Fototoksyczność hydrochlorotiazydu – nowe dowody z badań ex vivo

Czy HCT wykazuje właściwości fototoksyczne?

Badanie przeprowadzone na ludzkich biopsjach skórnych wykazało, że hydrochlorotiazyd (HCT) może wykazywać właściwości fototoksyczne, które potencjalnie przyczyniają się do zwiększonego ryzyka raka skóry. Eksperyment laboratoryjny wykorzystał model ex vivo z użyciem ludzkich biopsji skórnych pobranych od dawców pośmiertnie, co pozwoliło na ocenę molekularnych efektów ekspozycji na promieniowanie UV w obecności HCT.

Badacze pobrali biopsje skóry z okolic biodra (obszar z ograniczoną ekspozycją na słońce) od dziewięciu dawców pośmiertnych (sześciu kobiet, trzech mężczyzn, średni wiek 84,6 lat, skóra typu II-III w skali Fitzpatricka). Próbki inkubowano z HCT lub substancją kontrolną, a następnie poddawano działaniu niskiej dawki promieniowania UVA (300 mJ/cm²), wysokiej dawki UVA (5 J/cm²) lub UVB (300 mJ/cm²). Jako pozytywną kontrolę fototoksyczności wykorzystano 8-metoksypsoralen (8-MOP), znany lek o silnych właściwościach fototoksycznych.

Jakie molekularne zmiany indukuje ekspozycja na UVA?

Kluczowym odkryciem było to, że niska dawka promieniowania UVA (300 mJ/cm²) w obecności HCT powodowała stabilizację i fosforylację białka supresorowego p53 oraz aktywację ekspresji genu MDM2 (negatywnego regulatora p53) – bez wywoływania widocznych uszkodzeń DNA. Jest to istotne, ponieważ zaburzenie równowagi między p53 a MDM2 może prowadzić do nieprawidłowej regulacji cyklu komórkowego i potencjalnie przyczyniać się do karcynogenezy. Natomiast wysoka dawka UVA (5 J/cm²) przy obecności HCT powodowała już znaczące uszkodzenia DNA (mierzone przez wzrost poziomu γH2A.X), aktywację p53, fosforylację kinazy p38 MAPK oraz indukcję odpowiedzi zapalnej poprzez zwiększoną ekspresję TNFα, IL6, IL1β i CTGF.

Interesującym aspektem badania było to, że promieniowanie UVB wywoływało podobne efekty molekularne zarówno w próbkach kontrolnych, jak i tych z HCT, co sugeruje, że HCT nie potęguje fototoksycznych efektów UVB. Natomiast przy ekspozycji na UVA, HCT wyraźnie nasilał efekty molekularne, wskazując na specyficzną wrażliwość na ten zakres promieniowania.

Wysoka dawka UVA w obecności HCT prowadziła również do obniżenia ekspresji genów receptora witaminy D (VDR) i receptora purynergicznego P2X7 (P2RX7), które pełnią funkcje supresorów nowotworowych. Obniżona ekspresja tych genów może zwiększać podatność na rozwój nowotworów skóry. Dodatkowo zaobserwowano zróżnicowaną ekspresję proapoptotycznego genu Bax w zależności od dawki UVA – wzrost przy niskiej dawce i spadek przy wysokiej dawce UVA, co może sugerować zaburzenie mechanizmów apoptozy przy wyższych dawkach promieniowania.

Badanie wykazało również, że ekspozycja na 300 mJ/cm² UVB skutkowała podobnymi efektami jak ekspozycja na 5 J/cm² UVA. Ważną obserwacją było to, że HCT nie nasilał fotokarcinogennych efektów UVB, co sugeruje specyficzność jego działania wobec promieniowania UVA. Ponadto, sam HCT bez ekspozycji na promieniowanie UV nie wywoływał żadnych istotnych zmian w badanych parametrach w porównaniu do kontroli, co potwierdza, że obserwowane efekty wynikają z interakcji między lekiem a promieniowaniem.

Czy ryzyko fototoksyczności zmienia strategię terapeutyczną?

Wyniki te dostarczają mechanistycznego wyjaśnienia obserwacji epidemiologicznych łączących długotrwałe stosowanie HCT ze zwiększonym ryzykiem raków skóry niebędących czerniakiem. HCT, jako sulfonamid z halogenowanymi łańcuchami bocznymi, absorbuje fotony w zakresie UVA (320-400 nm) i UVB (280-320 nm), przekazując pochłoniętą energię do otaczających tkanek, w tym DNA, co może prowadzić do uszkodzeń komórkowych.

Reakcja fototoksyczna jest inicjowana podczas ekspozycji na promieniowanie UV, gdy fotouczulacze, takie jak leki lub ich metabolity, gromadzą się w skórze. Pod wpływem promieniowania UV o odpowiedniej długości fali fotouczulacz absorbuje energię świetlną, tworząc wzbudzony tryplet, który albo reaguje z tlenem tworząc reaktywne formy tlenu, albo kowalencyjnie wiąże się z cząsteczkami tkankowymi. Oba mechanizmy powodują uszkodzenia komórkowe błon, lipidów i DNA.

Badanie to ma istotne implikacje kliniczne, szczególnie w kontekście zarządzania terapią pacjentów z nadciśnieniem. Autorzy podkreślają jednak, że korzyści z kontroli ciśnienia krwi mogą przeważać nad potencjalnym ryzykiem nowotworów skóry, zwłaszcza że ryzyko fototoksyczności można zmniejszyć poprzez stosowanie odzieży ochronnej i kremów z filtrem przeciwsłonecznym. Ponadto, badanie jest ograniczone czasem trwania ekspozycji, podczas gdy w warunkach klinicznych efekty mogą kumulować się przez lata.

Warto zauważyć, że badania farmakoepidemiologiczne sugerujące związek między długotrwałym stosowaniem HCT a zwiększonym ryzykiem nieczerniakowych nowotworów skóry doprowadziły do zmniejszenia liczby recept na HCT w Europie bez odpowiedniego zastąpienia go innymi równie skutecznymi lekami przeciwnadciśnieniowymi. Mogło to potencjalnie pogorszyć kontrolę ciśnienia krwi u tysięcy pacjentów. Jednak małe randomizowane badanie kontrolowane i duża metaanaliza randomizowanych badań nad ciśnieniem krwi nie wykazały jednoznacznego związku między stosowaniem HCT a fototoksycznością lub rakiem skóry.

Jaką rolę odgrywa model ex vivo w badaniach fototoksyczności?

Model ex vivo wykorzystujący ludzkie biopsje skórne stanowi cenny pomost między badaniami na liniach komórkowych a testami na zwierzętach, zachowując strukturę naskórka i skóry właściwej z różnymi wyspecjalizowanymi typami komórek. Może to pomóc w lepszym przewidywaniu efektów klinicznych i zmniejszeniu zależności od badań na modelach zwierzęcych w ocenie fototoksyczności leków. Model ten można również stosować w połączeniu z już ustalonymi testami in vitro, takimi jak wysoce czuły test fototoksyczności 3T3 NRU, test reaktywnych form tlenu (ROS) do oceny fotoreaktywności chemicznej lub test fototoksyczności na zrekonstruowanym ludzkim naskórku.

Podsumowując, badanie dostarcza nowych informacji na temat mechanizmów molekularnych leżących u podstaw potencjalnej fototoksyczności HCT, sugerując, że lek ten może działać jako fotouczulacz, aktywując szlaki związane z regulacją cyklu komórkowego, uszkodzeniami DNA i odpowiedzią zapalną – procesy znane z udziału w karcynogenezie skóry. W biopsjach skóry traktowanych HCT, ekspozycja na niską dawkę UVA aktywowała oś p53-MDM2, kluczowy szlak regulacyjny zaangażowany w kontrolę cyklu komórkowego i wzrost komórek, niezależnie od uszkodzeń DNA. Ekspozycja na wyższą dawkę UVA indukowała uszkodzenia DNA i odpowiedź zapalną, dodatkowo przyczyniając się do rozłączenia p53 od kontroli wzrostu. Wyniki te podkreślają znaczenie zaleceń dotyczących ochrony przeciwsłonecznej dla pacjentów przyjmujących HCT oraz potrzebę dalszych badań nad długoterminowymi efektami ekspozycji na ten lek w połączeniu z promieniowaniem UV.

Podsumowanie

Badanie przeprowadzone na ludzkich biopsjach skórnych ujawniło mechanizmy molekularne fototoksyczności hydrochlorotiazydu (HCT). Wykazano, że niska dawka promieniowania UVA w obecności HCT powoduje stabilizację białka p53 i aktywację genu MDM2, podczas gdy wysoka dawka prowadzi do znaczących uszkodzeń DNA i indukcji odpowiedzi zapalnej. HCT wykazuje specyficzną wrażliwość na promieniowanie UVA, nie potęgując efektów UVB. Obserwowano również obniżenie ekspresji genów supresorowych nowotworów (VDR i P2RX7) oraz zaburzenia w ekspresji genów związanych z apoptozą. Wyniki te wyjaśniają epidemiologiczne obserwacje łączące stosowanie HCT ze zwiększonym ryzykiem nieczerniakowych nowotworów skóry. Model ex vivo wykorzystany w badaniu stanowi wartościowe narzędzie do oceny fototoksyczności leków, zachowując złożoną strukturę skóry.