Investigation of the role of inotropy in doxorubicin induced cardiotoxicity
Authors: Εφεντάκης Παναγιώτης 
Published: September 2021

Ο αντικαρκινικός παράγοντας δοξορουβικίνη (DXR) μπορεί να προκαλέσει καρδιομυοπάθεια και μη αντιστρεπτή καρδιακή ανεπάρκεια (ΚΑ). Η Λεβοσιμεντάνη (LEVO) είναι ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται κλινικά για τη θεραπεία της ΚΑ. Ωστόσο, η επίδραση της LEVO επί της καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR παραμένει άγνωστη.Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση i. της επίδρασης διαφορετικών δόσεων LEVO στην οξεία καρδιοτοξικότητα που επάγεται από την DXR, ii. Την επίδραση της LEVO μετά από επανειλημμένη ή εφ άπαξ χορήγηση σε μοντέλο υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε επίμυες, iii. Των υποκείμενων μηχανισμών σηματοδότησης, iv. Την επίδραση της LEVO σε μύες με γενετική εξάλειψη της φωσφολαμβάνης (PLN KO) και v. Των επιδράσεων της σε ένα μοντέλο χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε in vivo μοντέλο MMTV-Neu καρκίνου του μαστού (BC). Μέθοδοι: Αρχικά, η κυτταρική σειρά του καρκίνου του προστάτη (PC3) υποβλήθηκε σε χορήγηση ενός ευρέως φάσματος συγκεντρώσεων DXR και LEVO είτε ως μονοχορηγήσεις είτε σε συνδυασμό, προκειμένου να διερευνηθεί μια πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ των LEVO και DXR όσον αφορά την κυτταροτοξικότητα του τελευταίου.Αρσενικοί επίμυες Wistar τυχαιοποιήθηκαν σε 5 ομάδες για την μελέτη της οξείας καρδιοτοξικότητας (Control (N / S 0,9%), DXR (20mg / kg), DXR + LEVOA (LEVO σε δόση 12μg / kg) και DXR + LEVOB ), DXR + LEVOB + 5ΗD (5ΗD σε δόση 40 mg / kg), επί 3 διαδοχικές ημέρες] και 6 ομάδες για την μελέτη της υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR [Control, DXR (18mg / kg, διαιρεμένη σε 6 δόσεις), DXR + LEVO(LEVO σε δόση 24μg / kg, διαιρεμένη σε 4 δόσεις), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), DXR + LEVO (ac) + 5ΗD (5ΗD στα 40 mg / kg μέρα παρά μέρα), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Ιστοπαθοψλογική αξιολόγηση και μελέτη του υποκείμενου μηχανισμού σηματοδότησης πραγματοποιήθηκε σε όλα τα προαναφερθέντα πρωτόκολλα. Οι μύες PLN ΚΟ διαιρέθηκαν σε 2 ομάδες [PLN ΚΟ DXR (18 mg / kg) και PLN ΚΟ DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Τα θηλυκά BC ποντίκια τυχαιοποιήθηκαν σε 4 ομάδες [Control, DXR (18mg / kg), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg) και LEVO (ac), για 28 διαδοχικές ημέρες]. Η καρδιακή λειτουργία εκτιμήθηκε ηχοκαρδιογραφικά σε όλα τα παραπάνω πρωτόκολλαΑποτελέσματα: Στα in vitro πειράματα επί της κυτταρικής σειράς PC3, η LEVO δεν ανέστειλε την in vitro αντικαρκινική δράση της DXR. Αντίθετα, φάνηκε να υπάρχει μια πιθανή συνέργεια μεταξύ των δύο παραγόντων. Στο πρωτόκολλο οξείας καρδιοτοξικότητας από την DXR, η LEVO ανέστειλε τις μορφολογικές αλλοιώσεις (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων, τις εστιακές διαταραχές των μυοκαρδιακών ινών και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα) και στις δύο επιλεχθείσες δόσεις. Επιπλέον, μείωσε κατά δοσο-εξαρτώμενο τρόπο τη μαλονιαλδιαλδεΰδη (MDA) και τα πρωτεϊνικά καρβονύλια (PCs), ενώ μείωσε και τα επίπεδα του mRNA της πρωτεΐνης MMP2 μόνο στην υψηλή δόση. Η χορήγηση υψηλής δόσης LEVO οδήγησε στη μείωση της εκφρασης των πρωτεϊνών που σχετίζονται με την επαγωγή οξειδωτικού στρες, καθώς παρατηρήθηκε μείωση των iNOS και NOX4. Στην ομάδα χορήγησης της υψηλής δόσης παρατηρήθηκε αύξηση της φωσφορυλίωσης των Akt, eNOS και AMPK. Στο υπο-χρόνιο πρωτόκολλο καρδιοτοξικότητας επαγόμενη από την DXR, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO αύξησε τη συσταλτικότητα του μυοκαρδίου όπως φάνηκε από το κλάσμα συστολικής βράχυνσης (FS%) σε επίπεδα όμοια με την ομάδα ελέγχου και ανέστειλε τις μορφολογικές βλάβες που προκλήθηκαν από την DXR (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα). Η εφ’ άπαξ καθώς και η επανειλημμένη χορήγηση της LEVO παρουσίασαν την ίδια αντιοξειδωτική δράση επί του μυοκαρδίου όσον αφορά τη μείωση των MDA, PC, iNOS και NOX-4, καθώς επίσης οδήγησαν και σε αυξημένη έκφραση της MnSOD. Ωστόσο, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε σε φωσφορυλίωση των Akt, eNOS και AMPK καθώς επίσης οδήγησε σε ενεργοποίηση των μονοπατιών cGMP-PKG και cAMP-PKA. Ως αποτέλεσμα, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε στη φωσφορυλίωση της φωσφολαμβάνης (PLN). Αντίθετα, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO, δεν παρουσίασε ευεργετικά αποτελέσματα σε διαγονιδιακούς μύες PLN-KO όσον αφορά την συσταλτικότητα του μυοκαρδίου, γεγονός που υποδηλώνει τον κεντρικό ρόλο της PLN στην καρδιοπροστασία που επάγεται από την LEVO. Τέλος, στο in vivo μοντέλο BC μυών, η LEVO ανέστειλε την μείωση της καρδιακής συσταλτικότητας που επάγεται από την χρόνια DXR-επαγόμενη καρδιομυοπάθεια καθώς επίσης οδήγησε σε αυξημένη επιβίωση των πειραματοζώων. Συμπεράσματα: Η εφ άπαξ χορήγηση LEVO προστατεύει από την καρδιομυοπάθεια που επάγεται από την DXR μέσω των οδών cGMP/cAMP/PLN, υπογραμμίζοντας το ρόλο της ινοτροπικής διέγερσης στην καρδιοτοξικότητα DXR και παρέχοντας τις προϋποθέσεις για περαιτέρω κλινικές δοκιμές της LEVO σε αυτή τη παθολογία.