Paroksetyna jako nowa nadzieja w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów

Czy szlak GRK2/PI3K–AKT–mTOR definiuje nowe podejście do RA?

Reumatoidalne zapalenie stawów (RA) charakteryzuje się migracją i akumulacją komórek odpornościowych, co prowadzi do lokalnego stanu zapalnego w stawach. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają receptory sprzężone z białkami G (GPCR), których funkcja jest precyzyjnie regulowana przez kinazy receptorów sprzężonych z białkami G (GRKs). Aktywność limfocytów T i komórek dendrytycznych (DC) może przyczyniać się do patologicznego środowiska bogatego w stany zapalne, a ich funkcjonowanie w znacznym stopniu zależy od modulacji wewnątrzkomórkowego statusu składników odżywczych i energii, takich jak glikoliza i metabolizm lipidów.

Oś fosfatydyloinozytolo-3-kinaza (PI3K)–kinaza białkowa B (AKT)–ssaczy cel rapamycyny (mTOR) uczestniczy w modulowaniu metabolizmu komórek immunologicznych i przeprogramowywaniu funkcji komórkowych, takich jak przeżycie, proliferacja i odpowiedzi. Funkcje DC i limfocytów T są związane z osią PI3K-AKT, która promuje glikolizę poprzez modulowanie enzymów glikolitycznych, kinazy pirogronianowej (PK), heksokinazy (HK) i 6-fosfofruktokinazy 2 (PFK2).

Wśród siedmiu podtypów GRK, kinaza GRK2 wyłania się jako kluczowy element integracyjny dla aktywacji i ruchliwości komórek. Wcześniejsze badania wykazały, że GRK2 wchodzi w interakcje z cząsteczkami niezwiązanymi z GPCR, takimi jak PI3K i AKT, oprócz selektywnego rozpoznawania i fosforylacji aktywowanych agonistycznie GPCR. Po aktywacji agonistycznej, PI3K jest rekrutowana do błony komórkowej poprzez interakcję między PI3Kγ a GRK2. Ponadto hamowanie transferu kompleksu GRK2-Gβγ do błony w synowiocytach podobnych do fibroblastów może obniżać ekspresję PI3K w błonie komórkowej, a także jej aktywację, co prowadzi do zmniejszenia aktywności AKT.

Czy paroksetyna rewolucjonizuje terapię RA?

Najnowsze badania rzucają światło na potencjał terapeutyczny paroksetyny – leku powszechnie stosowanego jako antydepresant z grupy selektywnych inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny – w leczeniu RA. Paroksetyna wykazuje zdolność hamowania GRK2 ze stężeniem IC₅₀ wynoszącym 35 μmol/L, co czyni ją interesującym kandydatem do modulowania odpowiedzi immunologicznej w chorobach autoimmunologicznych.

Badacze z First Affiliated Hospital of Anhui Medical University przeprowadzili kompleksową analizę wpływu paroksetyny na funkcjonowanie komórek dendrytycznych (DC) i limfocytów T, a także na szlak sygnałowy GRK2/PI3K–AKT–mTOR. “Naszym celem było wykazanie immunosupresyjnego działania paroksetyny na komórki dendrytyczne i limfocyty T oraz zbadanie potencjalnych mechanizmów związanych z metabolizmem komórkowym” – piszą autorzy badania.

Analiza próbek krwi pacjentów z RA wykazała niższą ekspresję czynnika transkrypcyjnego Foxp3 (kluczowego dla limfocytów T regulatorowych) oraz immunoglobulinopodobnego transkryptu 3 (ILT-3), a także wyższy poziom granzymu B (GzmB) w porównaniu do zdrowych osób. Dodatkowo zaobserwowano znacząco niższy poziom ligandu programowanej śmierci 1 (PD-L1) u pacjentów z RA. Co istotne, ekspresja GRK2 oraz fosforylacja białek PI3K, AKT i mTOR w limfocytach krwi obwodowej pacjentów z RA były zwiększone w porównaniu ze zdrowymi kontrolami, co sugeruje, że aktywowany szlak GRK2/PI3K–AKT–mTOR może uczestniczyć w rozwoju RA.

Aby zweryfikować te obserwacje, naukowcy zastosowali model kolagenowego zapalenia stawów (CIA) u myszy. Zwierzęta podzielono na sześć grup, w tym grupę kontrolną, grupę modelu CIA oraz grupy otrzymujące różne dawki paroksetyny (7,5; 15 i 30 mg∙kg^–1∙d^–1) lub metotreksat (MTX) jako kontrolę pozytywną. Paroksetyna w dawkach 15 i 30 mg∙kg^–1∙d^–1 znacząco zmniejszała indeks artretyczny (IAA) oraz indeks śledziony w porównaniu z grupą modelową. Efekt był porównywalny z MTX, który jest standardowym lekiem stosowanym w terapii RA.

Szczególnie interesujące wyniki dotyczyły wpływu paroksetyny na subpopulacje komórek odpornościowych. Lek zwiększał odsetek limfocytów T regulatorowych (T_regs) i hamował dojrzewanie komórek dendrytycznych pochodzących ze szpiku kostnego (BMDC). Paroksetyna wpływała również na różnicowanie limfocytów T CD4⁺ i CD8⁺ w śledzionie, ale nie w grasicy i węzłach chłonnych pachwinowych. W śledzionie myszy CIA paroksetyna zwiększała ekspresję Foxp3, zmniejszała GzmB oraz regulowała ekspresję mRNA cząsteczek regulacyjnych negatywnych (PD-L1, PD-1) i cząsteczek kostymulujących (CD28).

“Nasze badania wykazały, że blokowanie GRK2 paroksetyną hamuje dojrzewanie komórek dendrytycznych, ogranicza ich migrację i zmniejsza wydzielanie czynników prozapalnych” – podkreślają badacze. Paroksetyna zmniejszała ekspresję MHC-II i kostymulatora CD86 na komórkach dendrytycznych CD11c⁺. Poziomy IDO i ILT-3 wzrosły po leczeniu paroksetyną. Lek zmniejszał również ekspresję receptora chemokinowego CCR7 na DC, co ograniczało migrację tych komórek. Paroksetyna zmniejszała produkcję cytokin prozapalnych (IFN-γ i IL-12) i zwiększała produkcję cytokin przeciwzapalnych (IL-10 i TGF-β₁).

W badaniach in vitro paroksetyna wykazywała silne działanie antyproliferacyjne na limfocyty T śledziony. Wyniki pokazały, że lek znacząco hamował proliferację limfocytów T śledziony. Aby zidentyfikować podtypy limfocytów T zaangażowane w modulację przez paroksetynę, badacze określili proporcje limfocytów T CD4⁺, CD8⁺ i T_regs metodą cytometrii przepływowej. Wyniki wykazały, że limfocyty T CD8⁺ były podwyższone, a T_regs zmniejszone w komórkach T traktowanych ConA. Paroksetyna odwracała te zmiany, ale miała niewielki wpływ na limfocyty T CD4⁺ in vitro.

Czy paroksetyna modyfikuje metabolizm i sygnalizację komórkową?

Czy paroksetyna wpływa na metabolizm komórek immunologicznych? Odpowiedź jest twierdząca. Badacze zaobserwowali, że lek zmniejsza pobór glukozy i wydzielanie niezsestryfikowanych kwasów tłuszczowych (NEFA) przez komórki dendrytyczne. W obecności paroksetyny poziom mRNA transportera glukozy-1 (Glut-1), głównego transportera glukozy w DC, był niższy niż w aktywowanych komórkach bez leczenia. Paroksetyna powodowała również znaczne zmniejszenie potencjału błony mitochondrialnej (MMP) zarówno w DC, jak i limfocytach T, szczególnie w DC.

Badacze zauważyli, że paroksetyna hamowała geny związane z lipogenezą w DC. Lek wpływał również na poziomy mRNA kodujących enzymy metaboliczne i transportery zaangażowane w glikolizę w DC. W przeciwieństwie do tego, paroksetyna hamowała Enolase2 i zwiększała SirT1 w limfocytach T, dlatego wpływ paroksetyny na metabolizm limfocytów T może być umiarkowany lub pośredni i mediowany przez DC. Na podstawie tych obserwacji badacze zaproponowali, że paroksetyna może hamować funkcję DC poprzez zmniejszenie lipogenezy i glikolizy.

Mechanizm działania paroksetyny na poziomie molekularnym obejmuje hamowanie fosforylacji PI3K–AKT–mTOR w komórkach dendrytycznych i limfocytach T. Badacze wykazali, że paroksetyna zmniejszała ekspresję mRNA GRK2, PI3K, AKT i mTOR w DC. Wpływ paroksetyny na ekspresję mRNA PI3K–AKT–mTOR był słaby w limfocytach T, co wskazuje, że wpływ paroksetyny na poziomy transkrypcji PI3K–AKT–mTOR w DC miał specyficzność. Badacze odkryli również, że paroksetyna hamowała fosforylację PI3K–AKT–mTOR w DC i limfocytach T bez znaczącego wpływu na całkowitą ekspresję białka AKT w DC i mTOR w limfocytach T.

Co ciekawe, po aktywacji PI3K przez 740 Y-P (agonistę PI3K), paroksetyna zmniejszała ekspresję mRNA i fosforylację GRK2, PI3K, AKT i mTOR w DC. “Nasze dane ujawniły, że paroksetyna przeciwdziała stymulacji osi PI3K–AKT poprzez hamowanie GRK2, co wydaje się niezbędne dla zahamowania metabolizmu w komórkach dendrytycznych” – piszą autorzy.

Badania z wykorzystaniem ko-immunoprecypitacji wykazały, że paroksetyna znacząco zmniejszała interakcję GRK2 z PI3K lub p-PI3K w aktywowanych LPS komórkach dendrytycznych i indukowanych ConA limfocytach T. Paroksetyna zmniejszała również interakcję GRK2 z AKT lub p-AKT w DC, co sugeruje, że lek reguluje w dół interakcję GRK2–PI3K lub AKT i zmniejsza kaskadową fosforylację osi PI3K–AKT.

Po aktywacji PI3K przez 740 Y-P, DC wykazywały dojrzały fenotyp ze zwiększonymi poziomami MHC-II i CD86, podwyższonym wydzielaniem IL-12 i IFN-γ oraz obniżonym wydzielaniem IL-10 i TGF-β₁. Paroksetyna z kolei odwracała zmiany wywołane przez 740 Y-P w DC. Analiza mieszanej reakcji limfocytów (MLR) wykazała, że paroksetyna hamowała indukowaną przez DC proliferację limfocytów T po aktywacji PI3K.

Po podaniu 740 Y-P różnicowanie limfocytów T CD8⁺ znacznie się zwiększyło, a proporcja T_regs znacznie się zmniejszyła. Paroksetyna odwracała te efekty. Lek zmniejszał również ekspresję GzmB i indukował Foxp3 w limfocytach T w porównaniu do 740 Y-P, co ilustruje, że paroksetyna antagonizowała aktywację PI3K w limfocytach T.

Czy nowe odkrycia wpłyną na kliniczne podejście do RA?

Jak te zmiany molekularne przekładają się na funkcje immunologiczne? Paroksetyna hamowała dojrzewanie komórek dendrytycznych, co przejawiało się zmniejszoną ekspresją MHC-II i CD86, zwiększoną sekrecją IL-10 i TGF-β₁ oraz obniżoną produkcją IFN-γ i IL-12. Lek hamował również proliferację limfocytów T, szczególnie limfocytów T CD8⁺, i zwiększał odsetek T_regs. Dodatkowo paroksetyna zwiększała ekspresję cząsteczek koinhibitorowych, takich jak PD-1, CTLA-4 i PD-L1, co hamowało komunikację między DC a limfocytami T.

GRK2, kluczowa kinaza serynowo/treoninowa (Ser/Thr), jest istotnym białkiem regulacyjnym w odpowiedzi immunologicznej zapalnej, które reguluje infiltrację komórek immunologicznych, uwalnianie cytokin zapalnych i inne procesy. Aberracyjna ekspresja lub aktywność GRK2 odgrywa znaczącą rolę w rozwoju zaburzeń związanych z odpowiedzią immunologiczną zapalną, takich jak RA, cukrzyca typu 2, insulinooporność, stwardnienie rozsiane i rak wątroby.

Czy te odkrycia mogą zmienić podejście do leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów? Badanie sugeruje, że paroksetyna, poprzez hamowanie GRK2 i modulowanie szlaku PI3K–AKT–mTOR, może stanowić obiecującą strategię terapeutyczną w RA. Jakie wyzwania stoją przed klinicznym zastosowaniem paroksetyny w leczeniu RA? Konieczne są dalsze badania w celu ustalenia optymalnych dawek i oceny długoterminowego bezpieczeństwa.

Niedawno metabolizm kwasów tłuszczowych został powiązany z wieloma aktywnościami komórek immunologicznych. Rodzaje wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wpływają na różnicowanie ludzkich komórek dendrytycznych pochodzących z monocytów, generację cytokin i aktywację limfocytów T. Blokada syntezy kwasów tłuszczowych hamuje rozwój DC z komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC) u ludzi i indukuje apoptozę w prekursorach DC. Ponadto blokada ta utrudniała generację DC w narządach limfoidalnych, a także ekspresję MHC-II.

Oprócz sygnalizacji receptora toll-podobnego (TLR), sygnalizacja mTOR w T_regs jest odpowiedzialna za napędzanie produkcji endogennych zapasów kwasów tłuszczowych, głównie poprzez szlaki biosyntezy cholesterolu. Glukoza jest głównym źródłem energii i składników odżywczych dla komórek immunologicznych. DC są zasilane energią w stanie spoczynku poprzez OXPHOS. Jednak po stymulacji przez katalizatory, takie jak LPS, DC przechodzą szybkie zmiany metaboliczne w kierunku glikolizy i dojrzewają.

Podsumowując, badanie identyfikuje szlak GRK2/PI3K–AKT–mTOR jako kluczowy mechanizm regulacyjny, który odgrywa istotną rolę w zachowaniu komórek dendrytycznych i limfocytów T w RA. Paroksetyna, poprzez hamowanie kompleksów GRK2–PI3K i GRK2–AKT oraz zmniejszanie fosforylacji i aktywacji szlaku PI3K–AKT–mTOR, może modulować odpowiedź immunologiczną i potencjalnie przynosić korzyści osobom z RA. Te odkrycia otwierają nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu chorób autoimmunologicznych, szczególnie reumatoidalnego zapalenia stawów.

Podsumowanie

\- Paroksetyna wykazuje znaczący potencjał terapeutyczny w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów poprzez hamowanie GRK2 i modulację szlaku PI3K-AKT-mTOR.
\- W badaniach na modelu zwierzęcym paroksetyna w dawkach 15 i 30 mg/kg/dzień znacząco zmniejszała objawy RA, porównywalnie do metotreksatu.
\- Lek hamuje dojrzewanie komórek dendrytycznych, ogranicza ich migrację i zmniejsza wydzielanie czynników prozapalnych.
\- Paroksetyna wpływa na metabolizm komórek immunologicznych poprzez zmniejszenie poboru glukozy i wydzielania kwasów tłuszczowych.
\- Mechanizm działania obejmuje hamowanie fosforylacji PI3K-AKT-mTOR w komórkach dendrytycznych i limfocytach T.
\- Badania wykazały, że lek zwiększa odsetek limfocytów T regulatorowych i hamuje proliferację limfocytów T CD8+.

Bibliografia

Liu Tingting, Jin Chao, Sun Jing, Zhu Lina, Wang Chun, Xiao Feng, Liu Xiaochang, Lv Liying, Yang Xiaoke, Zhou Wenjing, Tan Chao, Wang Xianli and Wei Wei. Paroxetine alleviates dendritic cell and T lymphocyte activation via GRK2-mediated PI3K–AKT signaling in rheumatoid arthritis. Chinese Medical Journal 2024, 138(4), 441-451. DOI: https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000003165.