Acetylsalicylová kyselina a její potenciál v chemoprevenci kolorektálního karcinomu

Souhrn

Východiska:

Nesteroidní protizánětlivé léky (non-steroidal anti-inflammatory drugs – NSAID) představují skupinu léků inhibujících enzym cyklooxygenázu (COX) a vykazujících účinek analgetický, antipyretický a antiinflamatorní. Díky své efektivitě, dobré toleranci a snadné dostupnosti patří k celosvětově nejvíce užívaným lékům. Již několik desítek let přibývají důkazy o jejich protinádorovém účinku, přičemž největší množství publikovaných prací se týká kolorektálního karcinomu (colorectal cancer – CRC). Na základě výsledků pokusů in vitro a in vivo a dat získaných z epidemiologických a klinických studií se v současné době diskutuje o možnosti nasazení NSAID zejména v rámci tzv. chemoprevence CRC, jejímž cílem je zabránit vzniku nebo rekurenci prekanceróz a nádorů. Nadějným lékem v této indikaci je acetylsalicylová kyselina (acetylsalicylic acid – ASA), která je nejstarším, více než 100 let používaným členem rodiny NSAID. Předpokládá se, že neselektivní ireverzibilní inhibice COX je důležitým, nikoli však jediným mechanizmem jejího protinádorového účinku. Širšímu využití v chemoprevenci CRC brání nedostatečně definovaná cílová skupina pacientů a zejména pak obavy z gastrointestinální a renální toxicity vyvolané zvláště při jejím dlouhodobém užívání.

Cíl:

Předkládaná přehledová práce seznamuje s úlohou COX v nádorové biologii CRC a poukazuje na výsledky nejzajímavějších experimentů objasňujících protinádorový efekt ASA. V neposlední řadě rozebírá nejdůležitější publikované klinické analýzy chemopreventivního účinku ASA u CRC a hodnotí aktuální situaci.

Klíčová slova:

antiflogistika nesteroidní – kyselina acetylsalicylová – kolorektální karcinom – cyklooxygenáza – chemoprevence

Úvod

Kolorektální karcinom (colorectal cancer – CRC) patří celosvětově mezi nejčastější nádorová onemocnění, v roce 2012 s počtem 1,4 milionu nově diagnostikovaných případů obsadil třetí příčku. Incidence vykazuje narůstající trend a existují odhady, že do roku 2030 dosáhne hodnoty kolem 2,2 milionu [1]. Dle odhadů lze v roce 2018 předpokládat v Evropě kolem 500 000 případů CRC a přibližně 243 000 úmrtí [2]. Vznik CRC je dlouhodobý proces zahrnující progresi prvotních lézí do stadia adenomu a následně CRC [3]. Jedná se o složitý mnohastupňový proces, ve kterém hraje klíčovou roli více environmentálních a genetických faktorů, např. mutace v klíčových genech APC a TP53. Ukazuje se, že existuje propojení mezi kancerogenezí CRC a střevním zánětem, obzvláště chronickým [4]. Jedním ze společných jmenovatelů těchto procesů je enzym cyklooxygenáza (COX), která se účastní metabolizmu kyseliny arachidonové, jehož výslednými produkty jsou prostaglandiny (PG), zejména pak PGE2, a tromboxan A2. V posledních třech desetiletích se postupně rozvíjí snaha o ovlivnění s nádorem asociovaného zánětu prostřednictvím léků ze skupiny nesteroidních antiflogistik (non-steroidal anti-inflammatory drugs – NSAID) v rámci koncepce tzv. chemoprevence. Byly publikovány výsledky mnoha epidemiologických a experimentálních studií, které potvrzují efekt NSAID v prevenci vzniku adenomů i CRC. Z několika zvažovaných léků se jeví jako nejvíce perspektivní použití acetylsalicylové kyseliny (acetylsalicylic acid – ASA, v anglosaské literatuře uváděna častěji jako aspirin). Jedná se o nejstaršího zástupce NSAID, který neselektivně inhibuje COX, což je pravděpodobně základní, i když ne jediný mechanizmus jeho protinádorového účinku.

Cyklooxygenáza a prostaglandiny v kancerogenezi CRC

V literatuře se obvykle diskutují dvě izoformy COX odlišující se kromě jiného stupněm exprese v různých tkáních. Zatímco COX-1 je konstitutivně exprimována jako tzv. housekeeping enzym v naprosté většině tkání, inducibilní izoforma COX-2 se nachází v tkáních postižených zánětem, v prekancerózních lézích [5] a v tkáních maligních [6]. Někdy se jako další izoforma uvádí také COX-3, která je variantou genetického sestřihu COX-1. Funkcí COX je katalyzovat konverzi arachidonové kyseliny na tromboxan A2 a prostaglandin H2 (PGH2), který je prekurzorem pro syntézu dalších prostanoidů. Je doloženo, že COX-2 preferenčně syntetizuje prostacyklin a prostaglandin E2 (PGE2) [7]. Z hlediska zánětu a kancerogeneze je ze všech prostaglandinů pravděpodobně nejdůležitějším právě PGE2, jehož zvýšená hladina je detekovatelná u zvířecích modelů CRC a v klinických vzorcích získaných z adenomatózních polypů a nádorů [8]. Navázáním PGE2 na povrchový buněčný receptor EP1-EP4 dojde zejména ke spuštění signalizace cestou G-proteinu, přičemž diverzita exprese jednotlivých receptorů je jedním z důvodů rozmanitosti biologických účinků PGE2, a to nejenom v kancerogenezi [9]. Signální cesta COX-2/PGE2 se u CRC podílí především na indukci antiapoptotického proteinu Bcl-2 (B-cell leukemia/lymphoma-2) [10]. Jejím působením dále dochází k transaktivaci receptoru epidermálního růstového faktoru (epidermal growth factor receptor – EGFR) a spuštění mitogenního signálu cestou ERK2 (mitogen-activated protein kinase 1 – MAPK1) [11]. Aktivací dráhy PI3K-PKB (phosphoinositide-3-kinase/protein kinase B) dochází k rozpojení komplexu axin-GSK3-beta (glycogen synthase kinase 3-beta) a aktivací beta-kateninu, což vede ke stimulaci růstu nádorových buněk [12]. COX-2/PGE2 dále aktivuje dráhu PI3K/PKB, čímž zvyšuje invazivní potenciál buněk CRC [13]. Svou roli hraje i v oblasti nádorové angiogeneze, neboť prostřednictvím transkripčního faktoru indukovaného hypoxií (hypoxia-inducible factor 1 – HIF-1) indukuje expresi vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (vascular endothelial growth factor – VEGF) [14]. V neposlední řadě se COX podílí i na úniku nádorových buněk před imunitním dohledem – popsaná je suprese dendritických buněk, NK (natural killer) buněk nebo T lymfocytů [15]. Z klinicko-patologického hlediska je zajímavá souvislost zvýšené exprese COX-2 s parametry, jako je velikost tumoru, nízká a střední diferenciace nádorových buněk, dále souvislost s vyšším počtem uzlinových metastáz, neovaskularizací tumoru, ale také s horším přežíváním [16]. Zvýšená exprese COX-2 byla asociována se zvýšenou pravděpodobností rekurence tumoru a obzvláště se vznikem hematogenně se šířících metastáz [17].

Nesteroidní antiflogistika (NSAID)

NSAID jsou skupinou léků, resp. látek, které našly široké využití zejména pro svůj analgetický, antipyretický a antiflogistický efekt. Základním mechanizmem jejich účinku je inhibice COX, která vede ke snížení produkce prostaglandinů [18]. Jednotliví zástupci skupiny NSAID se liší svojí selektivitou ke COX-1, resp. COX-2. Např. acetylsalicylová kyselina (acetylsalicylic acid – ASA) v nižších koncentracích inhibuje selektivně COX-1, ve vyšších pak také COX-2. K neselektivním inhibitorům COX se řadí např. ketoprofen, diklofenak, indometacin a ibuprofen. Existují také tzv. COX-2 preferenční NSAID (nimesulid, meloxikam) a dále pak COX-2 selektivní NSAID (celekoxib, rofekoxib). Inhibice COX je rovněž důvodem jejich renální a gastrointestinální toxicity způsobené dlouhodobým podáváním těchto látek. Ta klesá se zvyšující se mírou selektivity ke  COX-2, zároveň se ale při dlouhodobém podávání selektivních inhibitorů COX-2 objevuje toxicita kardiovaskulární [19]. Nežádoucí účinky jsou pro dlouhodobé použití nebo vyšší dávkování limitující a mohou být nezřídka i fatální. Výsledky laboratorních experimentů spolu s epidemiologickými a klinickými studiemi přinášejí poměrně jednoznačné důkazy o antineoplastickém efektu NSAID, který je nejvýraznější a také nejlépe prozkoumaný u CRC. Jedním z prvních klinických průkazů možného efektu NSAID u kolorektálních prekanceróz bylo použití sulindaku u pacientů s Gardnerovým syndromem, které vedlo k radikálnímu snížení počtu polypů [20]. I když je inhibice COX podstatou většiny farmakologických efektů NSAID, již poměrně dlouho je známo, že existují i jiné, na inhibici COX a syntéze prostaglandinů nezávislé mechanizmy působení. Například podání celekoxibu jako vysoce selektivního inhibitoru COX-2 v závislosti na dávce indukovalo zástavu buněčného cyklu v G0/G1 fázi v buněčných liniích odvozených od CRC, a to dokonce i v případě, že buňky neexprimovaly COX-2 [21]. Celekoxib se navíc ukázal být nejen selektivním inhibitorem COX-2, ale navíc i poměrně silným inhibitorem PDK1 (pyruvate dehydrogenase kinase 1), která je klíčovou kinázou u mnoha proonkogenních signálních drah [22].

Acetylsalicylová kyselina, molekulární mechanizmy jejího protinádorového účinku, klinický význam

ASA se řadí k nespecifickým inhibitorům COX, přičemž inhibice je dosažena reverzibilní acetylací klíčových serinových zbytků na molekule COX. Konkrétní antineoplastické mechanizmy ASA jsou různorodé a nadále zůstávají předmětem intenzivního výzkumu. Lze odůvodněně předpokládat, že minimálně zčásti jsou tyto mechanizmy podmíněny snížením koncentrace PGE2, což úzce souvisí se všemi výše uvedenými důsledky. V buněčných liniích odvozených od CRC způsobuje ASA zejména u buněk s mutací v PIK3CA zástavu buněčného cyklu a indukci apoptózy [23]. Dále je popsáno zvýšení hladiny „mismatch repair“ proteinů [24]. Dochází k uvolnění cytochromu c a k aktivaci kaspáz 9, 3 a 8, snižuje se hladina cytoplazmatického IκBα, čímž dochází k indukci signalizace cestou NFκB, což je nejspíše nejdůležitější způsob, kterým ASA způsobuje apoptózu [25]. ASA dále oslabuje aktivitu T buněčného faktoru (T-cell factor – TCF), aniž by narušila komplex beta-katenin/TCF, což vede ke snížení transkripce cílových genů signalizační dráhy, která hraje klíčovou roli v regulaci buněčné proliferace během embryonálního vývoje [26]. ASA je jako nejstarší člen rodiny NSAID v klinické praxi využívaná již více než 100 let, díky čemuž je profil její toxicity i při dlouhodobém užívání dobře znám. Zhruba od 80. let minulého století se uvažuje o jejím využití v rámci chemoprevence nádorových onemocnění. Je slibným kandidátem při prevenci kolorektálních adenomů i adenokarcinomů, a to jak sporadických, tak i hereditárně podmíněných. Randomizovaná, dvojitě zaslepená studie publikovaná v roce 2003 zkoumající efekt ASA na tvorbu polypů srovnávající placebo vzhledem k ASA v dávkách 81 mg/den a 325 mg/den prokázala mírné snížení rizika ve skupině pacientů užívajících 81 mg ASA denně (RR 0,81; 95% CI 0,69–0,96) [27]. Užívání ASA (v dávce 160/300 mg/den) vedlo ke snížení počtu polypů pouze po roce od zahájení studie (RR 0,73; 95% CI 0,52–1,04), ne však po 4 letech užívání [28]. Metaanalýza čtyř randomizovaných studií (Thrombosis Prevention Trial; British Doctors Aspirin Trial; Swedish Aspirin Low Dose Trial; UK-TIA Aspirin Trial) a studie Dutch TIA Aspirin Trial, publikovaná v roce 2010 a hodnotící efekt ASA na incidenci CRC a úmrtí v jeho důsledku ve vztahu k délce podávání, dávce a umístění tumoru ukázala, že z celkového počtu 14 033 sledovaných pacientů mělo 2,8 % (391) pacientů diagnostikovaný CRC (medián follow-up 18,3 roku). Užívání ASA snížilo 20leté riziko vzniku CRC (HR 0,76; 0,60–0,96, p = 0,02), vč. mortality   (HR 0,65; 0,48–0,88, p = 0,005), zlepšení parametrů však nebylo zjištěno u karcinomů rekta. Taktéž nebyl prokázaný vyšší benefit v případě podávaných dávek ASA vyšších než 75 mg/den [29]. Nicméně v současnosti existuje doporučení americké organizace U. S. Preventive Services Task Force (USPSTF) (se stupněm „B“) k užívání nízké dávky (tj. < 100 mg denně) ASA jako primární prevence kardiovaskulárních nemocí a CRC u pacientů ve věkovém rozmezí 50–59 let s min. 10% 10letým kardiovaskulárním rizikem spolu s min. očekávanou délkou života 10 let, kteří nejsou rizikoví stran krvácení. U pacientů ve věku 60–69 let je zdůrazněna nutnost individuálního rozhodování [30]. Mezinárodní multicentrická, randomizovaná a placebem kontrolovaná klinická studie zkoumala účinek ASA (600 mg/den) a/nebo tzv. rezistentního škrobu u mladých pacientů s familiární adenomatózní polypózou [31]. Primárním sledovaným cílem bylo množství polypů v rektu a v kolon sigmoideum. Výsledek této studie nesplnil očekávání, neboť v žádném ze zkoumaných ramen nebylo snížení počtu polypů pozorováno. Byl pozorován pouze trend ve snížení tzv. polypové nálože, a to ve skupině pacientů užívajících ASA. Povzbudivých výsledků však bylo dosaženo ve studii CAPP2 zkoumající efekt ASA u pacientů s Lynchovým syndromem (hereditární nepolypózní CRC (hereditary nonpolyposis colorectal cancer – HNPCC)) [32]. Z 861 pacientů bylo do skupiny užívajících ASA zařazeno 427, do skupiny užívajících placebo pak 434. Průměrná doba užívání ASA činila 25 měsíců, průměrný follow-up byl 55,7 měsíce a za tuto dobu vzniklo u 48 pacientů 53 primárních nádorů kolorekta – 18 ve skupině s ASA, 30 ve skupině s placebem. Analýza času do vzniku prvního nádoru prokázala HR 0,63 (95% CI 0,35–1,13). Pacienti, kteří dokončili 2 roky intervence, vykazovali HR 0,41 (0,19–0,86, p = 0,02). Během intervence byly nežádoucí účinky ASA srovnatelné s placebem. Význam užívání ASA v nízkých dávkách zpochybnila nedávno publikovaná analýza kohorty 8 391 pacientů s CRC stadia Dukes A–C (data získaná ze Scottish Cancer Registry) [33]. Podávání ASA v nízkých dávkách nebylo asociováno se snížením úmrtnosti z důvodu CRC (adjustované HR 1,17; 95% CI 1,00–1,36), podobně bez efektu bylo i užívání před diagnózou (adjustované HR 0,86; 95% CI 0,88–1,05). V současné době probíhá několik randomizovaných studií, většinou fáze III, jejichž výsledky lze očekávat v nejbližších letech a které by mohly zodpovědět alespoň některé otázky týkající se užití ASA v prevenci a terapii kolorektálních adenomů a CRC   (tab. 1) [34].

Závěr

Lze konstatovat, že úloha COX-2 a PGE2 v kancerogenezi CRC je nezpochybnitelná. Avšak navzdory počátečním tendencím nelze jednoznačně připisovat protinádorový účinek NSAID a konkrétně ASA inhibicí COX a následnému snížení hladiny PGE2. Mechanizmus působení je nejspíše komplexní a přestože přibývá důkazů o protinádorové aktivitě těchto léků nezávislé na COX, nadále zůstává mnoho otázek nezodpovězeno. Lepší pochopení těchto mechanizmů by tak mohlo vést i ke stanovení prediktivních faktorů nasazení ASA v chemoprevenci. Především pak riziko gastrointestinální a renální toxicity, zvláště pak při dlouhodobém užívání, které je pro chemoprevenci nezbytné, je jedním z hlavních důvodů, které zatím brání plošnému zavedení ASA v této indikaci. Bude nejspíše nutná selekce vhodných skupin pacientů, u kterých bude benefit převažovat nad rizikem. Ukazuje se např., že chemoprevence ASA má své odůvodnění u pacientů, jejichž nádory vykazují nadměrnou expresi COX-2 [35]. Jedním z prediktorů léčebné odpovědi může být např. mutační stav PIK3CA, jak prokázala molekulárně-patologická epidemiologická studie publikovaná v roce 2012, která poukázala na výrazně nižší riziko smrti z důvodu CRC v případě mutovaného PIK3CA (HR 0,18; 95% CI 0,06–0,61) [36]. Nezodpovězenou rovněž zůstává otázka optimální dávky, délky užívání a také vhodné doby zahájení chemoprevence.

Práce byla podpořena projektem MŠMT – NPU I – LO1413, MZ ČR – RVO (MOÚ, 00209805) a GAČR 16-14829S.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

MUDr. Ján Podhorec

Regionální centrum aplikované molekulární onkologie

Klinika komplexní onkologické péče

Masarykův onkologický ústav

Žlutý kopec 7 656 53 Brno

e-mail: jan.podhorec@mou.cz

Přijato: 10. 9. 2017