyciszeniem (siRNA-CD36), aby potwierdzić mechanizm działania leków.

Kluczowym elementem badań było określenie związku między ekspresją CD36 a tworzeniem lipidowych kropel (lipid droplet formation, LDF) w makrofagach. Komórki RAW 264.7 inkubowano ze stopniowo rosnącymi stężeniami emulsji triglicerydów (0, 5, 10, 15, 20 µg/ml), a następnie oceniano fluorescencyjnie ekspresję CD36 oraz LDF. Wykazano silną, liniową korelację między obiema zmiennymi (R²=0,9836, p=0,0009).

Badania in vivo przeprowadzono na 24 samcach myszy db/db w wieku 8–10 tygodni, które losowo przydzielono do czterech grup (n=6): grupa 1 – myszy db/db karmione dietą wysokotłuszczową (HFD, 45 kcal% z tłuszczu) przez 12 tygodni; grupa 2 – HFD + dapagliflozyna (10 mg/kg/dzień doustnie od 14. dnia); grupa 3 – HFD + alirokumab (10 mg/kg co 2 tygodnie podskórnie od 14. dnia); grupa 4 – HFD + dapagliflozyna + alirokumab. Po 12 tygodniach zwierzęta uśmiercano, pobierając krew oraz tkanki (aorta, serce) do dalszych analiz.

Oceniano parametry biochemiczne (stężenie glukozy, TG, LDL, HDL, cholesterolu całkowitego, ALT, AST, HbA1c), aktywność angiopoetyny-4 (ANGPTL4) i lipazy lipoproteinowej (LPL) metodą ELISA, ekspresję CD36 oraz markerów zapalnych (IL-1β, IL-6, TNF-α, MPO) metodami Western blot, immunohistochemii i cytometrii przepływowej. Dodatkowo przeprowadzono badanie ex vivo funkcji naczyniowej aorty piersiowej – oceniano skurcz wywołany fenylefryną oraz rozkurcz zależny od acetylcholiny, a także uwalnianie tlenku azotu (NO) przez komórki śródbłonka.

Co wykazały eksperymenty na komórkach?

Wyniki badań in vitro dostarczyły kluczowych informacji o mechanizmie działania dapagliflozyny i alirokumabem na receptor CD36. Ekspresja białka CD36 była znacząco podwyższona we wszystkich czterech badanych liniach komórkowych (Huh7, H9C2, RAW 264.7, adipocyty) w warunkach kontrolnych. Inkubacja z dapagliflozyną istotnie obniżała ekspresję CD36 (p<0,001), a alirokumab wykazywał jeszcze silniejszy efekt (p<0,001 vs. dapagliflozyna).

Badacze wykazali, że tworzenie komórek piankowatych (foam cells) w makrofagach jest bezpośrednio zależne od ekspresji receptora CD36, a nie od receptora LDL (LDLR). Wyciszenie genu CD36 (siRNA-CD36) prowadziło do dramatycznego zmniejszenia LDF nawet w obecności wysokich stężeń triglicerydów (p<0,0001). Co istotne, wyciszenie genu LDLR nie miało wpływu na LDF, co potwierdza, że magazynowanie lipidów w makrofagach zachodzi głównie przez CD36.

Kolejnym przełomowym odkryciem było udowodnienie, że receptor CD36 aktywuje angiopoetynę-4 (ANGPTL4) – białko hamujące lipazę lipoproteinową (LPL), co prowadzi do akumulacji lipoprotein bogatych w triglicerydy. W komórkach z nadekspresją CD36 aktywność ANGPTL4 była najwyższa, a aktywność LPL – najniższa (p<0,0001). Terapia dapagliflozyną i alirokumabem odwracała ten efekt: obniżała aktywność ANGPTL4 i podwyższała aktywność LPL.

Badacze potwierdzili także, że CD36 pośredniczy w odpowiedzi zapalnej wywołanej przez utleniony LDL (ox-LDL). Interakcja CD36 z ox-LDL inicjowała kaskadę inflammasomu NLRP3, prowadząc do aktywacji kaspazy-1 oraz uwalniania cytokin prozapalnych IL-1β i IL-18. Wyciszenie genu CD36 całkowicie blokowało tę kaskadę (p<0,0001), podczas gdy nadekspresja CD36 nasilała odpowiedź zapalną.

Ponadto wykazano, że lipidowe krople mogą być przenoszone między komórkami za pomocą tunelujących nanorurek (tunneling nanotubes, TNT). Hepatocyty Huh7 traktowane fluoresencyjnie znakowanym ox-LDL lub triglicerydami przekazywały lipidy do nietraktowanych komórek za pośrednictwem TNT – zjawisko dotąd nieopisane w kontekście metabolizmu lipidów.

Jak terapia wpłynęła na myszy z cukrzycą i dyslipidemią?

Badania na myszach db/db karmionych dietą wysokotłuszczową (HFD) przez 12 tygodni potwierdziły wyniki eksperymentów in vitro i dostarczyły dodatkowych dowodów na korzyści płynące z terapii kombinowanej dapagliflozyną i alirokumabem.

Parametry metaboliczne: Na koniec badania stężenie glukozy we krwi było istotnie niższe w grupach leczonych dapagliflozyną (grupa 2 i 4) w porównaniu z grupą kontrolną (grupa 1, p<0,0001). Alirokumab w monoterapii (grupa 3) nie obniżał istotnie glikemii, co sugeruje, że efekt hipoglikemizujący wynika głównie z działania dapagliflozyny. Podobnie poziom HbA1c był najniższy w grupach 2 i 4 (p<0,0001 vs. grupa 1).

Masa ciała zwierząt w grupach 1 i 3 była niższa niż w grupach 2 i 4, co paradoksalnie wynikało z ciężkiej hiperglikemii i glikozurii w grupach nieleczonych dapagliflozyną – typowego zjawiska w niekontrolowanej cukrzycy.

Profil lipidowy: Stężenie cholesterolu całkowitego, LDL i triglicerydów było najwyższe w grupie kontrolnej (grupa 1). Dapagliflozyna (grupa 2) i alirokumab (grupa 3) w monoterapii obniżały te parametry w porównywalnym stopniu (p<0,0001 vs. grupa 1), natomiast terapia kombinowana (grupa 4) wykazywała najsilniejszy efekt (p<0,0001 vs. grupy 2 i 3). Stężenie HDL było podwyższone w grupie kontrolnej, co może odzwierciedlać kompensacyjną odpowiedź na dyslipidemię.

Aktywność ANGPTL4 i LPL: Krążący poziom ANGPTL4 był najwyższy w grupie 1, a najniższy w grupie 4 (p<0,0001). Odwrotny wzorzec obserwowano dla aktywności LPL – najwyższą aktywność stwierdzono w grupie 4, najniższą w grupie 1 (p<0,0001). Te wyniki potwierdzają, że terapia kombinowana skuteczniej moduluje metabolizm triglicerydów.

Markery stanu zapalnego: Krążące poziomy cytokin prozapalnych (TNF-α, IL-6, MPO) oraz liczba komórek zapalnych (CD11b/c+, Ly6G+, MPO+) były istotnie obniżone w grupach leczonych, z najsilniejszym efektem w grupie 4 (p<0,0001). Sugeruje to, że terapia kombinowana wywiera silne działanie przeciwzapalne.

Parametry wątrobowe: Stężenie ALT było podwyższone w grupie kontrolnej i normalizowało się w grupach leczonych (p<0,001). Stężenie AST wykazywało podobny trend, z najniższymi wartościami w grupie 4 (p<0,0001). Wskazuje to na ochronny wpływ terapii na funkcję wątroby, prawdopodobnie poprzez redukcję stłuszczenia.

Czy leki zapobiegają powstawaniu blaszek miażdżycowych?

Ocena histopatologiczna aorty dostarczyła bezpośrednich dowodów na działanie przeciwmiażdżycowe terapii kombinowanej. Barwienie hematoksyliną-eozyną (H&E) wykazało, że grubość warstwy środkowej aorty była istotnie zwiększona w grupie kontrolnej (grupa 1) w porównaniu z grupami leczonymi (p<0,0001). Terapia kombinowana (grupa 4) była najskuteczniejsza w redukcji przebudowy ściany naczyniowej.

Barwienie immunohistochemiczne wykazało zwiększoną ekspresję metaloproteinazy-9 (MMP-9) – markera stanu zapalnego i degradacji macierzy – w aorcie myszy z grupy kontrolnej. Ekspresja MMP-9 była istotnie niższa w grupach leczonych, z najniższymi wartościami w grupie 4 (p<0,0001).

Kluczowym odkryciem było to, że barwienie Oil Red O ujawniło obecność blaszek miażdżycowych (atheroma) w aortach myszy z grupy kontrolnej, szczególnie w miejscu odejścia tętnic szyjnych od łuku aorty. Liczba i wielkość blaszek były istotnie mniejsze w grupach leczonych dapagliflozyną (grupa 2) i alirokumabem (grupa 3), a najmniejsze w grupie 4 (p<0,0001). Potwierdzono także, że ekspresja ANGPTL4 w ścianie aorty była najwyższa w grupie kontrolnej, a najniższa w grupie 4, podczas gdy aktywność LPL wykazywała odwrotny wzorzec.

Te wyniki histopatologiczne są szczególnie istotne klinicznie, ponieważ bezpośrednio dokumentują redukcję obciążenia blaszkami miażdżycowymi – głównym czynnikiem ryzyka ostrych zdarzeń sercowo-naczyniowych.

Czy terapia poprawia funkcję śródbłonka naczyniowego?

Badanie ex vivo funkcji naczyniowej aorty piersiowej dostarczyło dodatkowych dowodów na ochronne działanie terapii kombinowanej. Wydzielanie tlenku azotu (NO) przez komórki śródbłonka – kluczowego mediatora rozkurczu naczyń – było istotnie obniżone w grupie kontrolnej w porównaniu z grupami leczonymi (p<0,0001). Alirokumab w monoterapii (grupa 3) wykazywał nieco silniejszy efekt niż dapagliflozyna (grupa 2), ale terapia kombinowana (grupa 4) była najskuteczniejsza w przywracaniu produkcji NO.

Skurcz naczyń wywołany fenylefryną (agonistą receptorów α-adrenergicznych) był istotnie nasilony w grupie kontrolnej, co odzwierciedla dysfunkcję śródbłonka. Terapia dapagliflozyną i alirokumabem stopniowo zmniejszała nadmierną reaktywność naczyń, z najsilniejszym efektem w grupie 4 (p<0,0001).

Rozkurcz naczyń zależny od acetylcholiny (Ach) – marker integralności funkcji śródbłonka – był istotnie upośledzony w grupie kontrolnej. Leczenie dapagliflozyną, alirokumabem lub ich kombinacją przywracało prawidłową odpowiedź rozkurczową, z najlepszymi wynikami w grupie 4 (p<0,0001).

Wyniki te sugerują, że terapia kombinowana nie tylko zmniejsza obciążenie blaszkami miażdżycowymi, ale także poprawia funkcję śródbłonka naczyniowego, co może mieć bezpośrednie przełożenie na redukcję ryzyka ostrych zdarzeń sercowo-naczyniowych, takich jak zawał serca czy udar mózgu.

Co to oznacza dla praktyki klinicznej w leczeniu dyslipidemii?

Wyniki tego badania przedklinicznego mają potencjalnie istotne implikacje dla codziennej praktyki lekarzy diabetologów, kardiologów i internistów zajmujących się pacjentami z cukrzycą typu 2 i dyslipidemią. Po pierwsze, badanie identyfikuje receptor CD36 jako nowy cel terapeutyczny w prewencji chorób sercowo-naczyniowych związanych z miażdżycą. Dotychczas główny nacisk w terapii dyslipidemii kładziono na obniżanie poziomu LDL, jednak wyniki te sugerują, że modulacja ekspresji CD36 może oferować dodatkowe korzyści, szczególnie u pacjentów z dyslipidemią aterogenną (wysoki TG, niski HDL, małe gęste cząsteczki LDL).

Po drugie, badanie dostarcza mechanistycznego wyjaśnienia dla obserwowanych w badaniach klinicznych korzyści sercowo-naczyniowych inhibitorów SGLT2, takich jak dapagliflozyna. Dotychczas efekty te przypisywano głównie działaniu diuretycznemu, poprawie kontroli glikemii oraz bezpośredniemu działaniu kardioprotekcyjnemu. Nowe dane wskazują, że inhibitory SGLT2 mogą także działać poprzez redukcję ekspresji CD36, co prowadzi do zmniejszenia wychwytu wolnych kwasów tłuszczowych i akumulacji lipidów w komórkach.

Po trzecie, wyniki sugerują, że kombinacja inhibitora SGLT2 (dapagliflozyna) i inhibitora PCSK9 (alirokumab) może działać synergistycznie, oferując większe korzyści niż monoterapia. W badaniu in vivo terapia kombinowana najskuteczniej obniżała stężenie triglicerydów, aktywność ANGPTL4, obciążenie blaszkami miażdżycowymi oraz markery stanu zapalnego. To sugeruje, że u pacjentów z T2DM i dyslipidemią oporną na standardowe leczenie warto rozważyć kombinację tych dwóch klas leków.

Po czwarte, badanie podkreśla znaczenie dyslipidemii aterogennej – często niedocenianej w codziennej praktyce. Podczas gdy lekarze rutynowo monitorują i leczą podwyższony LDL, mniej uwagi poświęca się podwyższonym triglicerydom i niskiemu HDL. Wyniki te sugerują, że dyslipidemia aterogenna może być równie – jeśli nie bardziej – istotnym czynnikiem ryzyka ASCVD, szczególnie u pacjentów z cukrzycą i zespołem metabolicznym.

Należy jednak pamiętać, że jest to badanie przedkliniczne, a jego wyniki wymagają potwierdzenia w badaniach klinicznych. Główne ograniczenia obejmują brak modelu warunkowego knockoutu genu CD36 u myszy, co mogłoby jeszcze silniej potwierdzić rolę tego receptora, oraz brak bezpośrednich dowodów na interakcję leków z receptorem CD36 na poziomie molekularnym. Ponadto nie oceniano wpływu terapii na funkcję serca, choroby naczyń mózgowych czy tętnic wieńcowych, co byłoby istotne z klinicznego punktu widzenia.

“Nasze wyniki sugerują, że receptor CD36 odgrywa kluczową rolę w magazynowaniu lipidów i rozwoju miażdżycy, a terapia kombinowana dapagliflozyną i alirokumabem synergistycznie hamuje jego ekspresję” – piszą autorzy badania.

W kontekście obecnych wytycznych leczenia dyslipidemii i cukrzycy, wyniki te mogą stanowić podstawę do przyszłych badań klinicznych oceniających skuteczność i bezpieczeństwo kombinowanej terapii inhibitorem SGLT2 i PCSK9 u pacjentów z wysokim ryzykiem sercowo-naczyniowym. Jeśli korzyści zostaną potwierdzone w populacji ludzkiej, terapia ta może stać się nową opcją dla pacjentów z T2DM i dyslipidemią, szczególnie tych z niewystarczającą odpowiedzią na standardowe leczenie statynami i lekami obniżającymi triglicerydy.

Jakie wnioski płyną z tego badania dla przyszłości terapii dyslipidemii?

Badanie to dostarcza przekonujących dowodów przedklinicznych, że receptor CD36 stanowi kluczowy punkt kontrolny w magazynowaniu lipidów i rozwoju miażdżycy. Kombinowana terapia dapagliflozyną i alirokumabem działa synergistycznie, obniżając ekspresję CD36 i redukując akumulację lipidów, stan zapalny oraz powstawanie blaszek miażdżycowych w aorcie myszy db/db karmionych dietą wysokotłuszczową. Mechanizm ten obejmuje hamowanie aktywności ANGPTL4, wzrost aktywności lipazy lipoproteinowej oraz blokowanie kaskady zapalnej NLRP3/IL-1β/IL-18 wywołanej przez utleniony LDL. Wyniki te otwierają nową perspektywę terapeutyczną dla pacjentów z cukrzycą typu 2 i dyslipidemią aterogenną, oferując dodatkowe korzyści sercowo-naczyniowe wykraczające poza standardowe obniżanie LDL i glukozy. Konieczne są jednak dalsze badania kliniczne, aby potwierdzić te odkrycia u ludzi i ocenić długoterminowe bezpieczeństwo oraz skuteczność takiej strategii terapeutycznej.