Siklosporin

Siklosporin, immünsupresif ilaç olarak kullanılan bir kalsinörin inhibitörüdür. Romatoid artrit, sedef hastalığı, Crohn hastalığı, nefrotik sendrom ve organ nakillerinde reddi önlemek için oral veya intravenöz olarak alınır. Ayrıca keratokonjonktivitis sicca için göz damlası olarak kullanılır.

Yaygın yan etkiler arasında yüksek tansiyon, baş ağrısı, böbrek sorunları, kıllanma artışı ve kusma yer alır. Diğer ciddi yan etkiler arasında enfeksiyon riskinde artış, karaciğer sorunları ve lenfoma riskinde artış yer alır. Yan etki riskini azaltmak için ilacın kan seviyeleri kontrol edilmelidir. Hamilelik sırasında kullanım erken doğumla sonuçlanabilir; ancak siklosporinin doğum kusurlarına neden olduğu görülmemektedir.

Siklosporinin lenfositlerin işlevini azaltarak çalıştığı düşünülmektedir. Bunu, kalsinörinin fosfataz aktivitesini bloke etmek için siklofilin ile bir kompleks oluşturarak yapar ve bu da T-lenfositler tarafından inflamatuar sitokinlerin üretimini azaltır.

Siklosporin 1971 yılında Tolypocladium inflatum mantarından izole edilmiş ve 1983 yılında tıbbi kullanıma girmiştir. Dünya Sağlık Örgütünün Temel İlaçlar Listesi'nde yer almaktadır. 2020 yılında, 2 milyondan fazla reçete ile Amerika Birleşik Devletleri'nde en sık reçete edilen 212. ilaç olmuştur. Jenerik bir ilaç olarak mevcuttur.

Siklosporin, kemik iliği naklinde graft-versus-host hastalığını tedavi etmek ve önlemek ve böbrek, kalp ve karaciğer nakillerinin reddini önlemek için endikedir. Ayrıca ABD'de romatoid artrit ve sedef hastalığı, adenoviral keratokonjonktivit sonrası kalıcı nummular keratit tedavisi ve Sjögren sendromu ve meibomian bezi disfonksiyonunun neden olduğu göz kuruluğunun tedavisi için göz damlası olarak onaylanmıştır.

Bu endikasyonlara ek olarak, siklosporin şiddetli atopik dermatit, Kimura hastalığı, piyoderma gangrenozum, kronik kurdeşen, akut sistemik mastositoz ve enfektif olmayan nedenli arka veya orta üveitte de kullanılır. Seyrek de olsa şiddetli romatoid artrit ve ilgili hastalıklarda da kullanılır.

Siklosporinin yan etkileri arasında dişeti büyümesi, kıllanma artışı, kasılmalar, peptik ülser, pankreatit, ateş, kusma, ishal, konfüzyon, kolesterol artışı, nefes almada güçlük, uyuşma ve karıncalanma (özellikle dudaklarda), kaşıntı, yüksek tansiyon, potasyum tutulması (muhtemelen hiperkalemiye yol açar), böbrek ve karaciğer fonksiyon bozukluğu, parmak uçlarında yanma hissi ve fırsatçı mantar ve viral enfeksiyonlara karşı artan hassasiyet sayılabilir. Siklosporin böbreklerde vazokonstriksiyona neden olarak ve sodyum geri emilimini artırarak hipertansiyona neden olur. Kan basıncındaki artış kardiyovasküler olaylara neden olabilir; bu nedenle uzun süreli tedavi gerektiren kişiler için en düşük etkili dozun kullanılması önerilir.

Böbrek naklinden sonra siklosporin kullanımı, kanda ürik asit seviyelerinin artması ve bazı durumlarda gut hastalığı ile ilişkilidir. Bunun nedeni, ürik asit retansiyonuna yol açan glomerüler filtrasyon hızındaki azalmadır. Alternatif olarak azatioprin kullanımının gut artriti insidansını azalttığı gösterilmiştir.

Siklosporin, özellikle skuamöz hücreli cilt kanseri ve non-Hodgkin lenfomaya yol açan bir IARC Grup 1 kanserojen (yani insanlarda kanserojen olduğuna dair yeterli kanıt vardır) olarak listelenmiştir.

Siklosporinin ana etkisi T hücrelerinin aktivitesini düşürmektir; bunu kalsinörin-fosfataz yolağındaki kalsinörini inhibe ederek ve mitokondriyal geçirgenlik geçiş gözeneğinin açılmasını önleyerek yapar. Siklosporin, lenfositlerin, özellikle de T hücrelerinin sitozolik protein siklofilinine (immünofilin) bağlanır. Bu siklosporin-siklofilin kompleksi, normalde interlökin 2'nin transkripsiyonunu aktive etmekten sorumlu olan kalsinörini inhibe eder. T hücrelerinde, T hücre reseptörünün aktivasyonu normalde kalsinörini aktive etmek için kalmodulin yoluyla hareket eden hücre içi kalsiyumu artırır. Kalsinörin daha sonra transkripsiyon faktörü NF-AT'yi (aktive T-hücrelerinin nükleer faktörü) defosforile eder, bu da T-hücresi çekirdeğine hareket eder ve IL-2 ve ilgili sitokinler için genlerin transkripsiyonunu artırır. Siklosporin, NF-AT'nin defosforilasyonunu önleyerek efektör T-hücre fonksiyonunun azalmasına yol açar; sitostatik aktiviteyi etkilemez.

Siklosporin ayrıca mitokondriyal geçirgenlik geçiş porunun (MPTP) bir parçasını oluşturan siklofilin D proteinine bağlanarak MPTP'nin açılmasını önler. MPTP kalp kası hücrelerinin mitokondriyal membranında bulunur. MPTP açılması, iç mitokondriyal membran geçirgenliğinde ani bir değişiklik anlamına gelir ve protonların ve ~1,5 kDa'ya kadar büyüklükteki diğer iyonların ve çözünen maddelerin iç membrandan geçmesine izin verir. Bu geçirgenlik değişikliği, hücre ölümüne yol açan hücresel bir felaket olarak kabul edilir. Bununla birlikte, kısa mitokondriyal geçirgenlik geçiş poru açıklıkları, sağlıklı mitokondriyal homeostazın sürdürülmesinde önemli bir fizyolojik rol oynar.

Siklosporin 11 amino asitten oluşan siklik bir peptittir; doğada nadiren rastlanan tek bir D-amino asit içerir. Çoğu peptidin aksine, siklosporin ribozomlar tarafından sentezlenmez.

Siklosporin, alımından sonra insanlarda ve hayvanlarda yüksek oranda metabolize olur. Siklosporin B, C, D, E, H ve L'yi içeren metabolitler, siklosporinin immünosupresan aktivitesinin %10'undan daha azına sahiptir ve daha yüksek böbrek toksisitesi ile ilişkilidir. Bireysel siklosporin metabolitleri izole edilmiş ve karakterize edilmiştir ancak kapsamlı olarak çalışılmamıştır.

Siklosporin, nonribozomal bir peptit sentetaz olan siklosporin sentetaz tarafından sentezlenir. Enzim bir adenililasyon alanı, bir tiyolasyon alanı, bir yoğunlaşma alanı ve bir N-metiltransferaz alanı içerir. Adenililasyon alanı substrat tanıma ve aktivasyonundan sorumluyken, tiyolasyon alanı adenillenmiş amino asitleri fosfopantetine kovalent olarak bağlar ve kondensasyon alanı peptit zincirini uzatır. Siklosporin sentetaz substratları arasında L-valin, L-lösin, L-alanin, glisin, 2-aminobütirik asit, 4-metiltreonin ve biyosentetik süreçte başlangıç amino asidi olan D-alanin bulunur. Adenilasyon alanı ile siklosporin sentetaz, açil-adenillenmiş amino asitleri üretir, ardından amino asidi bir tiyoester bağı yoluyla fosfopantetine kovalent olarak bağlar. Amino asit substratlarının bazıları S-adenozil metiyonin tarafından N-metillenir. Siklizasyon adımı siklosporini enzimden serbest bırakır. D-Ala ve butenil-metil-L-treonin (Bmt) gibi amino asitler siklosporin sentetazın diğer enzimlerin etkisini gerektirdiğini gösterir. L-Ala'nın alanin rasemaz tarafından D-Ala'ya rasemizasyonu piridoksal fosfata bağlıdır. Bütenil-metil-L-treonin oluşumu, başlangıç malzemesi olarak asetat/malonat kullanan bir Bmt poliketit sentaz tarafından gerçekleştirilir.

Şu anda siklosporinin seri üretimi için kullanılan tür olan Tolypocladium inflatum, 12 gen kümesi halinde düzenlenmiş biyosentetik genlere sahiptir. Bu 12 genden SimA (Q09164) siklosporin sentetaz, SimB (CAA02484.1) alanin rasemaz ve SimG (ATQ39432.1'e benzer) poliketid sentazdır. Bu genler aktif bir retrotranspozon ile ilişkilidir. Bu diziler GenBank ve diğer veri tabanlarında zayıf bir şekilde tanımlanmış olsa da, siklosporin üreten Beauveria felina (veya Amphichorda ~) için %90 benzer diziler bulunabilir. SimB'nin aynı organizmada, düşük özgüllükleri sayesinde farklı ancak örtüşen işlevlere sahip iki paralogu vardır.

1970 yılında İsviçre'nin Basel kentindeki Sandoz (şimdiki adıyla Novartis) çalışanları tarafından Norveç ve ABD'nin Wisconsin eyaletinden alınan toprak örneklerinden yeni mantar türleri izole edildi. Her iki suş da siklosporin adı verilen bir doğal ürün ailesi üretti. Bu mantarlardan elde edilen özütlerden antifungal aktiviteye sahip iki ilgili bileşen izole edilmiştir. Norveç suşu Tolypocladium inflatum Gams, daha sonra siklosporinin büyük ölçekli fermantasyonu için kullanılmıştır.

Doğal ürün siklosporinin bağışıklık sistemini baskılayıcı etkisi 31 Ocak 1972'de Sandoz'da Hartmann F. Stähelin tarafından tasarlanan ve uygulanan bağışıklık sisteminin baskılanmasına ilişkin bir tarama testinde keşfedilmiştir. Siklosporinin kimyasal yapısı 1976 yılında yine Sandoz'da belirlenmiştir. İlaç adayı siklosporinin organ reddini önlemedeki başarısı Cambridge Üniversitesinde R.Y. Calne ve meslektaşları tarafından böbrek nakillerinde ve Pittsburgh Üniversitesi Hastanesinde Thomas Starzl tarafından gerçekleştirilen karaciğer nakillerinde gösterilmiştir. İlk hasta 9 Mart 1980 tarihinde 28 yaşında bir kadındı. Amerika Birleşik Devletleri'nde Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) 1983 yılında siklosporini klinik kullanım için onayladı.

Siklosporin suda çok az çözünürlük gösterir ve sonuç olarak ilacın oral uygulama ve enjeksiyon için süspansiyon ve emülsiyon formları geliştirilmiştir. Siklosporin ilk olarak Sandoz (günümüzde Novartis) tarafından Sandimmune markası altında yumuşak jelatin kapsüller, oral solüsyon ve intravenöz uygulama için bir formülasyon olarak pazara sunulmuştur. Bunların hepsi sulu olmayan bileşimlerdir. Daha yeni bir mikroemülsiyon, oral yoldan uygulanan bir formülasyon olan Neoral, bir çözelti ve yumuşak jelatin kapsüller olarak mevcuttur. Neoral'ın bileşimleri su ile temas halinde mikroemülsiyonlar oluşturacak şekilde tasarlanmıştır.

Jenerik siklosporin preparatları, Cicloral (Sandoz/Hexal tarafından), Gengraf (Abbott tarafından) ve Deximune (Dexcel Pharma tarafından) dahil olmak üzere çeşitli ticari isimler altında pazarlanmaktadır. 2002 yılından bu yana, göz kuruluğunun neden olduğu iltihabı tedavi etmek için topikal bir siklosporin emülsiyonu Restasis ticari adı altında pazarlanmaktadır. Ikervis %0,1 konsantrasyona sahip benzer bir formülasyondur. İnhale siklosporin formülasyonları klinik geliştirme aşamasındadır ve propilen glikol ve lipozom dispersiyonları içinde bir çözelti içerir.

Siklosporin şu anda Avrupa'da travmatik beyin hasarında nöronal hücresel hasarı ve reperfüzyon hasarını (faz III) iyileştirme yeteneğini belirlemek için faz II/III (uyarlanabilir) bir klinik çalışmadadır. Bu çok merkezli çalışma, NeuroVive Pharma ve Avrupa Beyin Hasarı Konsorsiyumu tarafından NeuroVive'ın NeuroSTAT (kardiyoproteksiyon ticari adıyla CicloMulsion olarak da bilinir) adlı siklosporin formülasyonu kullanılarak düzenlenmektedir. Bu formülasyonda kremofor ve etanol yerine bir lipid emülsiyon bazı kullanılmaktadır. NeuroSTAT bir faz I çalışmasında Sandimmune ile karşılaştırılmış ve biyoeşdeğer olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada NeuroSTAT, kremofor ve etanol bazlı ürünlerde bulunan anafilaktik ve aşırı duyarlılık reaksiyonlarını göstermemiştir.

Siklosporin, travmatik beyin hasarı gibi durumlarda olası bir nöroprotektif ajan olarak araştırılmış ve hayvan deneylerinde yaralanmayla ilişkili beyin hasarını azalttığı gösterilmiştir. Siklosporin, kafa travması ve nörodejeneratif hastalıklarla ilişkili hasarın çoğuna neden olduğu tespit edilen mitokondriyal geçirgenlik geçiş porunun oluşumunu engeller. Siklosporinin nöroprotektif özellikleri ilk olarak 1990'ların başında iki araştırmacı (Eskil Elmér ve Hiroyuki Uchino) hücre nakli üzerine deneyler yaparken keşfedilmiştir. İstenmeyen bir bulgu, siklosporin A'nın kan-beyin bariyerini geçtiğinde güçlü bir şekilde nöroprotektif olduğuydu. Aynı mitokondriyal yıkım süreci, MPT gözeneğinin açılması yoluyla travmatik beyin hasarlarını çok daha kötü hale getirmektedir.

Mitokondriyal geçirgenlik geçiş porunun (MPTP) uygunsuz şekilde açılması, iskemi (dokuya kan akışının kısıtlanması) ve reperfüzyon hasarında (iskemi sonrasında dokuya kan akışı geri döndüğünde meydana gelen hasar), miyokard enfarktüsü (kalp krizi) sonrasında ve mitokondriyal DNA polimerazda mutasyonlar meydana geldiğinde ortaya çıkar. Kalp, kasılma döngü hızlarını artırmak için hücre içi Ca+2'yi artırarak hastalık durumunu telafi etmeye çalışır. Konstitütif olarak yüksek mitokondriyal Ca+2 uygunsuz MPTP açılmasına neden olarak kardiyak fonksiyon aralığında bir azalmaya yol açar ve sorunu telafi etme girişimi olarak kardiyak hipertrofiye yol açar.

Siklosporin A'nın kardiyak miyositleri birçok şekilde etkileyerek kardiyak hipertrofiyi azalttığı gösterilmiştir. Siklosporin A, MPTP'nin açılmasını engellemek için siklofilin D'ye bağlanır ve böylece programlanmış hücre ölümüne neden olabilecek protein sitokrom C salınımını azaltır. CypD, MPTP içinde kapı görevi gören bir proteindir; siklosporin A tarafından bağlanması MPTP'nin uygunsuz açılma miktarını azaltır, bu da intramitokondriyal Ca+2'yi azaltır. İntramitokondriyal Ca+2'nin azaltılması, orijinal kardiyak yanıtta neden olunan kardiyak hipertrofinin tersine çevrilmesini sağlar. Sitokrom C salınımının azaltılması, yaralanma ve hastalık sırasında hücre ölümünün azalmasına neden olmuştur. Siklosporin A ayrıca fosfataz kalsinörin yolunu (14) da inhibe eder. Bu yolun inhibisyonunun miyokardiyal hipertrofiyi azalttığı gösterilmiştir.

İlaç, Amerika Birleşik Devletleri'nde köpeklerde atopik dermatit tedavisi için onaylanmıştır. İlacın insan formundan farklı olarak, köpeklerde kullanılan daha düşük dozlar, ilacın bir immünomodülatör olarak hareket ettiği ve insanlara göre daha az yan etkiye sahip olduğu anlamına gelir. Bu ürünü kullanmanın faydaları arasında, durumu kontrol altına almak için eşzamanlı tedavilere olan ihtiyacın azalması yer almaktadır. Merck'in bir parçası olan Intervet tarafından üretilen Optimmune adlı köpekler için oftalmik bir merhem olarak mevcuttur. Ayrıca sebasöz adenit (yağ bezlerine karşı bağışıklık yanıtı), pemfigus foliaceus (otoimmün kabarcıklı deri hastalığı), inflamatuar bağırsak hastalığı, anal furunküloz (anal iltihaplı hastalık) ve myastenia gravis (nöromüsküler bir hastalık) tedavisinde de kullanılır.