A XIX. század végén már használták az orvosi gyakorlatban az opioidokat és az acetil-szalicilsavat, amelyek napjainkig a fájdalomcsillapítás fő eszközei maradtak. Modern farmakológiai kézikönyvekben azonban mégsem találunk külön fejezetet a fájdalomérző idegsejtekre ható szerekről, ellentétben mondjuk a vérkeringésre, szívmíködésre vagy akár a gyomor-bél rendszerre ható új gyógyszerek hosszú sorával…A gyógyszertan tudományának korai időszakában, az 1870-es években, Hőgyes Endre volt az első, aki a kapszaicin hatásait vizsgálta kísérleteiben, ennek során arra a következtetésre jutott, hogy az elsősorban az érző idegekre hat. A népi gyógyászatban régóta használták ízületi gyulladások kezelésére az erőspaprikás-bedörzsölést, azonban a farmakológiai kutatásokban e témát több mint hét évtizedig elhanyagolták. A II. világháború után Jancsó Miklós szegedi farmakológus professzor gyulladásos folyamatok vizsgálatával foglalkozott és ezzel kapcsolatban kezdte el használni a kapszaicint.
Az ő véletlen megfigyelése volt, hogy ez a fájdalmat okozó, csípős irritáns anyag egy teljesen új típusú fájdalomcsillapító hatással rendelkezik. Kísérletei alapján bizonyítást nyert, hogy a kapszaicin nagy dózisainak ismételt adása után a kísérleti állatok érzéketlenekké váltak a legerősebb fájdalomkeltő kémiai ingerekkel szemben anélkül, hogy az érzőideg-végződések fizikai ingerekkel (mechanikai vagy elektromos stimulusok) szembeni válaszkészségük változott volna. Ez az úgynevezett kapszaicin-deszenzibilizáció jelensége, melynek hátterében álló folyamatok akkoriban tisztázatlanok maradtak. Mindezen adatokból kiindulva a későbbiekben idegrostokról elvezetett akciós áramok alapján világossá vált, hogy a fájdalomérző idegvégződések forró ingerekkel izgatható csoportja a kapszaicinnel szelektíven aktiválható, illetve nagy dózisok ismételt adása következtében ezek míködése szelektíven károsítható.
A kapszaicinérzékeny érzőideg-végződések kettős funkciója: a fájdalomérzet közvetítése mellett a helyi gyulladást kiváltó hatás.
Mivel a paprika csípősségét adó kapszaicinről bebizonyosodott, hogy kizárólag az érzőidegsejtek közel felének sejttestjén és végződésein hat, nagyon fontos eszközzé vált ezen idegsejtek vizsgálatához, jellemzéséhez és különféle betegségek kialakulásában betöltött szerepének meghatározásához. E vegyület segítségével sikerült munkacsoportunknak bizonyítania, hogy azok az érzőidegsejtek végződései, érzőreceptorai, amelyek kapszaicinre érzékenyek, nemcsak a klasszikus érző illetve fájdalomérző míködéssel rendelkeznek, hanem belőlük közvetlenül, reflex nélkül, olyan peptid természetí anyagok szabadulnak fel, amelyek a beidegzési területen gyulladásos folyamatokat indítanak el: értágulatot, plazmafehérjék szövetekbe történő kiáramlását (duzzadást) és gyulladásos sejtek aktivációját. Mivel ezt a folyamatot idegelemek közvetítik, neurogén gyulladásnak nevezzük, elkülönítendő az egyéb eredetí, például a fertőzéses vagy allergiás alapon létrejövő gyulladásos reakcióktól.
Ez a neurogén komponens jelentős szerepet játszik számos gyulladásos kórkép kialakulásában (krónikus ízületi és légúti gyulladás, asztma, a bőr és a gyomor-bél rendszer gyulladásos folyamatai). Jelenleg egyetlen forgalomban lévő gyógyszercsoport sem tudja megbízhatóan és hatékonyan gátolni a neurogén gyulladást. A kapszaicinérzékeny idegek tehát azért bizonyultak az idegszabályozás elvi szempontjából érdekesnek, mert végződéseik kettős funkcióval rendelkeznek: egyaránt közvetítenek információt a központi idegrendszer felé és közvetlenül kiváltanak szöveti válaszokat a belőlük felszabaduló mediátorokon keresztül. Megválaszolatlan maradt azonban a kérdés, hogy miért jellemezhetők ezek az idegelemek a kapszaicinérzékenységgel. Szolcsányi János már 1975-ben publikálta azon eredményeit, melyek alapján felvetette, hogy létezik kapszaicinre szelektíven érzékeny fehérjemolekula (kapszaicinreceptor) ezen idegsejtek membránjában, amely felelős azért, hogy e vegyület más idegelemekre nem hat. Molekuláris biológiai módszerek csak több mint 20 évvel később tették lehetővé e membrán fehérjeszerkezetének pontos felderítését. Igy a 80-as évektől intenzívvé vált a nemzetközi érdeklődés a téma iránt, s ez 1997 után még rohamosabban fokozódott .
Ez utóbbi évszám azért jelentős, mert egy amerikai kutatócsoportnak ekkor sikerült klónozni a kapszaicin receptorát, amely a kapszaicin hatásait közvetíti. Azóta kiderült, hogy ez a kationcsatorna a kapszaicinen kívül még számos más növényi eredetí kémiai anyaggal (például a borsban található csípős anyaggal, a piperinnel, a gyömbérben lévő zingeronnal vagy a marokkói kaktuszféléből kivont resiniferatoxinnal), többféle szervezetben előforduló endogén fájdalomkeltő anyaggal (például gyulladás során termelődő molekulák, protonok) vagy fájdalmas hőingerrel is aktiválható.
A receptor klónozása megnyitotta
az utat a kapszaicinreceptort kifejező sejtvonalak előállítása előtt. Ez ma már nélkülözhetetlen feltétele a gyógyszergyárakban olyan fájdalomcsillapítók fejlesztésének, melyek ennek a „fájdalomérző” sejtmembrán fehérjének a míködését szelektíven tudják blokkolni előzetes izgatás nélkül. A kapszaicinreceptor szerepének különféle gyulladásos és fájdalommal járó folyamatokban betöltött szerepének vizsgálatában óriási előrelépést jelentett, hogy 2000-ben egy angol és egy amerikai munkacsoport – egymástól függetlenül – receptorgén-hiányos (knockout vagy más néven transzgenikus) egerek állított elő. Ezen egereken végzett kísérleteink azt mutatták, hogy e receptor különféle, gyulladás során termelődő molekulákkal történő aktivációja jelentősen fokozza krónikus ízületi gyulladásban a duzzadást, a szöveti károsodást és a fájdalmat. Mindezek alapján a receptor míködésének gátlása egy teljesen új, hatásos célpontot jelenthet e betegség gyógyszeres kezelésében.
A kapszaicinérzékeny érzőideg-végződések harmadik, hormonszerí választ kiváltó funkciója: szisztémás gyulladáscsökkentő és fájdalomcsillapító hatásPintér Erika és Szolcsányi professzor 1988-ban egy véletlen megfigyelés kapcsán azt a felfedezést tette, hogy ha valahol a szervezetben lokálisan neurogén gyulladást váltunk ki a kapszaicinérzékeny idegvégződések izgatásával, akkor egy később létrehozott második gyulladásos folyamat intenzitása a test távoli pontjain mintegy a felére csökken. Ennek az érdekes ellenregulációs jelenségnek a szisztematikus elemzése során kiderült, hogy a gyulladásgátló anyag biztosan a kapszaicinérzékeny idegekből szabadul fel, mivel azok nagy dózisú kapszaicinnel történő inaktiválása után nem volt megfigyelhető. Amikor bekapcsolódtam a csoport munkájába, sorra vettük azokat a mediátorokat, amelyek jelenlétét korábban már kimutatták ezen idegrostokban és amelyek gyulladásgátló hatására utaló adatok rendelkezésre álltak.
Végül számos kísérletsorozattal sikerült egyértelmíen igazolnunk, hogy a kapszaicinérzékeny érzőideg-végződésekből felszabaduló és a vérkeringésbe jutó szomatosztatin neví peptid közvetíti a megfigyelt szisztémás gyulladásgátló hatást. Dr. Németh József vegyész kollégánk kidolgozta azt a radioimmunoassay módszert, amellyel mérni lehetett a szomatosztatin mennyiségét a keringésben. A bőrben lévő érzőideg-végződések izgatásának hatására a vér szomatosztatin koncentrációja többszörösére emelkedett, továbbá a szomatosztatin hatásának különféle módon történő megakadályozása után a megfigyelt gyulladásgátló jelenség elmaradt. A továbbiakban a szomatosztatinnak gyulladásgátló hatásain túl fájdalomcsillapító hatását is leírtuk. Újabb vizsgálatainkban azt is bizonyítottuk, hogy ez a szomatosztatin közvetítette ellenregulációs mechanizmus hosszan tartó gyulladásos (például krónikus ízületi gyulladás) és idegi eredetí fájdalommal járó úgynevezett neuropátiás állapotokban is megfigyelhető. Az érző (szenzoros) idegelemekből felszabaduló szomatosztatinnak ezt a vérkeringésen keresztül kifejtett szisztémás gátló hatását a hormonszerí (endokrin) hatások elnevezésének mintájára Szolcsányi professzor szenzokrin funkciónak nevezte el.
Lehetne-e gyógyszerjelölt a szomatosztatin neví neuropeptid? Vagy csak az analógja!?
A szomatosztatin 14 és 28 aminosavból álló formában nagyon sok helyen előfordul a szervezetben. A kapszaicinérzékeny érzőidegsejteken kívül nagy mennyiségben termelődik a gyomor-bél rendszerben (például a hasnyálmirigyben), a pajzsmirigyben, a vesében a mellékvesében, az ivarszervekben, gyulladásos és immunsejtekben, sőt a központi idegrendszerben is. Saját kísérleteink és korábban más csoportok munkája is igazolta, hogy a szomatosztatin csökkenti a neurogén gyulladásos folyamatok intenzitását a bőrben, főleg annak a hatásának köszönhetően, hogy gátolja a gyulladáskeltő neuropeptidek, elsősorban a P-anyag felszabadulását az érzőideg-végződésekből. Ezen túlmenően azonban gátolja az értágulatot, a gyulladásos és immunsejtek felszaporodását, osztódását, aktivációját és gyulladásos mediátorok termelődését .
Annak ellenére, hogy számos kísérletben bizonyított jelentős gyulladásgátló és fájdalomcsillapító hatása alapján egy teljesen új típusú, ígéretes terápiás irányvonalat jelenthetne, maga a szomatosztatin molekula mégsem lehet erre a célra ideális gyógyszerjelölt.
Ennek oka egyrészt nagyon rövid, alig 3 perces felezési ideje a vérkeringésben, másrészt az, hogy szerteágazó egyéb hatásokkal is rendelkezik, amelyek gyulladáscsökkentőként illetve fájdalomcsillapítóként történő alkalmazása során mellékhatásként jelentkeznének. Ilyen hatásai például többféle hormon (inzulin, növekedési hormon stb.) termelődésének gátlása, gyomor-bél rendszer mozgásának befolyásolása. Bár a gyógyszerkészletben jelenleg is megtaláljuk a szomatosztatin injekciót, felhasználása csak speciális akut esetekre korlátozódik. Infúzióban adva hatásos szernek bizonyult a gyomor-bél rendszer hormontermelő daganatainak és heveny, súlyos vérzéseinek kezelésére. Szintén forgalomban vannak stabil 8 aminosavból álló analógok is, ezek közül legismertebb az octreotide (Sandostatin), amelyet ugyancsak hormontermelő tumorok tüneti kezelésére használnak.
Stabil, esetleg szájon át is adható nem-peptid szerkezetí szintetikus analógok, amelyek az előzőekben felsorolt mellékhatásoktól mentesek, áttörést jelenthetnének a gyulladáscsökkentő/fájdalomcsillapító gyógyszerek terén. Az élettani-gyógyszertani alapkutatási eredmények képezik az alkalmazott gyógyszerkutatás alapját, egy farmakológus fő célja pedig olyan gyógyszerek kifejlesztése, amelyek hatásuk, egyszerí alkalmazhatóságuk és mellékhatás-profiljuk alapján jobbak, mint az eddigiek. Kezünkben volt tehát a lehetőség, hogy kísérleti megfigyelésünkre alapozva, elinduljunk az alkalmazott gyógyszerkutatás területén.
Gyógyszerfejlesztési perspektíva: gyulladásgátló és fájdalomcsillapító, minimális mellékhatással
A 90-es években a molekuláris biológia fejlődésének köszönhetően sikerült azonosítani 5 féle, a szomatosztatin hatásait közvetítő receptoraltípust sokféle sejten. Hamarosan számos eredeti közlemény és összefoglaló munka született, amelyekben rámutattak arra a tényre, hogy a szomatosztatin hormonszekréciót gátló hatásait a 2, 3 és 5 receptoraltípusok közvetítik. Saját kísérleteink azonban arra utaltak, hogy a gyulladáscsökkentő és fájdalomcsillapító hatásokért a 4 és 1 receptorok aktivációja felelős. Ezen adatok alapján reális lehetőség adódott arra, hogy ezen utóbbi célmolekulák egyikén vagy akár mindkettőn szelektíven ható szintetikus szomatosztatin analógok segítségével az említett mellékhatásoktól mentes gyógyszert fejlesszünk. A Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani Intézetében Kéri György professzor vezetésével míködő MTA Peptid-Biokémiai kutatócsoportjával csaknem egy évtizede eredményes együttmíködést alakítottunk ki.
Ők szintetizálják azokat a vegyületeket, amelyeknek hatásait mi számos gyulladás- és fájdalommodellben vizsgáljuk. Jelenleg egy intravénás (infúziós) adásra alkalmas, 7 aminosavból álló, peptid szerkezetí vegyület tart legelőrébb a gyógyszerfejlesztési folyamatban, amely már a preklinikai vizsgálatsorozat lezárulása után sikeresen túljutott az úgynevezett fázis I. klinikai farmakológiai vizsgálatokon. Ez azt jelenti, hogy egészséges önkénteseknek történő beadás után számottevő mellékhatást nem tapasztaltak. Reményeink szerint hamarosan megkezdődhet a fázis II. vizsgálat, melynek során betegeken, először neuropátiás fájdalomban szenvedőkön vizsgálják majd a szer hatását. Végső célunk azonban szájon át adható készítmény(ek) kifejlesztése, ezért jelenleg újabb, nem-peptid szerkezetí követőmolekulák vizsgálatsorozatát végezzük. A munka folytatásához rendkívül nagy segítséget nyújt a 2005-ben hazai partnerekkel (Biostatin Kft., Richter Gedeon Rt., PannonPharma Rt.) közösen erre a célra elnyert Pázmány Péter Regionális Egyetemi Tudásközpont Pályázat. Az elmúlt két évben egy finn gyógyszergyárral kialakított együttmíködésünk eredményeképpen is született egy szabadalmi beadvány és két közlemény, melyekben az általuk előállított, szelektíven a szomatosztatin 4, illetve 1 receptorokat aktiváló vegyülete gyulladásgátló/fájdalomcsillapító gyógyszerfejlesztési lehetőségeit fogalmaztuk meg.
Saját alapkutatási eredményeinkből, melyek szerint a kapszaicinérzékeny érzőideg-végződések ingerlése során gyulladásgátló anyagok kerülnek a keringésbe és ezek közül a szomatosztatin kulcsszerepet játszik, eljutottunk a gyógyszerfejlesztés utolsó stádiumáig, a humán vizsgálatokig.
A cél egy olyan szomatosztatin receptoron ható gyógyszer kifejlesztése, amely hatásos gyulladásgátló és fájdalomcsillapító, a lehető legkevesebb mellékhatást produkálja, jól tolerálható, stabil, a betegek számára könnyen alkalmazható. Ez annál is inkább fontos, mert magukon az érzőideg-végződéseken ható gyógyszer a mai napig nem áll rendelkezésre. Rendkívüli előnye az új gyógyszerjelölt csoportnak, hogy a gyulladásos folyamatok neurogén komponensét és az idegi eredetí fájdalmakat is hatékonyan gátolja, amire a jelenleg forgalomban lévő szerek nem alkalmasak. §
- Büszkén mondhatjuk, hogy nem csak a magyaros ételek jellegzetessége a pirospaprika, de a paprika (Capsicum annuum) csípős anyagával, a kapszaicinnel kapcsolatos kutatások is igazi hungarikumnak számítanak az élettudományban. Magyar tudósok nevéhez fíződik számos alapvető felfedezés e területen a kezdetektől napjainkig. A kapszaicin volt az a vegyület, amely lehetővé tette a fájdalomérző idegsejtek élettani és kórélettani funkcióinak pontosabb, részletesebb megismerését, így a gyógyszerkutatók számára is új utakat nyitott meg fájdalomcsillapítók, gyulladáscsökkentők kifejlesztésére.
- Úttörő munka…
Jelen munkacsoportunk vezetője, Szolcsányi János akadémikus 1962-től Jancsó professzor és felesége, Jancsóné Gábor Aranka, közvetlen munkatársaként dolgozott ezen az izgalmas, hazai eredetí, új kutatási témán. Jancsó Miklós 1966-ban bekövetkezett halála után Jancsóné Gábor Arankával folytatták a megkezdett irányt és egy évvel később az egyik legszínvonalasabb nemzetközi szakmai folyóiratban megjelent közleményük vált nemcsak Jancsó Miklós, de a kapszaicinkutatások nemzetközileg legtöbbet idézett munkájává. Ez az úttörő munka és számos későbbi kapszaicinnel foglalkozó közlemény azonban több mint tíz évig visszhang nélkül maradt a szakirodalomban. Később Szolcsányi professzor saját, egyre bővülő munkacsoportjával kitartott a kapszaicinérzékeny érzőidegsejtek kutatásánál, és az elmúlt több mint 40 évben számos nemzetközi szinten is rendkívül jelentős, áttörő tudományos eredményt mutatott fel. A 70-es évek végén a kapszaicinérzékeny érzőidegekből felszabaduló peptidek – elsősorban a P-anyag – neurogén gyulladásban kifejtett szerepének felfedezésével, új korszak kezdődött a kapszaicinkutatások történetében. Jancsó Miklós fia, Jancsó Gábor, aki jelenleg Szegeden az Élettani Intézet professzora, ugyancsak bekapcsolódott a kapszaicinkutatásokba. Ã és munkatársai közölték 1977-ben a Nature-ben azt az alapvető munkát, melyben leírták, hogy az újszülöttkori kapszaicin-előkezelés patkányban a kapszaicinérzékeny idegsejtek teljes pusztulását eredményezi.
- Dr. Helyes Zsuzsanna, a Pécsi Tudományegyetem, Általános Orvosi Kar, Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézet egyetemi adjunktusa. Élettudomány kategóriában a Talentum 2005. évi Akadémiai Díjat nyerte el „Szomatosztatin és kapszaicinreceptorokon (TRPV1) ható vegyületek farmakológiai vizsgálata krónikus ízületi és légúti gyulladás, valamint neuropátia modellekben” címí pályázatával.
- Fogalommagyarázat
Kapszaicin:
a paprika csípősségét adó vegyület
Farmakológus: gyógyszertannal foglalkozó kutató
Szenzoros: érző, fájdalomérző
Receptor: ingert (kémiai, mechanikai, hő) felfogó és közvetítő fehérjemolekula a célsejt membránjában
Deszenzibilizáció: érzéketlenné válás bizonyos ingerrel szemben
Neurogén: idegelemek által közvetített
Neurális: idegi eredetí
Peptid: aminosavakból felépülő molekula
Endogén: szervezetben megtalálható, szervezetben termelődő
Szintetikus: kémiai úton, mesterségesen előállított
Receptor klónozás: a receptor fehérje azonosítása, szerkezetének feltérképezése, aminosav sorrendjének pontos meghatározása
Knockout vagy transzgenikus egerek: olyan genetikailag
manipulált egértörzsek, amelyekben hiányzik az adott
fehérjemolekula (például egy receptor); a fehérjét kódoló
génszakaszt mesterségesen „kiütötték”
