velikost textu

Farmakologická kardioprotekce pomocí chelátorů železa a antracyklinová kardiotoxicita

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Farmakologická kardioprotekce pomocí chelátorů železa a antracyklinová kardiotoxicita
Název v angličtině:
Pharmacological cardioprotection with iron chelators and anthracycline cardiotoxicity
Typ:
Disertační práce
Autor:
PharmDr. Olga Lenčová, Ph.D.
Školitel:
prof. MUDr. Vladimír Geršl, CSc.
Oponenti:
prof. MUDr. Josef Fusek, DrSc.
prof. RNDr. František Kolář, CSc.
Id práce:
82139
Fakulta:
Lékařská fakulta v Hradci Králové (LFHK)
Pracoviště:
Ústav farmakologie (15-310)
Program studia:
Lékařská farmakologie (P5118)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
25. 9. 2009
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Souhrn V této dizertační práci byly studovány: 1) potenciálně kardioprotektivní účinky deferipronu na modelu daunorubicinem navozené chronické kardiotoxicity u králíků, 2) úloha apoptotické buněčné smrti při rozvoji antracyklinové kardiotoxicity, 3) kardioprotektivní účinky dexrazoxanu vůči chronické antracyklinové kardiotoxicitě se zaměřením na ochranu kardiomyocytů před programovanou buněčnou smrtí a oxidačním stresem a 4) časový sled změn vybraných parametrů v průběhu rozvoje chronické antracyklinové kardiotoxicity. Na leukemické buněčné linii bylo ukázáno, že deferipron (1-300 µmol/l) nesnižuje protinádorový účinek daunorubicinu, naopak při vyšších koncentracích deferipronu byla pozorována sumace antiproliferativních účinků obou látek. Ve vlastní kardioprotektivní studii však podání deferipronu nezabránilo daunorubicinem navozené mortalitě, srdeční dysfunkci, morfologickým změnám v myokardu, nárůstu srdečního troponinu T a stejně tak peroxidaci lipidů v myokardu. Tyto výsledky kontrastují s předešlými pozitivními závěry in vitro studií, a tudíž značně mění dosavadní pohled na deferipron jako na potenciální kardioprotektivum vůči antracyklinové kardiotoxicitě. Získané výsledky společně s předchozími nálezy navíc naznačují, že role železa a jeho chelatace při antracyklinové kardiotoxicitě je mnohem složitější než se dosud předpokládalo a že se mohou do rozvoje tohoto patologického stavu zapojovat další mechanismy, nezávislé na železem katalyzované tvorbě reaktivních forem kyslíku. Studium apoptotické buněčné smrti na in vitro modelu antracyklinové kardiotoxicity odhalilo, že již velmi nízké koncentrace antracyklinů (snadno dosažitelné v klinické praxi) spolehlivě navozují tento typ buněčné smrti. V souladu s literárními údaji bylo zjištěno, že při zvýšení koncentrace daunorubicinu nad 3 µmol/l pravděpodobně začíná převažovat neprogramovaná (nekrotická) buněčná smrt nad apoptotickou. Byla prokázaná i dávkově závislá zvýšená aktivita kaspáz 3 a 9, což naznačuje účast vnitřní (mitochondriální) apoptotické cesty a její důležitou roli v programované buněčné smrti navozené daunorubicinem u H9c2 buněk. Vnější cesta a cesta spojená s endoplazmatickým/sarkoplazmatickým retikulem se naproti tomu nezdají být zapojeny. Podání dexrazoxanu dokázalo velmi účinně zabránit daunorubicinem navozenému předčasnému úhynu zvířat, rozvoji systolické dysfunkce a zvýšení plazmatických koncentrací srdečních troponinů. Dexrazoxan významně chránil kardiomyocyty před progresivní degenerací a jejich následným zánikem neprogramovanou smrtí. Podání dexrazoxanu též prokazatelně zabránilo rozvoji remodelace myokardu levé komory navozené daunorubicinem. Poprvé bylo ukázáno, že dexrazoxan chrání kardiomyocyty před programovanou buněčnou smrtí způsobenou antracykliny. Daunorubicin navodil komplexní apoptotickou signalizaci, přičemž dexrazoxan dokázal účinně blokovat všechny významné spouštěcí cesty apoptotické kaskády. Tato studie ukázala, že inhibice apoptózy může být významnou součástí kardioprotektivního účinku dexrazoxanu vůči antracyklinové kardiotoxicitě. Navíc bylo zjištěno, že potlačení lipoperoxidace nemusí hrát zásadní úlohu v kardioprotekci navozené dexrazoxanem. Tato data tedy podporují současnou výzvu k přehodnocení klasické “ROS and iron hypothesis” patogeneze antracyklinové kardiotoxicity a mechanismů kardioprotekce navozené dexrazoxanem. V závěrečné části byl poprvé zdokumentován dynamický rozvoj funkčních, morfologických a dalších změn v myokardu levé komory v průběhu rozvoje daunorubicinové kardiotoxicity. Od 8. aplikace cytostatika (kumulativní dávky 400 mg/m2) byl zaznamenán signifikantní pokles systolické funkce levé komory společně se zvýšením plazmatických koncentrací troponinů a rozvojem pokročilých degenerativních změn myokardu. Analýzy s jednotlivými substráty specifickými pro různé matrixové metaloproteinázy poskytly obdobné výsledky s tendencí ke zvýšení jejich aktivity v první fázi pokusu, následnou stabilizací a signifikantním vzestupem aktivity v závěru experimentu. Stěžejní roli lze přisoudit především aktivitě MMP-12. V polovině rozvoje chronické antracyklinové kardiotoxicity bylo zaznamenáno významné zvýšení markerů oxidačního stresu. Další vývoj parametrů oxidačního stresu naznačoval, že změny nemají kumulativní charakter a že jejich maximální nárůst předchází systolické dysfunkci levé komory a významným morfologickým změnám. Tyto výsledky tedy naznačují, že oxidační stress může být spíše spouštěcím než exekutivním činitelem v rozvoji chronické antracyklinové kardiotoxicity.
Abstract v angličtině:
Summary In this Ph.D. thesis, following aims were addressed: 1) potentially cardioprotective effects of deferiprone on the model of daunorubicin-induced chronic cardiotoxicity in rabbits, 2) the role of apoptotic cell death in the development of anthracycline cardiotoxicity, 3) cardioprotective effects of dexrazoxane against chronic anthracycline cardiotoxicity with a focus on rescue of cardiac myocytes from programmed cell death and oxidative stress, and 4) staging of myocardial changes in the time-course of chronic anthracycline cardiotoxicity development. First, using the leukemic cell line, deferiprone (1-300 µmol/L) was shown not to blunt the antiproliferative effect of daunorubicin. Instead, at higher concentrations of deferiprone, the augmentation of antiproliferative actions of both agents was observed. However, in the cardioprotective study deferiprone failed to afford significant protection against daunorubicin-induced mortality, cardiac dysfunction, morphological cardiac deteriorations, plasma cardiac troponin T rise as well as myocardial lipoperoxidation. This finding contrasted with previous positive outcomes of in vitro studies. Hence, this study changes the current view on deferiprone as a potential cardioprotectant against anthracycline cardiotoxicity. In addition, these results, together with our previous findings, further suggest that the role of iron and its chelation in anthracycline cardiotoxicity is not as trivial as originally believed and/or other mechanisms unrelated to iron-catalyzed ROS production might be involved. The study on apoptotic cell death using in vitro model of anthracycline cardiotoxicity revealed that at the lower (clinically relevant) concentrations of daunorubicin induced this mode of cell death. Furthermore, it has been observed that non-programmed (necrotic) cell death may prevail in the higher daunorubicin concentration (above 3 µmol/l), which is in line with previously reported data. This study revealed also dose dependent increase in the activity of caspases 3 a 9. Hence, these outcomes suggest that intrinsic (mitochondrial) apoptotic pathway is pivotal in daunorubicin-induced programmed cell death in H9c2 cell line. Extrinsic and endoplasmic/sarcoplasmic reticulum pathways seem to not be involved in this process. Dexrazoxane was capable of fully overcoming premature death of animals, development of systolic dysfunction and plasma cardiac troponins rise. Dexrazoxane was found to rescue the cardiac myocytes from the progressive degeneration and consequently non-programmed cell death. Furthermore, this effective cardioprotection was associated with protection of the left ventricular myocardium from remodeling. For the first time, it has been demonstrated that dexrazoxane is able to protect cardiomyocytes against anthracycline-induced apoptotic cell death. Dexrazoxane was clearly shown to effectively suppress the complex apoptotic signaling triggered by daunorubicin. Hence, this study pointed out on inhibition of apoptosis as a substantial part of cardioprotective action of dexrazoxane against anthracycline cardiotoxicity. Moreover, it was revealed that overcoming of lipoperoxidation need not play a key role in dexrazoxane-afforded cardioprotection. Furthermore, these findings underline a recent call for revisiting the traditional “ROS and iron hypothesis” of pathogenesis of anthracycline cardiotoxicity and mechanisms of dexrazoxane-afforded cardioprotection. Finally, in this work the dynamic changes in functional, morphological and other parameters in the time-course of anthracycline cardiotoxicity development were for the first time followed. Significant decrease of the left ventricular systolic function together with plasma cardiac troponins rise have been observed, starting by the 8th administration of daunorubicin (cumulative dose 400 mg/m2). Analyses with individual substrates specific for different matrix metalloproteinases led to analogous outcomes suggesting a trend to MMPs activity elevation with the start of the study, subsequent stabilization and significant MMPs activity rise at the end of the experiment. The principal role is likely to be attributable to activity of MMP-12. In the second part of the experiment, significant elevation of oxidative stress markers was documented. The character of changes of these parameters strongly suggested that these alterations are not cumulative with the maximum being present before the left ventricular systolic dysfunction and morphological deteriorations. These outcomes suggest that oxidative stress might be rather triggering than executive factor in the development of chronic anthracycline cardiotoxicity.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce PharmDr. Olga Lenčová, Ph.D. 19.07 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce PharmDr. Olga Lenčová, Ph.D. 27 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky PharmDr. Olga Lenčová, Ph.D. 17 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce PharmDr. Olga Lenčová, Ph.D. 1.38 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Josef Fusek, DrSc. 287 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. František Kolář, CSc. 312 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 81 kB