Рапамицин в виде пролонгированного препарата останавливает прогрессирование гипертрофии левого желудочка при субклинической гипертрофической кардиомиопатии кошек: результаты исследования RAPACAT

J Am Vet Med Assoc.   Jul 2023

https://doi.org/10.2460/javma.23.04.0187

Перевод с англ.: ветеринар - невролог/кардиолог Васильев

Сокращенная статья

Краткое содержание статьи

Цель  Гипертрофическая кардиомиопатия кошек (ГКМП) остается заболеванием с незначительным прогрессом в лечении. Рапамицин модулирует путь mTOR, предотвращая и обращая вспять гипертрофию сердца на моделях заболевания у грызунов. Его применение у пациентов с аллотрансплантатом почки человека связано с уменьшением толщины сердечной стенки. Мы стремились оценить влияние рапамицина в виде препарата пролонгированного действия (DR) один раз в неделю в течение 6 месяцев на эхокардиографические, биохимические и биомаркерные реакции у кошек с субклинической необструктивной гипертрофической кардиомиопатией.

Животные  Сорок три кошки с субклинической формой ГКМП, имеющие владельцев

Методы  Кошки, участвовавшие в этом двойном слепом, многоцентровом, рандомизированном и плацебо-контролируемом клиническом исследовании, получали низкие или высокие дозы рапамицина или плацебо. Кошкам были проведены  физикальный осмотр, оценка качества жизни,  оценка давления крови, общий и биохимический анализы крови,  анализ общего Т4 в крови, анализ мочи, измерение  N-концевого натрийуретического пептида pro-B-типа и сердечного тропонина I на  исходном уровне и на 60, 120 и 180-й дни лечения. Фруктозамин был проанализирован при скрининге и на 180-й день. Эхокардиограммы были выполнены во все моменты времени, за исключением 120-го дня. Показатели результатов  сравнивались с использованием повторных измерений ANCOVA.

Результаты  Исходные демографические, эхокардиографические или клинико-патологические показатели между исследуемыми группами существенно не различались, что подтверждает успешную рандомизацию. На 180-й день первичная переменная результата исследования, максимальная толщина стенки миокарда левого желудочка в любом месте, была значительно ниже в группе, получавшей низкие дозы рапамицина, по сравнению с плацебо (Р = 0,01). Пероральный прием пролонгированной формы рапамицина переносился хорошо, без существенных различий в нежелательных явлениях между группами.

Клиническая значимость   Результаты показывают, что рапамицин  в виде пролонгированной формы хорошо переносился и может предотвращать или отсрочивать прогрессирующую гипертрофию левого желудочка у кошек с субклинической ГКМП. Необходимы дополнительные исследования для подтверждения и дальнейшей характеристики этих результатов.

Введение

Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) является наиболее распространенным сердечно–сосудистым заболеванием у домашних кошек с распространенностью 14%. ^1-3 ГКМП определяется как асимметричное или симметричное утолщение задней стенки левого желудочка (ЛЖ) или межжелудочковой перегородки (МЖП) при отсутствии какой-либо гемодинамической причины (например, системной гипертензии, врожденного заболевания или фиксированного стеноза) или гормонального  стимула (например, гипертиреоз или гиперсоматотропизм).^1,2 Заболевание, как правило, необратимо и прогрессирует. В то время как у некоторых кошек субклиническое течение сохраняется на протяжении всей жизни, у многих  заболевание прогрессирует  до развития одного  или комбинации тяжелых исходов, включая левостороннюю застойную сердечную недостаточность, артериальную тромбоэмболию (АТЭ) и внезапную смерть, частота которых, по сообщениям, составляет 23,9%, 11,3% и 3,4% соответственно.⁴

Несмотря на обширные исследовательские усилия, доступные в настоящее время медикаментозные методы лечения не смогли задержать прогрессирование заболевания, улучшить качество жизни или продемонстрировать преимущество при выживании в субклинических условиях.^1,2 Способствующим фактором может быть то, что многие существующие лекарственные методы лечения нацелены на гемодинамические последствия ГКМП, а не на аномальные молекулярные пути или белки, участвующие в возникновении заболевания. Следовательно, крайне важно изучить новые терапевтические мишени для лечения кошек с скрытой ГКМП.

Рапамицин, также известный как сиролимус, макролид и ингибитор механической (ранее называемой у млекопитающих) мишени рапамицина (mTOR), перспективен в качестве нового терапевтического средства для ГКМП кошек.^5-10 mTOR - атипичная серин/треониновая протеинкиназа, которая связывается с несколькими белками, образуя 1 из 2 мультибелковых комплексов: mTOR комплекс 1 (mTORC1) и mTOR-комплекс 2 (mTORC2).^5,11,12 Эти 2 комплекса играют различную роль в укреплении здоровья сердечно-сосудистой системы как во время эмбриогенеза, так и в послеродовой жизни с различными целями на восходящем и нисходящем уровнях. Активация mTORC1 способствует анаболическим процессам, которые увеличивают синтез как белков, так и липидов, подавляет катаболические процессы, снижая аутофагию (способность клетки удалять поврежденные белки и органеллы), и играет жизненно важную роль в передаче сигналов об адаптивном ремоделировании сердца в ответ на механическую перегрузку.⁵ Хотя mTORC2 до конца не изучен, он играет роль в регуляцмм метаболизма глюкозы и липидов и способствует выживанию клеток кардиомиоцитов, организации цитоскелета и соответствующей полярности клеток.

Как mTORC1, так и mTORC2 необходимы для нормального состояния сердечно-сосудистой системы; полное разрушение этих комплексов приводит к нарушениям обмена веществ и сердечно-сосудистым заболеваниям.⁵ Однако исследования показали, что активация mTORC1 в результате хронических гемодинамических стрессоров может быть вредной для сердца, приводя к патологической гипертрофии. В то время как mTORC1 остро чувствителен к рапамицину, белковый комплекс mTORC2 сравнительно нечувствителен. Для разрушения mTORC2 in vivo или в культуре клеток требуется длительное хроническое воздействие рапамицина.¹² Было показано, что ингибирование mTORC2 приводит к непереносимости глюкозы и резистентности печени к инсулину.¹³ Было показано, что периодическое введение рапамицина смягчает вредные эффекты длительного ингибирования mTORC2, одновременно обеспечивая устойчивое ингибирование mTORC1 во многих тканях.¹⁴

Многочисленные исследования с участием мышиных моделей ГКМП, а также исследование на людях у пациентов с трансплантацией почки, продемонстрировали, что ингибирование mTORC1 рапамицином приводило к обращению вспять патологической гипертрофии левого желудочка (ЛЖ).^6-10 Кроме того, исследование ¹⁵ на собаках продемонстрировало благоприятные эффекты периодического приема рапамицина у старых собак, включая улучшение диастолических и систолических показателей сердечной функции.

Недавно был разработан новый препарат рапамицина в виде пролонгированной формы для лечения ГКМП у кошек, назначаемый один раз в неделю. Целью данного исследования была оценка безопасности и эффективности обращения вспять или задержки прогрессирования гипертрофии миокарда и, следовательно, сердечной дисфункции с помощью перорального приема рапамицина  в виде пролонгированной формы один раз в неделю у кошек с субклинической формой ГКМП в течение 6 месяцев. Мы предположили, что прием рапамицина один раз в неделю будет хорошо переноситься кошками и либо обратит вспять, либо предотвратит прогрессирование эхокардиографического ремоделирования левого желудочка.

Обсуждение

Это было первое исследование, в котором оценивались эффекты рапамицина у кошек с субклинической  ГКМП. Кроме того, в этом исследовании оценивались эти эффекты в отсутствие наблюдаемой перегрузки давлением. Представленные здесь данные демонстрируют, что прием низкой дозы (0,3 мг/кг) пролонгированной формы рапамицина один раз в неделю значительно изменяет первичный показатель исхода, максимальный показатель толщины стенки, в течение 6-месячного периода. Кроме того, пероральные низкие и высокие дозы рапамицина хорошо переносились без существенных различий в побочных эффектах по сравнению с плацебо. Таким образом, результаты этого исследования позволяют предположить, что этот новый препарат пролонгированной формы рапамицина может эффективно предотвращать или задерживать прогрессирование гипертрофии левого желудочка у кошек с субклинической ГКМП, устанавливая пролонгированную  форму рапамицина или ингибирование пути mTOR в качестве первого многообещающего нового подхода к лечению субклинической ГКМП у кошек.

Аналогично нашим выводам, в предыдущих исследованиях in vitro и in vivo на моделях мышей и крыс, а также на людях также сообщалось либо о регрессии, либо об уменьшении ремоделирования левого желудочка в ответ на введение рапамицина, хотя в подавляющем большинстве этих исследований оценивалась гипертрофия левого желудочка в контексте перегрузки давлением.^6-9,21 Тем не менее, исследования, в которых оценивалось влияние рапамицина на гипертрофию левого желудочка после перевязки аорты у мышей, последовательно демонстрировали регресс ремоделирования сердца левого желудочка, оцениваемого как эхокардиографически, так и гистологически, по сравнению с мышами, получавшими контрольный препарат.^6-8,21

У мышей, получавших рапамицин, наблюдалось незначительное увеличение размера кардиомиоцитов и массы сердца и уменьшение интерстициального фиброза. Эти исследования также продемонстрировали нормализацию экспрессии генов, измененную гипертрофией левого желудочка, вызванной перегрузкой давлением.^7,8 Наиболее примечательно, что в то время как перевязка аорты приводило к повышенной экспрессии MYH7 и снижению экспрессии SERCA2a, мыши, получавшие рапамицин, возвращались к нормальной экспрессии SERCA2a и усиленной экспрессии MYH7 и MYH6, по сравнению с контрольной группой, получавшей носитель.⁷ Эти исследования показали, что терапия рапамицином была связана со снижением нескольких нижестоящих мишеней пути mTOR, важного для трансляции и синтеза белка, включая активность рибосомальной S6–киназы р70 (S6K1) в остром и хроническом состоянии^6-8 и фактор инициации трансляции эукариот-4E в хроническом состоянии.⁸

Интересно, что когда активность S6K1 оценивалась у крыс, получавших рапамицин, которым проводилось сужение аорты или плацебо - процедура, в обеих группах наблюдалось снижение активности S6K1 по сравнению с контрольной группой, получавшей носитель, что позволяет предположить, что рапамицин, по-видимому, воздействует на пути, участвующие в гипертрофии левого желудочка, с помощью механизмов, независимых только от эффектов перегрузки давлением.²¹

Наконец, на людях было изучено влияние рапамицина на гипертрофию левого желудочка у реципиентов почечного трансплантата.¹⁰ Хотя чаще всего используются ингибиторы кальциневрина (циклоспорин или такролимус), некоторые пациенты плохо переносят эти препараты из-за нефротоксичности, вызванной ингибиторами кальциневрина. Исследование, проведенное в 2008 году¹⁰, продемонстрировало значительное снижение индекса массы левого желудочка и толщины стенки межжелудочковой перегородки у реципиентов почечного трансплантата, получавших рапамицин в течение 1 года, по сравнению с теми, кто получал циклоспорин или такролимус. Хотя эти пациенты также получали антигипертензивную терапию с аналогичным достигнутым уровнем артериального давления крови, значительный регресс индекса массы левого желудочка и показателей толщины межжелудочковой перегородки в диастолу наблюдался только у пациентов, получавших терапию рапамицином. Это говорит о том, что рапамицин действовал посредством механизмов, не зависящих от гемодинамической нагрузки.

Хотя, насколько известно авторам, специфические для рапамицина эффекты in vivo на здоровье сердца у кошек ранее не оценивались, кошачья модель индуцированной перегрузки давлением в правом желудочке продемонстрировала, что многие из нижестоящих путей активации mTOR вовлечены в гипертрофию правого желудочка у кошек, что еще раз подчеркивает, что рапамицин может быть полезной мишенью для лечения гипертрофия левого желудочка у кошек, будь то из-за перегрузки давлением или первичной ГКМП.²² Кроме того, кардиомиоциты кошек были оценены in vitro и это показало, что рапамицин эффективно подавляет или усиливает нижестоящие мишени mTOR.^23,24

Примечательно, что значительный эффект рапамицина на гипертрофию левого желудочка наблюдался в группе, получавшей низкие дозы рапамицина, в отличие от группы, получавшей высокие дозы. Предполагается, что это связано с используемой стратегией дозирования. Показано, что периодическое введение рапамицина в низких дозах частично ингибирует mTORC1, не влияя на mTORC2, таким образом, максимизируя его влияние на ремоделирование левого желудочка при минимизации побочных эффектов, вторичных по отношению к ингибированию mTORC2.^5,12,13 Было показано, что ингибирование mTORC2 приводит к непереносимости глюкозы и резистентности печени к инсулину.¹³

В текущем исследовании у одной кошки с факторами риска развития сахарного диабета (ожирение и предписанная диета до насыщения) на исходном этапе в течение периода исследования развился явный сахарный  диабет и диабетический кетоацидоз, что наводит на мысль, что восприимчивость mTORC2 к ингибированию может зависеть от индивидуальных факторов пациента. У этой кошки на 120-й день были обнаружены изменения в анализе крови и мочи, соответствующие диагнозу сахарного диабета, которые первоначально не были распознаны клиницистом. Согласно протоколу исследования, прекращение терапии и исключение кошки из исследования должны были произойти на этом этапе, поскольку непереносимость глюкозы является известным потенциальным эффектом рапамицина у других видов. Наличие диабетического кетоацидоза у этой кошки в текущем исследовании позволяет предположить, что при назначении рапамицина пациентам из семейства кошачьих с факторами риска развития сахарного диабета необходима осторожность и что пациенты должны находиться под тщательным наблюдением во время приема препарата на предмет развития сахарного диабета.

В целом, у большего числа кошек в группах лечения наблюдались серьезные побочные эффекты по сравнению с группой плацебо; однако это не достигало статистической значимости. Помимо вышеупомянутого пациента с диабетическим  кетоацидозом, все другие серьезные нежелательные явления, о которых сообщалось, представляли собой прогрессирование заболевания (хроническая сердечная недостаточность и внезапная смерть) у пациентов с прогрессирующим субклиническим ГКМП. Важно отметить, что активность mTORC1 и mTORC2, а также их нижестоящих мишеней напрямую не измерялась, и, как таковая, эта гипотеза не может быть полностью подтверждена.

В дополнение к основным переменным исхода исследования была изучена оценка исходных характеристик, которые могут предсказать ответ на терапию. Это представляет особый интерес для ГКМП у кошек, поскольку предыдущие исследования зафиксировали у некоторых кошек незначительное прогрессирование этого заболевания в течение жизни.⁴ В этом наборе данных N-концевой натрийуретический  пептид pro-B-типа умеренно коррелировал с ответом на терапию изменением  максимального показателя толщины стенки с течением времени, в то время как исходный сердечный тропонин I и исходный максимальный показатель толщины стенки не были значимыми. К сожалению, из-за изменения методологии измерения сердечного тропонина I в референтной -лаборатории в течение периода исследования, предварительная оценка сердечного тропонина I была ограничена оценкой исходного уровня. Будущие ключевые исследования должны быть направлены на дальнейшее изучение этих взаимосвязей, чтобы предсказать наиболее устойчивые реакции на лекарственные препараты.

Важно оценить наши результаты с учетом определенных ограничений. Наша первичная конечная точка измененного максимального  показателя толщины стенки желудочка была выбрана на основе известной патофизиологии ГКМП и предыдущих исследований, демонстрирующих благоприятную эффективность в лечении неадаптивной гипертрофии левого желудочка. Необходимы дальнейшие фундаментальные исследования, изучающие влияние рапамицина на ранее наблюдавшиеся прогностические маркеры ГКМП у кошек. Кроме того, в этом исследовании оценивалась дозировка пролонгированного рапамицина только у субклинических кошек с ГКМП в течение 6-месячного периода без признаков значительно выраженной обструкции выводящего тракта левого желудочка. Неясно, как рапамицин повлияет на эту популяцию кошек в течение более длительного периода времени или на кошек со значительной  обструкцией выводящего тракта левого желудочка, хотя модели перегрузки давлением на животных позволяют предположить, что кошки с обструкцией выводящего тракта левого желудочка, вероятно, также получат пользу от этого препарата.^6-8

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, приведут ли, в конечном счете, преимущества, наблюдаемые в этом исследовании, к увеличению продолжительности жизни, снижению риска осложнений, связанных с ГКМП (т.е. хроническая сердечная недостаточность, артериальная тромбоэмболия, возникновению аритмии и внезапной смерти), а также улучшению качества жизни. Кроме того, остается неясным, окажет ли рапамицин аналогичное воздействие, если начать лечение пациентов после развития одного из этих тяжелых исходов. Исследование 7 мышей с гипертрофией левого желудочка вследствие перевязки аорты показало улучшение ремоделирования левого желудочка у мышей как с компенсированной, так и с декомпенсированной гипертрофией левого желудочка, что позволяет предположить, что рапамицин может быть полезен как на субклинической, так и на симптоматической стадиях заболевания.

Точные механизмы действия препарата на гипертрофированный миокард левого желудочка остаются неизвестными; необходимы будущие исследования, изучающие влияние препарата на экспрессию генов и белков на уровне кошачьего сердца. Наконец, хотя мы использовали статистическое тестирование, чтобы свести к минимуму различия между группами на исходном уровне и пороговое значение P, которое отражало исследовательский характер этого первоначального исследования, не связанного с результатами, необходимо учитывать возможность ошибки I типа.

Важно обратить внимание на значительную гетерогенность генотипической и фенотипической экспрессии кошачьего ГКМП и на то, как это может повлиять на эффект рапамицина в большей популяции пораженных кошек. Хотя это, возможно, в некоторой степени повлияло на наши результаты, все же, по-видимому, наблюдается явный эффект лечения гипертрофии левого желудочка у кошек, получавших низкие дозы рапамицина. Будущие исследования могли бы быть направлены на оценку влияния фармакогенетики на индивидуальную реакцию пациента на рапамицин. Хотя в этом непроверенном исследовании был достигнут достаточный размер выборки для определения статистической значимости для показателя максимальной толщины стенки желудочка, сохраняется возможность ошибки как I, так и II типа.

В заключение, это исследование показало, что пролонгированная форма рапамицина является многообещающим новым препаратом для продолжения изучения лечения субклинической ГКМП у кошек, который может предотвратить или отсрочить прогрессирование гипертрофии левого желудочка. Результаты нашего исследования показали, что прием пролонгированного рапамицина один раз в неделю хорошо переносился в обеих исследованных дозах. Значимое влияние лечения на максимальную толщину стенки желудочка в любом месте, выявленное в группе с низкими дозами на 180-й день, подтверждает эффективность 0,3 мг/кг пролонгированного рапамицина один раз в неделю в снижении гипертрофии левого желудочка при субклиническом ГКМП у кошек.

Больший эффект лечения, наблюдаемый в группе с низкими дозами, по сравнению с группой с высокими дозами, может представлять собой ошибку II типа, учитывая небольшой размер когорты (n = 10) в группе с высокими дозами на 180-й день, или может отражать более благоприятный баланс подавления mTORC1 и активности при еженедельном приеме интервал при минимизации долгосрочных побочных эффектов за счет ингибирования mTORC2. Необходимы будущие исследования, чтобы выяснить влияние этого препарата на долгосрочную выживаемость и определить, задерживает ли рапамицин наступление других исходов заболевания ГКМП.

Расскажите об этой странице друзьям!