Ciprofloksacyna i esomeprazol w terapii raka szyjki macicy – nowe odkrycie

Jak ciprofloksacyna i esomeprazol mogą wspierać terapię raka szyjki macicy?

W retrospektywnym badaniu laboratoryjnym oceniono potencjalne przeciwnowotworowe działanie kombinacji ciprofloksacyny i esomeprazolu przeciwko komórkom raka szyjki macicy, ze szczególnym uwzględnieniem ich zdolności do hamowania białka szoku cieplnego 70 (Hsp70).

Badaniu poddano linię komórkową HeLa (złośliwy rak szyjki macicy) oraz linię HFF (ludzkie fibroblasty) jako model zdrowych komórek. Komórki hodowano w kontrolowanych warunkach (37°C, 5% CO2) w pożywce RPMI-1640 wzbogaconej 10% płodową surowicą bydlęcą (FBS) i antybiotykami. Do oceny cytotoksyczności wykorzystano test MTT, określając zahamowanie proliferacji komórek przy różnych stężeniach leków (0,1-1000 μg/ml) i dwóch okresach inkubacji (24 i 72 godziny).

Czy kombinacja leków zwiększa skuteczność terapii?

Wyniki wykazały, że ciprofloksacyna hamowała wzrost komórek raka szyjki macicy w sposób zależny od stężenia i czasu, co potwierdziło istotne różnice w cytotoksyczności przy różnych stężeniach leku i czasach inkubacji. Wartość IC₅₀ (stężenie hamujące wzrost 50% komórek) dla ciprofloksacyny wynosiła 1553,4 μg/ml po 24 godzinach i obniżyła się do 1275,5 μg/ml po 72 godzinach inkubacji. Podobnie esomeprazol wykazywał działanie hamujące wzrost komórek nowotworowych w sposób zależny od stężenia, z wartościami IC₅₀ 1333,7 μg/ml po 24 godzinach i 1239,5 μg/ml po 72 godzinach inkubacji.

Kluczowym odkryciem było synergistyczne działanie kombinacji ciprofloksacyny i esomeprazolu. Mieszanina tych leków wykazała znacznie silniejsze działanie przeciwnowotworowe niż każdy składnik osobno. Wartość IC₅₀ dla kombinacji wynosiła 1290,6 μg/ml po 24 godzinach i drastycznie obniżyła się do 582,07 μg/ml po 72 godzinach inkubacji. Analiza indeksu kombinacji (CI) potwierdziła silne działanie synergistyczne przy większości stężeń, szczególnie przy niższych dawkach (0,1-100 μg/ml).

Co istotne, kombinacja wykazywała selektywną toksyczność wobec komórek nowotworowych w porównaniu do zdrowych komórek. Indeks selektywnej toksyczności (SI) wynosił 4,519 po 24 godzinach i wzrósł do 8,249 po 72 godzinach inkubacji. Wartości IC₅₀ dla linii komórkowej HFF (zdrowe komórki) były znacznie wyższe (5832,9 μg/ml po 24h i 4801,9 μg/ml po 72h) niż dla komórek nowotworowych, co potwierdza preferencyjne działanie kombinacji przeciwko komórkom rakowym.

Badania wskaźnika redukcji dawki (DRI) wykazały, że stężenia składników mieszaniny potrzebne do wywołania cytotoksyczności spadły we wszystkich przedziałach czasowych dla wszystkich stężeń ciprofloksacyny i esomeprazolu. Oznacza to, że kombinacja pozwala na korzystne zmniejszenie efektywnego stężenia poszczególnych składników, co przekłada się na zwiększone bezpieczeństwo i zmniejszenie potencjalnych działań niepożądanych.

Jak molekularne interakcje tłumaczą synergistyczne działanie?

Badanie dockingu molekularnego wykazało, że zarówno ciprofloksacyna jak i esomeprazol wiążą się z białkiem Hsp70 z podobnymi wartościami energii wiązania (-7,4 kcal/mol dla ciprofloksacyny i -7,3 kcal/mol dla esomeprazolu), ale w różnych miejscach wiązania, co może tłumaczyć ich synergistyczne działanie. Ciprofloksacyna tworzyła wiązanie halogenowe z resztą aminokwasową GLU A:231 (odległość 3,69 Å), wiązanie Pi-kationowe z LYS A:56 (odległość 3,88 Å), wiązanie Pi-anionowe z ASP A:234 (odległość 4,16 Å) oraz wiązanie alkilowe z ARG A:264 (odległość 4,58 Å).

Esomeprazol natomiast tworzył konwencjonalne wiązanie wodorowe z TYR A:41 (odległość 2,77 Å), trzy wiązania węgiel-wodór z LYS A:56, GLY A:202 i GLU A:268 (odległości odpowiednio 3,68 Å, 3,26 Å i 3,55 Å), oraz cztery wiązania Pi-kationowe z LYS A:56 (dwa wiązania), ARG A:264, GLU A:231 i GLY A:230 (odległości odpowiednio 3,51 Å, 3,83 Å, 4,79 Å, 4,73 Å i 5,62 Å).

Dla porównania, znany inhibitor Hsp70, 2-fenyloetynylsulfonamid, wykazał energię wiązania -6,4 kcal/mol, tworząc sześć konwencjonalnych wiązań wodorowych z resztami THR A:13, THR A:14 (dwa wiązania), THR A:15, GLY A:202 i GLY A:203 oraz jedno wiązanie Pi-Pi z TYR A:15.

Czy nowe wnioski zmieniają podejście do leczenia raka szyjki macicy?

Znaczenie tego odkrycia polega na tym, że Hsp70 odgrywa kluczową rolę w komórkach nowotworowych, przyczyniając się do ich przeżycia, proliferacji i oporności na apoptozę. Nadekspresja Hsp70 koreluje z niekorzystnym rokowaniem i opornością na chemioterapię w raku szyjki macicy. Hsp70 zakłóca różne etapy szlaków apoptotycznych, zapobiegając niewłaściwej inicjacji śmierci komórkowej w warunkach stresu. Oprócz regulacji apoptozy, Hsp70 może modulować odpowiedź immunologiczną i ułatwiać dostarczanie antygenów wraz z cząsteczką MHC-I.

Wcześniejsze badania wykazały, że ciprofloksacyna w dawkach nieantybakteryjnych może aktywować mechanizmy proapoptotyczne i zmniejszać proliferację określonych komórek nowotworowych, w tym nowotworów jelita grubego, pęcherza moczowego i prostaty. Ciprofloksacyna może indukować apoptozę, zwiększać ekspresję białek p53, Bax i Bcl-2, powodować zmiany w rozkładzie cyklu komórkowego, fragmentację DNA, zaburzenia funkcji mitochondriów oraz hamować topoizomerazę II.

Z kolei esomeprazol wykazuje działanie przeciwnowotworowe poprzez hamowanie wakuolarnej ATP-azy typu V (V-ATPase) i syntazy kwasów tłuszczowych (FASN). Esomeprazol może również hamować migrację i inwazję komórek nowotworowych związanych z przejściem nabłonkowo-mezenchymalnym (EMT), kluczowym etapem w procesie przerzutowania. Esomeprazol hamuje ekspresję Snail, czynnika mogącego indukować EMT, poprzez interferowanie z acetylacją Snail zależną od CBP/p300, co promuje degradację Snail.

Wyniki sugerują, że kombinacja ciprofloksacyny i esomeprazolu może stanowić obiecującą strategię terapeutyczną w leczeniu raka szyjki macicy, oferując skuteczne, selektywne działanie przeciwnowotworowe przy potencjalnie niższej toksyczności niż konwencjonalne terapie. Badacze podkreślają, że dzięki dobrze znanym profilom farmakokinetycznym i działaniom niepożądanym, kombinacja ciprofloksacyny i esomeprazolu może stanowić skuteczną i bezpieczną opcję terapeutyczną dla pacjentek z rakiem szyjki macicy.

Podsumowanie

Retrospektywne badanie laboratoryjne wykazało skuteczność kombinacji ciprofloksacyny i esomeprazolu w terapii raka szyjki macicy. Badania na liniach komórkowych HeLa i HFF potwierdziły synergistyczne działanie obu leków, które skuteczniej hamują wzrost komórek nowotworowych niż każdy lek osobno. Wartość IC50 dla kombinacji znacząco spadła z 1290,6 μg/ml po 24 godzinach do 582,07 μg/ml po 72 godzinach inkubacji. Kombinacja wykazuje selektywną toksyczność wobec komórek nowotworowych, z indeksem selektywności wzrastającym do 8,249 po 72 godzinach. Mechanizm działania opiera się na hamowaniu białka Hsp70 poprzez różne miejsca wiązania obu leków, co zostało potwierdzone badaniami dockingu molekularnego. Dzięki znanym profilom farmakokinetycznym i możliwości stosowania niższych dawek, kombinacja ta może stanowić bezpieczną i skuteczną opcję terapeutyczną w leczeniu raka szyjki macicy.