Amfotericin B (AmB) je jedním z nejúčinnějších antimykotik na trhu, se silnou, na dávce závislou účinností proti většině druhů rodu Candida a Aspergillus, které způsobují život ohrožující infekce. AmB má však řadu vedlejších účinků jako například výraznou nefrotoxicitu, což brání jeho širokému použití. Tým vedený Ondřejem Baszcyňským ve spolupráci s týmy na Přírodovědecké fakultě UK, AV ČR i v zahraničí v právě publikované studii v European Journal of Medicinal Chemistry prokázal, že proléčiva odvozená od AmB značně snižují jeho toxicitu, aniž by byla ovlivněna jeho fungicidní aktivita.
Invazivní fungální infekce představují celosvětový problém speciálně pro pacienty se sníženou imunitou např. při transplantaci orgánů, léčbě rakoviny, HIV pozitivních pacientů či post-covid syndromu (až 3,7 mil. úmrtí ročně). Ale nakažení úplně zdravého jedince také není vyjímkou. V poslední dekádě se počet případů fungálních infekcí téměř zdvojnásobil, také díky adaptaci fungálních patogenů na klimatickou změnu.
Oproti běžným antibiotikům používaných proti bakteriím je arzenál antibiotik proti patogenním houbám tzv. antimykotik značně ochuzen. V současné době existují tři třídy antimykotik, a to azoly, echinokandiny, a polyeny, kam patří amfotericin B. Avšak proti většině těchto antimykotik je dnes známá rezistence, způsobená například neuváženým použitím podobných látek v zemědělství na ochranu rostlin, což ve výsledku výrazně komplikuje léčbu.
Amfotericin B (AmB) je antifungální polyen používaný při léčbě systémových fungálních infekcí. Avšak, jeho použití AmB je omezeno vysokou toxicitou pro ledviny, a proto se používá pouze v nouzových případech tzv. “last resort drug – léčivo poslední záchrany“. Na druhou stranu AmB jeví mimořádnou, velmi silnou, a na dávce závislou aktivitu proti širokému spektru fungálních patogenů. Navíc vznik rezistence je velmi malý. Za účelem snížení toxicity se dnes AmB podává ve formě pokročilých formulací jako AmB-deoxycholát a lipidových komplexech.
Tým vedený Ondřejem Baszczyňským se věnuje právě snížení toxicity AmB. Spolupracuje při tom s řadou týmů na PřF UK, AV ČR (Mirkobiologický ústav, Ústav organické chemie a biochemie) i v zahraničí. V honbě za novými antifungálními látkami se rozhodli přechodně modifikovat strukturu AmB, připravit příslušné proléčivo a vylepšit tak jeho účinek. Připojením vhodně navržené fosfátové spojky jsme vypnuli způsob účinku AmB, a sekundárně tak zabránili jeho toxickým účinkům. Vize projektu staví na obnovení původní fungicidní aktivity AmB v hostiteli pomocí aktivace proléčiva vhodnými enzymy (esterázy, lipázy).
Jejich rozsáhlá studie publikovaná v Europen Journal of Medicinal Chemistry prokázala, že přeměna AmB na příslušná proléčiva významně snižuje jeho cytotoxicitu. AmB se in vitro uvolňuje z připravených proléčiv různou rychlostí v čerstvé lidské plazmě, a všechna proléčiva vykazují významně nižší cytotoxicitu než AmB-deoxycholát používaný v klinické praxi. V in vivo infekčním modelu larvy zavíječe voskového (G. mellonella) infikovaného buď Aspergillus fumigatus, nebo Candida albicans jsou antimykotické aktivity a terapeutické účinky proléčiv přinejmenším srovnatelné s AmB-deoxycholátem a liposomálními formulacemi, což naznačuje, že se AmB uvolňuje z připravených proléčiv v hostiteli. Vzhledem k výsledkům in vitro a in vivo experimentů jsou některá připravená proléčiva slibnými kandidáty pro další vývoj a rozšíření potřebných testů k překonání omezení této studie.
Tato studie byla publikována v časopise Europen Journal of Medicinal Chemistry. Prodrugging fungicidal amphotericin B significantly decreases its toxic effects, Štěpánek, O.; Parigger, M.; Procházková, E.; Čmoková, A.; Kolařík, M.; Dračínská, H., Černá, V.; Kalíková, K.; Grobárová, V.; Černý, J.; Scheler, J.; Schweiger, G.; Binder, U.; Baszczyňski, O. Eur. J. Med. Chem. 2024, 283 (5), 117157. (https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2024.117157)
Podpořeno projekty GAČR, Chytrá léčiva: Nové konjugovatelné self-immolativní spojky pro cílené doručení léčiv (23-05752S) a Strategie AV21 “VP33 MycoLife - the world of fungi” Akademie Věd ČR. Microskopická studie byla provedena v Laboratoři Konfokální a Fluorescenční Microskopie kofinancovaná Evropským fondem pro regionální rozvoj a státním příspěvkem České republiky (CZ.1.05/4.1.00/16.0347, CZ.2.16/3.1.00/21515 a projektem Czech-BioImaging large RI project LM2015062).
Foto: Aspergillus niger - autor Miroslav Kolařík