Negativní účinky antibiotik

Bylo provedeno srovnání cytotoxicity antracyklinových antibiotik daunorubicinu a doxorubicinu proti nádorovým a normálním buněčným liniím. Oba léky vykazovaly silný protinádorový účinek. Daunorubicin a doxorubicin působí podobně proti plicnímu karcinomu A549 a střevnímu karcinomu HCT116. Rabdomyosarkom RD, adenokarcinom mléčné žlázy MCF7 a normální psí embryonální ledvinový epitel MDCK-M buněčné linie jsou 2-5krát méně citlivé na daunorubicin. Existuje rozdíl v citlivosti normálních buněk na studované antracykliny. Toxicita antracyklinů pro linii MDCK-M je vyšší než toxicita pro nádorové buněčné linie. Normální lidská embryonální ledvinová epiteliální buněčná linie HEK293 je málo citlivá na antracyklinová antibiotika. Toxicita doxorubicinu proti linii HEK293 je 13,5krát nižší než toxicita daunorubicinu. Toxikologický profil doxorubicinu a daunorubicinu in vitro tedy kopíruje klinický profil těchto léčiv. Rozdíl v toxicitě antracyklinů ve vztahu k normálním a nádorovým buňkám je zřejmý, ale vyžaduje další experimenty s buňkami různých typů tkání a druhů savců.

antracyklinová antibiotika
daunorubicin
doxorubicin
cytotoxicita

1. Arcamone F. Doxorubicin, Anticancer Antibiotics // In: Medicinal Chemistry, a Series of Monographs, sv. 17. – Academic Press, New York, 1981.

2. Beretta GL, Zunino F. Molekulární mechanismy aktivity antracyklinů // Nahoru. Curr. Chem. – 2008. – 283. – S.1-19.

3. Předsedové JB, Leng F. a kol. Konstrukce nového bisinterkalačního antracyklinového antibiotika založená na struktuře // J. Med. Chem. – 1997. – 40. – S.261-266.

4. Chu LL, Pandey RP a kol. Syntetický analog protirakovinného léku daunorubicinu z daunorubicinonu pomocí enzymatické glykosylace UDP v jedné nádobě // J. Mol. Katalýza B: Enzymatická. – 2016. – 124. – R. 1-10.

5. Czyz M., Szulawska A. et al. Účinky antracyklinových derivátů na růst a diferenciaci buněk lidské leukémie K562 // Biochem. Pharmacol. – 2005. – 70. – R. 1431-1442.

6. Karsten Krohn. Antracyklinová chemie a biologie II: Způsob účinku, klinické aspekty a nové léky // Springer-Verlag Berlin Heidelberg. – 2008.

7. Menna P., Salvatorelli E. et. al. Antracyklinová kardiotoxicita // Nahoru. Curr. Chem. – 2008. – 283. – S.21-44.

8. Monneret C. Nejnovější vývoj v oblasti protinádorových antracyklinů // Eur. J. Med. Chem. – 2001. – 36. – R. 483-493.

9. Mosmann T. Rychlý kolorimetrický test pro buněčný růst a přežití: aplikace na test proliferace a cytotoxicity // J. Immunol. Meth. – 1983. – 65(1–2). – S. 55–63.

10. Rodrigues PCA, Roth T. a kol. Korelace citlivosti konjugátů polyethylenglykol daunorubicinu na kyseliny s jejich antiproliferativní aktivitou in vitro // Bioorganic & Medicinal Chemistry. – 2006. – 14. – R. 4110-4117.

11. Tewey KM, Rowe TC, Yang L., Halligan BD, Liu LF Adriamycinem indukované poškození DNA zprostředkované savčí DNA topoizomerázou II // Science. – 1984. – 226. – R. 466–468.

Antracyklinová antibiotika daunorubicin a doxorubicin byla zavedena do klinické praxe před více než 40 lety k léčbě široké škály rakovin, jako je akutní myeloidní leukémie a v případě doxorubicinu mnoho solidních nádorů. Antracykliny jsou samostatně a v kombinaci s jinými léky součástí primární, adjuvantní a paliativní léčby [1].

Navzdory intenzivnímu klinickému používání antracyklinů jsou jejich mechanismy účinku předmětem diskusí kvůli různým koncentracím a použitým experimentálním podmínkám. O některých údajích však nelze pochybovat. Za prvé, při terapeutických dávkách a při intravenózním podání je mechanismus účinku antracyklinových antibiotik dán interakcí s topoizomerázou II stabilizací ternárního komplexu DNA-topoizomeráza II-anthracyklin [11]. Za druhé, limitujícím faktorem při použití antracyklinových antibiotik je kumulativní kardiotoxicita a rozvoj nádorové rezistence [8].

Kardiotoxicita způsobená antracyklinovými antibiotiky omezuje jejich klinické použití. Pacienti užívající antracykliny trpí arytmií, hypotenzí, útlumem srdeční kontraktility a možností myokarditidy. V kardiomyocytech způsobují antracykliny vaskulární degeneraci, mitochondriální inkluze, myofibrilární fibrilaci a flutter, zvýšený počet lysozomů a nekrózu. Maximální doporučená dávka pro daunorubicin je 500 mg a pro doxorubicin – 450-600 mg po celou dobu léčby. Tato dávka představuje součet dávek, které pacient užil, i když mezi léčebnými cykly byly měsíce nebo roky. Při překročení doporučených dávek dochází k rozvoji dilatační kardiomyopatie a srdečního selhání [7]. Kromě kardiotoxicity jsou častou komplikací po terapii antracyklinovými antibiotiky toxické účinky na další parenchymální orgány, např. nefrotoxicita [2].

Rozvoj rezistence nádorových buněk snižuje účinnost protinádorové terapie a vyžaduje zvýšení dávek léků, což je v případě antracyklinových antibiotik nepřijatelné. Rozvoj nádorové rezistence je spojen s interakcí mezi antracykliny a transportními proteiny P-glykoproteinu a proteinem multirezistence MRP prostřednictvím N3′ atomu daunosaminu. Nadměrná exprese transportních systémů v nádorových tkáních hraje klíčovou roli při odstraňování antracyklinů z buněk a snižování interakcí lék-cíl [3].

Klinická poptávka po daunorubicinu a doxorubicinu stimulovala intenzivní syntézu analogů a strukturně příbuzných sloučenin [4, 5, 10]. Navzdory preklinickým studiím velkého počtu sloučenin v této třídě je pro klinické použití k dispozici pouze malá část antracyklinů a dalších interkalačních činidel. Daunorubicin zůstává jedním z nejúčinnějších prostředků pro léčbu akutních lymfoidních a myeloidních leukémií, ale jeho aktivita proti solidním nádorům je nízká. Doxorubicin je nejúčinnějším lékem pro léčbu solidních nádorů, zejména karcinomu prsu, malobuněčného karcinomu plic a karcinomu vaječníků [6].

Vzhledem k tomu, že screeningové studie protinádorových vlastností nových sloučenin se v současné době provádějí hlavně in vitro testy, je zajímavé srovnání cytotoxicity referenčních léčiv na různých nádorových buněčných liniích. Kromě toho se další srovnání s údaji o cytotoxicitě získanými v normálních buněčných kulturách jeví jako slibné pro predikci toxikologického profilu látek v experimentech in vivo. Cílem této práce je porovnat cytotoxicitu antracyklinových antibiotik daunorubicinu a doxorubicinu proti nádorovým a normálním buněčným liniím.

Materiály a metody

Práce využívala vybavení Centra pro kolektivní využití vědecké techniky pro tvorbu geneticky modifikovaných zvířecích linií a studium účinnosti sloučenin na původních buněčných a transgenních modelech lidských neurodegenerativních onemocnění (dohoda 14.621.21.0008, identifikátor RFMEFI62114X0008).

Studované sloučeniny daunorubicin (DNR) a doxorubicin (DOX) byly syntetizovány na vědecké experimentální výrobní základně Omutninskaya (sídliště Vostočnyj, oblast Kirov). Vzorce jsou znázorněny na obrázku.

Antracyklinová kostra se skládá z tetracyklického systému s konjugovanými chinon-hydrochinonovými kruhy, aminocukru daunosaminu vázaného glykosidickou vazbou na C7 a krátkého postranního řetězce s karbonylovou skupinou na C13. Relativně malé změny v tomto skeletu vedou k velkým změnám ve spektru protinádorové aktivity. Antracykliny s primárním alkoholem na konci postranního řetězce (DOX a epirubicin) vykazují aktivitu proti solidním i hematologickým nádorům. Antracykliny methylové skupiny (DNR a idarubicin) se používají hlavně k léčbě akutní myeloidní leukémie a Kaposiho sarkomu souvisejícího s AIDS.

V experimentu byly použity kultury lidských nádorových buněk A549 (karcinom plic, ATCC® CCL-185™), HCT116 (karcinom tlustého střeva, ATCC® CCL-247™), MCF7 (adenokarcinom prsu, ATCC® HTB-22™), RD (rabdomyosarkomu buněk normálního lidského embrya CCL- ATCC® jako normální lidské embryonální buňky ATCC® z epitelu ATCC® 136 (ATCC® CRL-293™) a psí MDCK-M (ATCC® CCL-1573™).

Buněčné kultury A549, HCT116, RD a HEK293 byly pěstovány v médiu DMEM, buněčná kultura MCF7 byla pěstována v médiu EMEM a buněčná kultura MDCK-M byla pěstována v médiu DMEM/F12 (všechna média byla vyrobena společností PanEco Research and Production Enterprise LLC). Kultivační média byla doplněna 10% fetálním telecím sérem (HyClone®, Thermo Scientific), 2 mM L-glutaminem (OOO NPP PanEco) a 1% gentamicinem (OAO Biokhimik) jako antibiotikem. Kultivace probíhala při 37oC a 5% CO2 ve vlhké atmosféře.

Stanovení cytotoxicity MTT testem

Cytotoxicita daunorubicinu a doxorubicinu byla stanovena pomocí MTT testu [9]. Buňky byly naočkovány v koncentraci 1 x 104 buněk/200 ul na 96jamkovou destičku a kultivovány při 37 oC ve zvlhčené atmosféře s 5% CO2. Po 24 hodinách inkubace byly k buněčným kulturám přidány různé koncentrace testovaných sloučenin (od 100 do 1,56 uM/l) a buňky byly poté kultivovány za stejných podmínek po dobu 72 hodin. Každá koncentrace látek byla provedena třikrát. Všechny látky byly rozpuštěny v DMSO (Panreac Química SLU), konečná koncentrace DMSO v jamce nepřesáhla 0,1 % a nebyl pro buňky toxický. Kontrolní jamky byly ty, do kterých bylo přidáno rozpouštědlo v konečné koncentraci 0,1 %. Po inkubaci bylo do každé jamky přidáno 20 ul MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-didifenyltetrazoliumbromid, 5 mg/ml, Sigma-Aldrich) a destičky byly inkubovány další 2 hodiny. Dále bylo médium odstraněno z destiček a do každé jamky bylo přidáno 100 ul DMSO, aby se rozpustily vytvořené krystaly formazanu. Pomocí čtečky destiček (Victor3, PerkinElmer) byla stanovena optická hustota při 530 nm, odečtením naměřené absorbance pozadí při 620 nm. Hodnota koncentrace způsobující 50% inhibici růstu buněčné populace (IC50) byla stanovena z křivek dávka-odpověď pomocí softwaru OriginPro 9.0.

Výsledky a diskuse

Výsledky studie cytotoxického účinku antracyklinových antibiotik jsou uvedeny v tabulce. Obě léčiva vykazují silný protinádorový účinek. Je zřejmé, že daunorubicin a doxorubicin působí podobně ve vztahu k řadě kultur – plicnímu karcinomu A549 a střevnímu karcinomu HCT116. Rabdomyosarkom RD, adenokarcinom mléčné žlázy MCF7 a normální psí embryonální ledvinový epitel MDCK-M buněčné linie jsou méně citlivé na daunorubicin. Dávky, při kterých je účinek daunorubicinu u těchto buněčných linií zřejmý, jsou 2–5krát vyšší než dávky doxorubicinu.

Cytotoxicita daunorubicinu a doxorubicinu v MTT testu

Antibiotika Jedná se o přírodní nebo uměle syntetizované látky, které mohou ovlivnit růst a vývoj bakterií. Užívání antibiotik je nezbytným opatřením při výskytu některých závažných onemocnění ohrožujících lidské zdraví. Bohužel pod vlivem antibiotik umírají nejen patogenní bakterie, ale také prospěšná mikroflóra těla a obnovení mikroflóry po průběhu antibakteriální terapie je povinné. Nejčastěji se antibiotika předepisují na: zápal plic, tuberkulózu, otravu krve, akutní gastrointestinální infekce, pooperační komplikace, pohlavně přenosné infekce.

Negativní důsledky užívání antibiotik jsou různé a postihují mnoho orgánů a systémů. Poruchy se vyskytují v nervovém systému, buněčném dýchacím systému a alergických reakcích.

Nejvýraznější však negativní vliv nastane ohledně gastrointestinálního traktu:

narušení střevní mikroflóry: syntetická širokospektrá antibiotika jsou zaměřena na hromadné ničení, včetně mikroorganismů nezbytných pro normální život člověka. Vzhledem k tomu, že prospěšná mikroflóra může být obnovena na poměrně dlouhou dobu, mohou se ve střevech vyskytovat nové patogenní bakterie a plísně, což vede ke snížení imunity a zvyšuje riziko vzniku chronických onemocnění;

Mikroflóra změněná pod vlivem antibiotik nemůže vykonávat své životně důležité funkce, jako jsou trávicí, syntetické atd. Důsledky porušení těchto funkcí postihují celý organismus. Mezi stavy zprostředkované dysbiózou patří:

• cukrovka
• obezita
• bronchiální astma

Pokud je rovnováha mikroflóry narušena, zvyšuje se riziko vzniku infekčních onemocnění

Pacienti pociťují onemocnění dráždivého tračníku, nevolnost, zvracení, bolesti břicha a průjem. Průjem je nejčastějším negativním důsledkem užívání antibiotik, existuje pro něj speciální termín – „průjem spojený s antibiotiky“.

Antibiotika jsou zodpovědná za 4 ze XNUMX případů průjmu vyvolaného léky.

Průjem spojený s antibiotiky je průjem nesouvisející s jinými příčinami, definovaný jako 3 nebo více epizod řídké stolice po dobu nejméně 2 po sobě jdoucích dnů, doprovázené užíváním antibiotik.

Preventivní opatření po léčbě antibiotiky.

Aby se minimalizovaly negativní důsledky užívání antibiotik, je třeba dodržovat řadu pravidel, která zabrání poškození zdraví.

Antibiotika užívejte pouze podle doporučení lékaře. Rozhodnutí o vhodnosti užívání antibiotik by měl učinit pouze lékař. Je to specialista, který vybere potřebný lék, formu uvolňování, dávkování a nastaví dobu podávání. Užívání antibiotik je opodstatněné pouze v případech onemocnění způsobených bakteriálními infekcemi. Užívání antibakteriálních léků u virových onemocnění je nevhodné.

Potraviny, které minimalizují vedlejší účinky antibiotik:

Aby se minimalizovaly negativní důsledky užívání antibiotik pro lidské zdraví, je nutné vážně přehodnotit svůj jídelníček a zavést do něj potraviny, které pomáhají zlepšit fungování trávicího systému a posilují imunitní systém. Mezi takové potravinářské produkty patří:

Fermentované mléčné výrobky obsahující probiotika. Zavedení potravin bohatých na „živé kultury“ do stravy umožní tělu zbavit se poruch stolice (jeden z běžných společníků užívání antibiotik). Probiotika jsou schopna vytvářet kyselinu mléčnou, která pomáhá odstraňovat bakteriální toxiny z těla.

Pro prevenci a léčbu patologických stavů gastrointestinálního traktu spojených s užíváním antibiotik se doporučuje udržovat a obnovovat rovnováhu mikroflóry pomocí speciálních léků, kterých je celá řada. Pouze lékař vám může pomoci vybrat a předepsat ten správný.

NEPOUŽÍVEJTE SAMOléčbu A VČAS VYHLEDEJTE KVALIFIKOVANOU LÉKAŘSKOU PÉČI!