A tuberkulózis, amelyet a Mycobacterium tuberculosis (Mtb) okoz, az egyik legveszélyesebb fertőző betegség világszerte. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) 2022-es jelentése szerint évente körülbelül 10,6 millió új TB-eset és 1,3 millió haláleset kerül regisztrálásra. A világ népességének körülbelül 25%-a fertőzött Mtb-vel, és életük során 5-10%-os kockázat áll fenn az aktív betegség kialakulására. A tuberkulózist jellemzően granulóma formáció jellemzi, amely elsősorban a nyirokcsomókban és a tüdőben fordul elő. A granulómák komplex, térben szervezett struktúrák, amelyek immun- és nem immunsejteket egyaránt tartalmaznak. Ezek a granulómák fontos szerepet játszanak a gazda–kórokozó interakciókban, és vagy elősegíthetik, vagy korlátozhatják a baktériumok túlélését. A granulómák kialakulása megnehezíti a tuberkulózis kezelését, mivel ezek lehetőséget adnak a baktériumok számára, hogy rejtve maradjanak a gazda immunválasza elől. Bár az első vonalbeli antituberkulotikumok (például rifampicin) és az új fejlesztésű bedakvilin hatékonyak az aktív tuberkulózis kezelésében, a gyógyszerrezisztencia gyorsan kialakulhat, csökkentve a klinikai hatékonyságot. Ezért létfontosságú, hogy új gazda–kórokozó interakciókat, új biomarkereket, a gyógyszerrezisztenciát előidéző mechanizmusokat és új molekuláris célpontokat találjanak a potenciális terápiákhoz.
A tuberkulózis súlyos egészségügyi kockázatot jelent. Ugyanakkor a multirezisztens és rendkívül gyógyszerrezisztens Mtb törzsek azonosítása, valamint a mutációk fokozatos felhalmozódása a frontvonalbeli antimikrobiális szerek biológiai célpontjaiban megnehezítette a tuberkulózis kezelését. E problémákra válaszul sürgető szükség van új, gyorsan kifejleszthető gyógyszerekre. Így előtérbe kerültek más indikációban alkalmazott gyógyszerek új indikációkban való alkalmazása. Az új gyógyszerek kifejlesztése évtizedekig is eltarthat a magas költségek és többlépcsős fejlesztési folyamatok miatt. A meglévő gyógyszerek új indikációkban való alkalmazása gyorsabb és költséghatékonyabb alternatívát kínál, hiszen így elkerülhetőek a hosszadalmas toxikológiai és metabolikus vizsgálatok. Olyan fertőzésellenes gyógyszereket, mint például klofazim, linezolid, metronidazol és fluorkinolon antibiotikumok, amelyek eredetileg más betegségek kezelésére lettek kifejlesztve, ma már a tuberkulózis ellen is alkalmazzák, és ezzel kapcsolatban számos in vitro vagy in vivo kutatás, illetve klinikai vizsgálat zajlik.
A degarelix egy szintetikus decapeptid antagonistaként működő gyógyszer, amely blokkolja a gonadotropin-releasing hormone (GnRH) hatására termelődő luteinizáló hormon (LH) és follikulus-stimuláló hormon (FSH) szintézist, ezáltal csökkenti a tesztoszteron és ösztrogén szintézisét a férfiak heréiben és a nők petefészkében. A degarelix 2008-ban került engedélyezésre az Egyesült Államokban prosztatarák kezelésére.
Egy korábbi kutatás, amely receptor-alapú szűrési módszereket és molekuláris dinamikai szimulációkat alkalmazott, a degarelixet egy potenciális tuberkulózis-kezelési jelöltként azonosította az FDA által jóváhagyott gyógyszerek adatbázisában. Azonban az in vivo tuberkulózis ellenes hatásait és mechanizmusait eddig nem vizsgálták.
Ebben a tanulmányban a szerzők ismertetik a degarelix hatását a mycobacteriumok túlélésére és a granulóma kialakulására, és bemutatják annak antimikobakteriális hatásait.
A gyógyszervizsgálatokban a felnőtt és lárva zebradíszhalak Mycobacterium marinum infekciós vizsgálatai kulcsfontosságúak a mycobacteriumok patogenitásának vizsgálatában és potenciális új terápiák azonosításában. A felnőtt zebradíszhalakban a granulómák különböző szervekben (pl. hasnyálmirigy, ivarmirigyek, lép, máj) alakulnak ki több héttel a fertőzés után, az érett granulómák hisztopatológiai képe pedig hasonlít az emberi tuberkulózisban megfigyelt elváltozásokra (necrotikus magot tartalmaz, amit epithelialis sejtek és fehérvérsejtek vesznek körül). A M. marinum a halak mycobacteriosisát okozza, és közeli rokonságban áll az Mtb-vel; körülbelül 3000, az Mtb-re ortológ fehérjét expresszál, 85%-os aminosav szintű hasonlósággal. Ezért zebrafish-M marinum fertőzési modellt használták a degarelix in vivo mycobacteriális fertőzésre gyakorolt hatásának vizsgálatára.
A használandó degarelix koncentráció meghatározásához először értékelték a degarelix akut toxicitását zebradíszhal lárvákra. Az eredmények azt mutatták, hogy 1 μM koncentrációban a degarelix nem gyakorolt jelentős hatást a zebradíszhal lárvák fejlődésére. Ezt követően a degarelix anti-mycobakteriális aktivitását különböző koncentrációkban értékelték M. marinum-fertőzött zebradíszhal lárvákon, és a relatív fluoreszcencia intenzitások alapján határozták meg a baktériumterhelést. Az 1 μM-os degarelix-kezelés kontroll csoporttal történő összehasonlításával a degarelix jelentősen csökkentette a baktériumterhelés értékeit a M. marinum-fertőzött lárvákban. Ezután M. marinum-fertőzött felnőtt zebradíszhalakat kezeltek degarelix-szel (10 mg/kg testsúly). A kezelések következtében a degarelix szignifikánsan csökkentette a baktériumterhelés értékeit a felnőtt zebradíszhalakban. A degarelix emellett jelentősen csökkentette a nagy baktériumterhelésű és nekrotikus granulóma frakciókat a fertőzött felnőtt zebradíszhalakban. Összességében, a degarelix a zebradíszhalakban csökkentette a granulóma képződést és a mycobacteriumok túlélését.
A degarelix szignifikánsan növelte az interferon-gamma (IFN-γ) szintjét M. marinum-fertőzött zebrahalakban, ami arra utal, hogy a gyógyszer erősíti az immunválaszt a baktériumok ellen. A degarelix nem mutatott közvetlen antibakteriális aktivitást in vitro, azonban szignifikánsan csökkentette az M. tuberculosis H37Rv törzs túlélését makrofágokban. Az autofágia kezdeti lépéseit gátló 3-metiladenin (3-MA) megváltoztatta a degarelix hatását, ami arra utal, hogy a degarelix az autofágia kezdetét segítheti elő, de nem befolyásolta annak későbbi fázisait. A kutatás arra is rávilágított, hogy a degarelix képes csökkenteni a granulóma-képződést, amely a krónikus tuberkulózis tipikus jele, és hozzájárulhat a mycobakteriumok túléléséhez. Ez a hatás segíthet a fertőzés krónikus jellegének megelőzésében.
A degarelix hatása, amely növeli az IFN-γ szintet, arra utal, hogy a gyógyszer a gazda immunválaszát erősítheti, segítve ezzel a Mycobacterium tuberculosis elleni küzdelmet. Az autofágia fokozása kulcsfontosságú lehet a M. tuberculosis intracelluláris szinten történő elpusztításában. A degarelix ezen hatása a gyógyszer potenciális szerepét jelzi a tuberkulózis kezelésében. Bár a degarelix nem mutatott közvetlen baktericid aktivitást in vitro, a makrofágokban végzett tesztek azt mutatták, hogy a gazda immunválasza révén képes csökkenteni a baktériumok túlélését.
A kutatás kimutatta, hogy a degarelix képes granulóma-képződést befolyásolni, ami a krónikus TB fertőzés egyik jellemzője. A gyógyszer csökkentette az Mtb túlélését a granulómákban, ezzel potenciálisan segítve a baktériumok eliminációját a gazda immunválaszának fokozásával.
Bár a degarelix nem mutatott közvetlen anti-mycobakteriális aktivitást in vitro (kultivált baktériumok esetében), azonban jelentősen csökkentette az Mtb túlélését makrofágokban, amelyek kulcsszerepet játszanak a mycobacteriumok elleni védekezésben. Ez arra utal, hogy a degarelix segíthet a gazda immunrendszerének a baktériumok kiirtásában, különösen a granulómákban elrejtőzött baktériumok ellenA degarelix az autofágiát is serkenti, amely egy olyan sejten belüli folyamat, amely elengedhetetlen lehet a baktériumok eliminálásában a makrofágokból. A kutatók megfigyelték, hogy a degarelix hatására az autofágia kezdeti lépései fokozódtak, de a későbbi autofág folyamatok nem mutattak változást.
A degarelix a zebradíszhalakban növelte az interferon-gamma (IFN-γ) szintjét, amely egy kulcsfontosságú citokin a TB elleni immunválaszban. Az IFN-γ elősegíti a makrofágok baktériumokkal szembeni védekezését, javítva a mycobacteriumok kiirtásának hatékonyságát.
A kutatás eredményei alátámasztják, hogy a degarelix egy ígéretes repurpozicionált gyógyszer lehet a TB kezelésében. A gyógyszer képes korlátozni a mycobakteriumok túlélését és csökkenteni a granulóma-képződést, ami hozzájárulhat a fertőzés hatékonyabb kezeléséhez. További in vivo és klinikai vizsgálatok szükségesek annak megerősítésére, hogy a degarelix valóban biztonságos és hatékony alternatív gyógyszer lehet a TB kezelésében, különösen a gyógyszerrezisztens törzsek esetében.
További lépésben megvizsgálták, mikéntgátolja a degarelix a baktériumterhelést és a hisztopatológiai elváltozásokat H37Rv-fertőzött egerekben. A Mtb fertőzéses egérmodell széles körben alkalmazott módszer az Mtb patológia tanulmányozására és a TB terápiák értékelésére. Ennek megfelelően a kutatásban olyan, a H37Rv-vel fertőzött egerek tüdejében mérték a baktériumterhelést, amelyeket degarelix-szel kezeltek, vagy nem kezeltek (kontrollcsoport). A degarelix-et intraperitoneálisan adták be heti 10 mg/kg adagban. Négy hét elteltével az összes egeret elaltatták, és a tüdőszöveteket összegyűjtötték CFU számlálás és hisztopatológiai elemzés céljából. A H&E festést követően vak értékeléssel megmérték a patológiai elváltozásokat, a következő kritériumok alapján: fehérvérsejt-infiltráció, vérzés, alveoláris fal megvastagodás és alveoláris ödéma, a legmagasabb lehetséges pontszám 5 volt, ahogyan azt korábban leírták. Az eredmények azt mutatták, hogy a degarelix szignifikánsan csökkentette a baktériumterhelést és javította a hisztopatológiai elváltozásokat a H37Rv-fertőzött tüdőszövetekben, figyelembe véve a fehérvérsejt-infiltráció és gyulladásos elváltozások jelentős csökkenését. Összességében, a degarelix potenciális gyógyszerként alkalmazható lehet a TB kezelésében, mivel képes csökkenteni a baktériumterhelést és javítani a szöveti károsodást a tüdőben, amit a gyulladásos reakciók enyhítése is jelez.
Mivel a degarelix jelentősen csökkenti a bakteriális terhelést és a granulóma kialakulását fertőzött zebradíszhalakban, hasonlóan az M. tuberculosis-fertőzött egerekhez, a degarelix potenciálisan hasznos lehet a tuberkulózis kezelésében. Ennek érdekében, az első vonalbeli rifampicin (RFP, anti-TB gyógyszer kontroll) alkalmazásával, meghatározták a degarelix terápiás hatásait a vad típusú M. marinum-fertőzött zebradíszhal lárvákban és felnőtt egyedek esetében is A degarelix alkalmazása alacsonyabb bakteriális terhelést és kevesebb granulóma képződést eredményezett a M. marinum-fertőzött zebradíszhal lárvákban vagy felnőtt egyedekben a placebo-kezelésű halakhoz képest, miközben a degarelix terápiás hatásai hasonlóak voltak az RFP hatásaihoz (kontrollcsoport). Ezt követően tesztelték a degarelix és az RFP kombinációjának szinergikus hatását a M. marinum-fertőzött zebradíszhal lárvák kezelésében. Az eredmények azt mutatták, hogy a degarelix (1 μM) és RFP (10 μM) kombinációja a M. marinum-fertőzött zebradíszhal lárvák kezelésében hasonló terápiás hatással bírt, mint az egyes kezelések.
További kutatások szükségesek a degarelix hatásmechanizmusának teljes megértésére, különös figyelmet fordítva annak hatására az emberi makrofágokban.A kombinált kezelések (például rifampicinnel) hatékonyságának vizsgálata segíthet a szinergikus hatások azonosításában.A degarelix biztonságosságának és optimális adagolásának felmérése is szükséges ahhoz, hogy a gyógyszert hatékonyan alkalmazhassák a TB kezelésében.Ez a kutatás egy új megközelítést kínál a TB kezelésére, és hozzájárulhat egy új gyógyszerkészítmény kifejlesztéséhez a betegség elleni küzdelemben.
Összegzésül: a degarelix sikeresen csökkenti a mikobaktériumok terhelését és enyhítheti a betegséghez kapcsolódó patológiát zebradíszhalban. A degarelix hatása valószínűleg az IFN-γ transzkripciójának in vivo fokozásával és a fertőzött makrofágok PI3-kináz-mediálta védelmi mechanizmusának javításával valósul meg. Így a degarelix potenciálisan új anti-TB terápiás lehetőségként merülhet fel. Míg a fenti értekezés már igazolta a degarelix anti-TB terápiás hatását, további vizsgálatokra van szükség a dózisok és kezelési protokollok, beleértve a gyógyszerkombinációkat, optimalizálására.
