Ang mga puting selula ng dugo, o leukocytes, ay ang una at pangalawang linya ng depensa ng katawan laban sa mga dayuhang organismo at particle. Gayunpaman, ilang gamot ang nagta-target sa produksyon at paggalaw ng mga cell na ito para sa mga layuning kapaki-pakinabang sa klinikal. Isang bagong pag-aaral na inilathala sa journal Ang kaligtasan sa sakit ginalugad ang signaling molecule landscape upang matukoy ang mga potensyal na druggable na target para sa paglipat ng leukocyte sa bloodstream.
Pag-aaral: Ang small-molecule CBP/p300 histone acetyltransferase inhibition ay nagpapakilos ng mga leukocytes mula sa bone marrow sa pamamagitan ng endocrine stress response. Credit ng Larawan: Rost9 / Shutterstock
Ang mga leukocyte, kabilang ang mga neutrophil, monocytes, at B lymphocytes, ay nabuo sa bone marrow mula sa bumubuo ng dugo na precursor cells at sa ilang iba pang espesyal na organo. Ang mga ito ay hinahawakan sa utak ng buto hanggang sa mailabas sila sa sirkulasyon.
Mayroong dalawang leukocyte compartments sa dugo at peripheral tissues, na nagpapakita ng mga pagbabago sa laki na may iba’t ibang estado ng katawan. Halimbawa, kapag ang katawan ay nasugatan, na-stress, o nahawahan, ang bilang ng mga leukocytes sa apektadong tissue ay nagbabago at babalik sa normal kapag ang banta ay nakapaloob.
Maramihang mga hakbang sa regulasyon ang nakikibahagi sa pagkasira ng leukocyte pati na rin ang paggalaw sa iba’t ibang lugar kung saan kinakailangan ang mga ito. Nagmumula ang mga ito sa central nervous system (CNS) bilang tugon sa mga peripheral signal, na kinokontrol ng mga neural circuit kung saan ang sympathetic nervous system at ang hypothalamo-pituitary-adrenal (HPA) axis ay lumahok.
Gumagana ang mga signal na ito upang mapataas ang hemopoiesis ng bone marrow, kumuha ng mga leukocyte sa dugo at iba pang mga tisyu kung saan kinakailangan ang mga ito, at matiyak na babalik sila sa mga normal na antas kapag nalampasan na ang hamon.
Sa ilang kondisyon ng sakit, nawawala ang homeostatic control na ito, kaya humahantong sa abnormal na bilang, gaya ng bone marrow failure sa isang banda o acute leukemia sa kabilang banda. Gayunpaman, sa ngayon, kakaunti ang mga gamot na makakatulong sa pagwawasto ng naturang dysregulation sa pamamagitan ng pagbabago sa rate ng produksyon, pagkasira, o paglipat ng mga leukocytes, maging sa kanser sa dugo, talamak na pamamaga, o talamak na hyperinflammatory na estado.
Kabilang sa mga magagamit na gamot ay ang granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) family, CXC-motif chemokine receptor 4 (CXCR4) antagonists gaya ng plerixafor/AMD3100), o mga inhibitor ng integrin very late antigen 4 (VLA4). Ang G-CSF ay, halimbawa, ay ginagamit upang itama ang neutropenia sa mga pasyente sa chemotherapy ngunit hindi gaanong kapaki-pakinabang sa mga pasyente na may talamak na febrile na kondisyon na kinasasangkutan ng mababang bilang ng neutrophil. Bukod dito, ang G-CSF ay maaaring magdulot ng masamang epekto sa ilang mga pasyente.
Ang pangangailangang malaman ang higit pa tungkol sa larangang ito ng pharmacology ay nag-udyok sa kasalukuyang pag-aaral. Nakatuon ito sa isang maliit na molekula na tinatawag na E1A-associated protein p300 (EP300 o p300), na nakikitang bagong nakuha sa panahon ng leukemic phase ng isang kondisyon na tinatawag na severe congenital neutropenia (SCN).
Ang pagkawala ng paggana ng gene na ito ay humantong sa pagbawas ng produksyon ng selula ng dugo kung tatanggalin bago ipanganak ngunit mataas o leukemic leukocyte ang bilang sa susunod na buhay. Mayroon itong ortholog, cyclic-adenosine-monophosphate-response-element-binding protein (CREBBP, na kilala rin bilang “CBP,” na may 90% homology ng sequence. Isa sa 8 domain sa gene na ito ang responsable para sa histone acetyltransferase (HAT) aktibidad at naglalaman ng mutation sa SCN na nagdudulot ng leukemic transformation.
Sa kasong ito, maaaring druggable ang domain na ito upang makagawa ng “leukocytosis kapag hinihiling” sa pamamagitan ng pagbabago sa mga sukat ng iba’t ibang mga leukocyte compartment.
Ano ang ipinakita ng pag-aaral?
Natuklasan ng mga siyentipiko na ang pag-inhibit sa domain ng CBP/p300 kasama ang aktibidad ng HAT nito ng maliit na molecule inhibitor na A485 ay humantong sa isang nababaligtad na mapagkumpitensyang pagsugpo sa aktibidad ng HAT enzyme, lalo na para sa CBP at p300 kumpara sa iba pang mga HAT. Tulad ng inaasahan, ito ay humantong sa isang mabilis na pagtaas sa mga antas ng acetyl CoA sa loob ng bone marrow macrophage sa mga modelo ng mouse. Ang resulta ay mabilis na leukocytosis.
Napag-alaman na ito ay isang aksyon na umaasa sa dosis at hindi humina sa paulit-ulit na pangangasiwa. Kapag ginamit ang isa pang uri ng CBP/p300 HAT inhibitor (C646), ang parehong epekto ay naobserbahan, na nagpapatunay sa mekanismo ng pagkilos. Sa kabaligtaran, ang mga inhibitor ng DNA na nagbubuklod ng protina o ng isa pang HAT na natagpuan sa mga mammal ay nabigong magdulot ng leukocytosis.
Ang mga antas ng A485 sa dugo ay mabilis na tumaas kapag iniksyon sa mga daga, na naipon sa bone marrow, adipose tissues, atay, pali, at bato, ngunit hindi sa utak. Ang mga bilang ng leukocyte ay tumaas nang magkatulad, kabilang ang mga neutrophil, lymphocytes, at monocytes. Pagkalipas ng isang linggo, walang katibayan ng pangangasiwa ng droga ang nakikita, na nagmumungkahi ng isang lumilipas na epekto.
Ang pagtaas sa mga bilang ng leukocyte ay maihahambing sa nakamit ng G-CSF, kahit na medyo mas mabilis para sa mga neutrophil. Kapag ibinigay ang pareho, nagresulta ang makabuluhang mas mataas na bilang ng neutrophil. Gayunpaman, pagkatapos ng 24 na oras, ang lahat ng tatlong uri ng selula ng dugo ay itinaas na may G-CSF vs A485.
Ito ay nagpapahiwatig ng isang mas maikli at ibang pagkilos ng A485 kumpara sa G-CSF.
Upang mapalawak ang mga obserbasyon sa mga paksa ng tao, ang mga mananaliksik ay tumingin sa data mula sa isang pangkat ng mga pasyente na may isang bihirang sakit na tinatawag na Rubinstein-Taybi syndrome (RSTS), kung saan CREBBP at EP300 nagaganap ang mga mutasyon. Humigit-kumulang dalawang-katlo ang may mataas na bilang ng leukocyte, na may 70% na nagpapakita ng mga mutasyon sa domain ng HAT. Tulad ng inaasahan, ang pangkat na ito ay mas malamang na magpakita ng leukocytosis kaysa sa ibang grupo, kung saan ang HAT ay naligtas.
May clinical utility ba ang observation na ito? Upang malaman, sinubukan nila ang epekto ng A485 sa isang pangkat ng mga daga na may myelodysplastic syndrome (MDS), na natuklasan na ang maliit na molekula ay nagpapanatili ng normal na bilang ng leukocyte. Pangalawa, nag-udyok sila ng malubhang neutropenia sa pamamagitan ng isang kurso ng chemotherapy sa isang modelo ng mouse, na nagpapakita na ang A485 ay humantong sa talamak na pagbawi ng mga bilang ng leukocyte.
Pagkatapos, ipinakilala nila ang organismo Listeria monocytogenes sa isang sepsis-inducing dose sa mga daga na may chemotherapy-induced pancytopenia. Ang mga neutrophil ay mahalaga sa immune defense laban sa microbe na ito. Pagkatapos ng impeksyon, nag-inject sila ng A485 vs. sasakyan sa mga kontrol.
Habang ang mga ginagamot sa sasakyan ay nagkasakit at namatay sa sepsis, ang A485 sa isang dosis ay humantong sa pagpapabuti ng kaligtasan, na may mas kaunting bakterya na nakuhang muli mula sa mga ginagamot na hayop. Ang A485 ay nagpapakilos ng mga leukocytes mula sa bone marrow, na siyang mekanismo ng leukocytosis. Sa kaibahan, walang emergency hematopoiesis sa bone marrow.
Ang iba’t ibang mga subset ng leukocytes ay tumugon sa mga natatanging landas na na-trigger ng A485. Kasama sa mga ito ang parehong G-CSF-dependent at -independent na mga landas ng neutrophilia, ngunit iba pang mga landas para sa lymphocytosis.
Bukod dito, ang A485 ay gumagamit ng mga neurohumoral pathway, partikular na ang HPA axis, upang himukin ang leukocytosis, gaya ng nakikita ng tumaas na antas ng glucocorticoids sa dugo pagkatapos ng A485 administration. Ang tugon ng leukocytosis na na-trigger ng pag-activate ng HPA ay hindi umaasa sa mga glucocorticoids, gayunpaman, ngunit nangyayari bilang tugon sa mga signal na kinokontrol ng CRHR1, kabilang ang adrenocorticotropic hormone (ACTH), na nangyayari sa pagkawala ng mga signal ng feedback ng HPA.
Habang tumataas ang mga neutrophil sa pangangasiwa ng ACTH, ang bilang ng lymphocyte ay tumataas lamang kapag may glucocorticoid blockade, na nagpapahiwatig na pareho ang kinokontrol nang iba.
Ano ang mga implikasyon?
“Ang mapagkumpitensya, nababaligtad, small-molecule-mediated inhibition ng CBP/p300 HAT domain ay nag-trigger ng talamak at lumilipas na pagpapakilos ng leukocyte mula sa bone marrow.” Ang karagdagang pananaliksik ay kinakailangan upang matukoy kung aling mga klinikal na konteksto ang mainam para sa gamot na ito. Maaaring mas mabuti ang A485 kung kailangan lamang ng isang mabilis na maikling pagtaas ng mga neutrophil, habang ang pangmatagalang pagbawi ng produksyon ng selula ng dugo sa bone marrow ay maaaring tumawag para sa G- CSF.
Ang tiyempo ng pangangasiwa para sa magagandang resulta ay kailangan ding tukuyin dahil ang mga pasyente na may neutropenic sepsis ay naroroon sa iba’t ibang oras at yugto. Bukod dito, ang halaga ng mga naturang gamot sa bacterial o viral, sa halip na listerial, sepsis ay nananatiling hindi ginalugad.
Gayunpaman, tulad ng iniulat ng mga naunang mananaliksik, mayroon itong mga anti-tumor effect, na maaaring gawin itong mahalaga sa adjuvant therapy para sa mga pasyente ng kanser. Ang kasalukuyang pag-aaral ay nagbibigay din ng liwanag sa papel ng ACTH, sa halip na mga produkto nito sa ibaba ng agos, glucocorticoids, sa leukocyte homeostasis at aktibidad ng G-CSF.
