Tramadol i O-desmethyltramadol jako potencjalne leki przeciwnowotworowe

Jak tramadol zmienia podejście do leczenia bólu w onkologii?

Tramadol jest szeroko stosowanym analgetykiem w praktyce klinicznej, szczególnie w leczeniu umiarkowanego bólu związanego z nowotworem oraz bólu pooperacyjnego. Jego struktura molekularna zawiera dwa chiralne atomy węgla, a dostępna komercyjnie formulacja stanowi mieszaninę racemiczną składającą się z równych proporcji enancjomerów (+)-1R,2R i (−)-1S,2S. U ludzi tramadol podlega intensywnemu metabolizmowi wątrobowemu. Główne szlaki metaboliczne – O-demetylacja i N-demetylacja – są mediowane przez izoenzymy cytochromu P450, w tym cytochrom P450 2D6 (CYP2D6), cytochrom P450 2B6 (CYP2B6) i cytochrom P450 3A4 (CYP3A4). Proces ten prowadzi do powstania co najmniej 23 metabolitów, wśród których O-desmethyltramadol wyróżnia się jako farmakologicznie aktywny metabolit. O-desmethyltramadol wykazuje znacznie wyższe powinowactwo do receptora μ-opioidowego w porównaniu do związku macierzystego, co przyczynia się do jego zwiększonej skuteczności przeciwbólowej. Metabolit O-desmethyltramadol jest około sześć razy silniejszy niż sam tramadol w zapewnianiu analgezji i szacuje się, że jest 300 razy skuteczniejszy w wiązaniu się z receptorem μ-opioidowym niż lek macierzysty. Tramadol osiąga swoje działanie przeciwbólowe poprzez dwa komplementarne i synergistyczne mechanizmy: aktywację receptora μ-opioidowego i hamowanie wychwytu zwrotnego neuroprzekaźników. Analgezja mediowana przez receptor opioidowy wynika głównie z aktywnego metabolitu, O-desmethyltramadolu, podczas gdy lek macierzysty odpowiada za hamowanie wychwytu zwrotnego neuroprzekaźników, takich jak serotonina i noradrenalina. To podwójne działanie wzmacnia supresję transmisji bólu w rdzeniu kręgowym, zapewniając silny efekt przeciwbólowy.

Zapewnienie bezpiecznego i skutecznego stosowania opioidów w onkologii jest niezbędne dla odpowiedniego leczenia bólu u pacjentów z chorobą nowotworową. Opioidy wywierają działanie przeciwbólowe poprzez wiązanie się z określonymi receptorami, w tym receptorami μ, κ, δ i receptorami opioidopodobnymi. Wśród nich receptor μ-opioidowy jest najbardziej badany w kontekście nowotworów, będąc wyrażanym zarówno pre- jak i post-synaptycznie i odgrywając kluczową rolę w modulowaniu sygnalizacji nocyceptywnej. Po aktywacji receptora opioidy zmniejszają depolaryzację aferentnych neuronów nocyceptywnych, hamując tym samym transmisję bólu. Co ciekawe, ekspresja receptora μ-opioidowego została zidentyfikowana w kilku typach nowotworów, a podwyższone poziomy receptora μ-opioidowego były związane ze zwiększonym ryzykiem przerzutów do węzłów chłonnych. Odkrycia te skłoniły do badań nad potencjalną rolą opioidów nie tylko jako środków przeciwbólowych, ale także jako modulatorów biologii guza. Rosnący zbiór przedklinicznych i klinicznych dowodów badał związek między stosowaniem opioidów a progresją nowotworową. Na przykład, przewlekłe leczenie morfiną osłabiało wzrost komórek w ludzkich komórkach raka piersi BT474 poprzez zmianę sieci sygnalizacyjnej ErbB. Ponadto, ligandy opioidowe ukierunkowane na różne podtypy receptorów wykazały zależne od dawki hamowanie wzrostu w komórkach raka piersi MCF-7, efekt ten był odwracany przez jednoczesne leczenie antagonistą receptora opioidowego naloksonem. Klinicznie, badania sugerowały również potencjalną ochronną rolę śródoperacyjnego stosowania opioidów w poprawie przeżycia bez nawrotu u pacjentów z potrójnie ujemnym rakiem piersi (TNBC). Efekt ten może być częściowo wyjaśniony przez wzorce ekspresji receptorów opioidowych, gdzie receptory protumorogeniczne są albo obniżone, albo nieobecne, podczas gdy receptory antytumorogeniczne są podwyższone.

Czy O-desmethyltramadol to nowy cel w terapii przeciwnowotworowej?

Najnowsze badania wykazały, że tramadol nie tylko służy jako skuteczny środek przeciwbólowy, ale również wykazuje znaczący potencjał jako środek przeciwnowotworowy, szczególnie w zwalczaniu raka piersi. Dowody zarówno z badań in vitro jak i in vivo ujawniły, że tramadol wywiera działanie przeciwnowotworowe na komórki raka piersi. Co istotne, raporty kliniczne sugerują, że pooperacyjne stosowanie tramadolu jest związane ze zmniejszonym ryzykiem nawrotu raka piersi, co dodatkowo podkreśla jego potencjalną wartość terapeutyczną. W naszych wcześniejszych badaniach wykazaliśmy, że tramadol hamował migrację komórek, tworzenie kolonii i inwazję w sposób zależny od dawki w dwóch liniach komórkowych raka piersi. Dodatkowo, w połączeniu z doksorubicyną, szeroko stosowanym środkiem chemioterapeutycznym, tramadol wykazywał synergistyczne działanie przeciwnowotworowe. Te synergistyczne interakcje zaobserwowano w komórkach MDA-MB-231, modelu dla potrójnie ujemnego raka piersi (TNBC), oraz w komórkach MCF-7, które reprezentują raka piersi z dodatnim receptorem estrogenowym. Ta kombinacja nie tylko zwiększała skuteczność przeciwnowotworową, ale także sugerowała, że tramadol może służyć jako sensytyzator przeciwko rakowi piersi, aby zmniejszyć efekty uboczne i wskaźniki nawrotów obecnych terapii. Niemniej jednak, te działania przeciwnowotworowe obserwowano tylko przy stężeniach przekraczających te stosowane w klinicznej analgezji, co ogranicza możliwość zastosowania tramadolu jako środka terapeutycznego w onkologii.

Biorąc pod uwagę, że O-desmethyltramadol jest głównym aktywnym metabolitem tramadolu, o znacznie wyższym powinowactwie do receptora μ-opioidowego i zwiększonej mocy farmakologicznej, postawiliśmy hipotezę, że może on wykazywać większą aktywność cytotoksyczną niż tramadol w komórkach raka piersi. Co ważne, chcieliśmy zbadać, czy efekty te były zależne od sygnalizacji receptora μ-opioidowego, czy też obejmowały alternatywne szlaki. Porównując cytotoksyczne i mechanistyczne efekty tramadolu i O-desmethyltramadolu, w tym analizę transkryptomiczną poprzez RNA-seq, staraliśmy się odkryć, czy O-desmethyltramadol mógłby służyć jako silniejszy i mechanistycznie odmienny środek przeciwnowotworowy. Ta kompleksowa analiza dostarczy cennych informacji na temat potencjalnych mechanizmów przeciwnowotworowych O-desmethyltramadolu i tramadolu, torując drogę do ich potencjalnego zastosowania w onkologii.

Jakie mechanizmy cytotoksyczne wykazują tramadol i jego metabolit?

O-desmethyltramadol jest głównym aktywnym metabolitem tramadolu, powstającym poprzez O-demetylację przez CYP2D6. Nasze badania wykazały, że O-desmethyltramadol znacząco zmniejszał żywotność komórek w sposób zależny od dawki w komórkach MDA-MB-231, przy czym jego efekty stawały się szczególnie widoczne przy niższych stężeniach (50 µg/mL i 100 µg/mL), dając wartość IC50 wynoszącą 64,2 µg/mL. Podobnie w komórkach MCF-7, O-desmethyltramadol wykazywał znacznie silniejszy efekt cytotoksyczny w porównaniu do tramadolu, z zauważalnym zmniejszeniem żywotności komórek występującym przy stężeniach tak niskich jak 25 µg/mL i IC50 wynoszącym 96,7 μg/mL. Dla porównania, obliczone wartości IC50 tramadolu wynosiły około 1083 µg/mL dla komórek MDA-MB-231 i 1184 µg/mL dla komórek MCF-7.

Następnie zbadaliśmy, czy antagonista receptora μ-opioidowego alvimopan wpływa na zdolność tramadolu i O-desmethyltramadolu do zmniejszania żywotności komórek MDA-MB-231 i MCF-7. Jednak dodanie alvimopanu nie zmieniło znacząco redukcji żywotności komórek spowodowanej przez tramadol lub O-desmethyltramadol w żadnej z linii komórkowych, sugerując, że obserwowane efekty są mediowane poprzez mechanizm niezależny od receptora μ-opioidowego.

Ponieważ nasze wcześniejsze badania ustaliły, że tramadol indukuje stres retikulum endoplazmatycznego (ER) poprzez oś sygnalizacyjną p-eIF2α (fosforylacja eukariotycznego czynnika inicjacji 2)/ATF4 (aktywujący czynnik transkrypcji 4)/CHOP (białko homologiczne C/EBP) w komórkach raka piersi, chcieliśmy zbadać, czy O-desmethyltramadol, aktywny metabolit tramadolu, również wywołuje stres ER w tych komórkach. Nasze wyniki wykazały, że leczenie 50 μg/mL O-desmethyltramadolu prowadziło do zwiększenia ekspresji białkowej zarówno stosunku p-eIF2α/eIF2α, jak i ATF4 w komórkach MDA-MB-231, wskazując na aktywację szlaku stresu ER. Przy wyższym stężeniu 100 μg/mL, ekspresja stosunku p-eIF2α/eIF2α nadal rosła, podczas gdy ekspresja ATF4 spadała, sugerując zależny od stężenia efekt regulacyjny.

Aby dalej potwierdzić te obserwacje na poziomie transkrypcyjnym, przeprowadziliśmy ilościową reakcję łańcuchową polimerazy (qPCR) w celu oceny ekspresji ATF4 i jego dobrze ustalonych docelowych genów zaangażowanych w komórkowe odpowiedzi stresowe, w tym gamma-glutamylocyklotransferazy 1 specyficznej dla glutationu (CHAC1) i transkryptu 3 indukowanego uszkodzeniem DNA (DDIT3). Wyniki wykazały, że tylko O-desmethyltramadol znacząco indukował ekspresję mRNA ATF4 w sposób zależny od dawki, podczas gdy tramadol nie wykazywał tego efektu w komórkach MDA-MB-231. W przypadku genów docelowych, CHAC1 był znacząco zwiększony przy 0,5 mg/mL tramadolu i 0,05 mg/mL O-desmethyltramadolu, podczas gdy DDIT3 wykazywał zależny od dawki i znaczący wzrost ekspresji po leczeniu tramadolem lub O-desmethyltramadolem w komórkach MDA-MB-231. W komórkach MCF-7, leczenie 50 μg/mL O-desmethyltramadolu znacząco indukowało ekspresję białkową ATF4 i CHOP, podczas gdy 0,1 mg/mL O-desmethyltramadolu dodatkowo zwiększało stosunek p-eIF2α/eIF2α. Na poziomie transkrypcyjnym, zarówno tramadol, jak i O-desmethyltramadol znacząco indukowały ekspresję mRNA ATF4 w komórkach MCF-7. W przypadku genów docelowych, zarówno CHAC1, jak i DDIT3 były znacząco podwyższone w sposób zależny od dawki przez tramadol i O-desmethyltramadol.

Co ujawnia analiza RNA-seq w kontekście raka piersi?

W tym miejscu tramadol i O-desmethyltramadol podwyższały ekspresję mRNA CHAC1 w komórkach MDA-MB-231 i MCF-7. Niedawne badanie wykazało, że degradacja GSH (glutationu) przez CHAC1 wzmacnia indukowaną głodzeniem cysteiny nekroptozę i ferroptazę poprzez aktywowany szlak GCN2 (general control nonrepressed 2)-eIF2α-ATF4 w komórkach TNBC. Aby dalej zbadać to zjawisko, przeanalizowaliśmy stosunek GSH/GSSG (utleniony glutation) w komórkach MDA-MB-231 i MCF-7 po leczeniu tramadolem i O-desmethyltramadolem. Nasze dane pokazały, że komórki MCF-7 wykazywały wyższy stosunek GSH/GSSG niż komórki MDA-MB-231, ale nie zaobserwowano znaczących różnic w stosunku GSH/GSSG po leczeniu tramadolem lub O-desmethyltramadolem w komórkach MDA-MB-231 i MCF-7. W naszej wcześniejszej pracy wykazano, że tramadol podwyższał poziomy reaktywnych form tlenu (ROS) w cytozolu w ludzkich komórkach raka endometrium. Dlatego następnie oceniliśmy wpływ tramadolu i O-desmethyltramadolu na poziomy ROS w komórkach raka piersi za pomocą barwienia 2′,7′-dichlorodihydrofluoresceiną dioctanu (DCFH-DA). Nasze wyniki potwierdziły, że zarówno tramadol, jak i O-desmethyltramadol znacząco zwiększały wewnątrzkomórkowe poziomy ROS w komórkach MDA-MB-231 i MCF-7. Łącznie, te odkrycia sugerują, że indukcja ekspresji CHAC1 przez tramadol i O-desmethyltramadol może być mediowana poprzez podwyższone poziomy ROS, a nie zmiany w równowadze redoks glutationu, podkreślając potencjalny mechanizm związany ze stresem oksydacyjnym leżący u podstaw ich efektów w komórkach raka piersi.

Przeprowadziliśmy analizę sekwencjonowania RNA (RNA-seq), aby uzyskać bardziej kompleksowe zrozumienie różnych mechanizmów, przez które tramadol i O-desmethyltramadol indukują śmierć komórek raka piersi. To podejście pozwoliło nam zbadać globalne zmiany ekspresji genów i zidentyfikować kluczowe szlaki sygnalizacyjne, które mogą przyczyniać się do odrębnych efektów O-desmethyltramadolu i tramadolu na żywotność komórek raka piersi. Aby wizualizować różnice transkrypcyjne między leczeniem O-desmethyltramadolem a tramadolem, wyniki RNA-seq przedstawiono jako wykres wulkaniczny. Na tym wykresie znacząco zwiększone geny są podświetlone na czerwono, podczas gdy obniżone geny są pokazane na niebiesko, ilustrując odrębne profile ekspresji genów indukowane przez dwa związki. Aby dalej zbadać biologiczne znaczenie tych zmian ekspresji genów, przeprowadziliśmy analizę wzbogacenia szlaków KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). Analiza ujawniła, że w porównaniu z tramadolem, leczenie O-desmethyltramadolem w komórkach MDA-MB-231 znacząco zmieniło ekspresję genów wzbogaconych w kilka kluczowych szlaków sygnalizacyjnych, w tym szlak sygnalizacyjny TNF (czynnik martwicy nowotworu), różnicowanie komórek Th1 (komórki pomocnicze typu 1) i Th2 (komórki pomocnicze typu 2), różnicowanie komórek Th17 (komórki pomocnicze 17), szlak sygnalizacyjny Notch, szlak sygnalizacyjny IL-17 (interleukina-17) i interakcję ECM (macierz zewnątrzkomórkowa)-receptor. Te szlaki są znane z odgrywania kluczowych ról w regulacji immunologicznej, zapaleniu i komunikacji komórkowej, wskazując, że O-desmethyltramadol może modulować przeżycie i śmierć komórek raka piersi poprzez wpływanie na odpowiedzi immunologiczne, procesy zapalne i interakcje w mikrośrodowisku guza.

W przeciwieństwie do tego, w porównaniu z tramadolem, leczenie O-desmethyltramadolem w komórkach MCF-7 ujawniło odrębny zestaw różnicowo ekspresjonowanych genów wzbogaconych w szlaki związane z regulacją metaboliczną, transkrypcją genów i sygnalizacją komórkową. Te szlaki obejmowały metabolizm witaminy B6, błędną regulację transkrypcyjną w nowotworach, metabolizm pirogronianu, trawienie i wchłanianie białek, szlak sygnalizacyjny mTOR (ssaczy cel rapamycyny), szlak sygnalizacyjny MAPK (kinaza aktywowana mitogenem) i interakcję ECM-receptor. Zaangażowanie szlaków regulacji metabolicznej i transkrypcyjnej sugeruje, że w porównaniu z tramadolem, O-desmethyltramadol może wpływać na komórki MCF-7 poprzez mechanizmy związane z metabolizmem komórkowym, sygnalizacją wzrostu i przebudową macierzy zewnątrzkomórkowej. Wzbogacenie szlaków mTOR i MAPK, które są krytycznymi regulatorami proliferacji komórek i przeżycia, sugeruje, że w porównaniu z tramadolem, O-desmethyltramadol może wpływać na żywotność komórek MCF-7 poprzez procesy związane z metabolizmem i wzrostem, a nie odpowiedzi immunologiczne i zapalne, jak zaobserwowano w komórkach MDA-MB-231. Te odkrycia podkreślają odrębne odpowiedzi molekularne różnych podtypów raka piersi na O-desmethyltramadol w porównaniu z tramadolem, sugerując, że efekty tych leków na przeżycie i śmierć komórek nowotworowych są wysoce zależne od kontekstu i mogą się różnić w oparciu o specyficzne sieci sygnalizacyjne aktywne w każdym typie komórek.

Jak O-desmethyltramadol moduluje mikrośrodowisko guza?

Tabela 1 pokazała różnicowo ekspresjonowane geny w komórkach MDA-MB-231 i MCF-7 po leczeniu tramadolem lub O-desmethyltramadolem w porównaniu z grupą kontrolną. W komórkach MDA-MB-231 wspólne zmiany ekspresji genów między tramadolem a O-desmethyltramadolem obejmują pellino E3 ubikwitynę ligazy białkowej członka rodziny 2 (PELI2), członka 15 rodziny superfamily TNF (TNFSF15), ENSG00000227706 i ENSG00000272405. W komórkach MCF-7 wspólne różnicowo ekspresjonowane geny to antagonista sygnalizacji RTK sprouty 4 (SPRY4), matrycowo wdrukowany transkrypt H19 (H19), keratyna 6A (KRT6A) i interleukina 1 beta (IL1B).

Następnie przeprowadziliśmy analizę wzbogacenia zestawu genów (GSEA), aby kompleksowo porównać odpowiedzi biologiczne indukowane przez O-desmethyltramadol i tramadol w komórkach raka piersi. Ta analiza pozwoliła nam zidentyfikować specyficzne zestawy genów i szlaki, które były różnicowo regulowane przez O-desmethyltramadol i tramadol, dostarczając dalszego wglądu w ich odrębne mechanizmy działania. Wyniki analizy GSEA ujawniły, że zarówno w komórkach MDA-MB-231, jak i MCF-7, O-desmethyltramadol, w porównaniu z tramadolem, był znacząco wzbogacony w szlakach odpowiedzi na interferon-alfa i interferon-gamma. Te odkrycia sugerują, że O-desmethyltramadol może mieć silniejszy wpływ na sygnalizację związaną z układem odpornościowym w porównaniu z tramadolem. Jednakże, były zauważalne różnice między dwoma liniami komórkowymi raka piersi. W komórkach MDA-MB-231, O-desmethyltramadol wykazywał znaczące wzbogacenie w szlakach związanych z sygnalizacją TNF-alfa poprzez NF-κB (jądrowy czynnik kappa B), przejściem nabłonkowo-mezenchymalnym (EMT), hipoksją i sygnalizacją IL-6 (interleukina 6)/JAK (kinazy Janusa)/STAT3 (przekaźnik sygnału i aktywator transkrypcji 3) w porównaniu z tramadolem. Te szlaki są znane z odgrywania kluczowych ról w zapaleniu i mikrośrodowisku guza, wskazując, że O-desmethyltramadol może wpływać na te agresywne potrójnie ujemne komórki raka piersi poprzez mechanizmy związane z prozapalnymi i hipoksycznymi procesami. Odwrotnie, w komórkach MCF-7, O-desmethyltramadol był znacząco wzbogacony w szlakach związanych z sygnalizacją TGF-beta (transformujący czynnik wzrostu-beta), obniżoną regulacją sygnalizowania KRAS (homolog onkogenu wirusa mięsaka szczura Kirsten) (KRAS-signaling-DN), wczesną odpowiedzią na estrogen i celami MYC w porównaniu z tramadolem. Te szlaki są ściśle związane z sygnalizacją receptora hormonalnego, onkogeniczną regulacją transkrypcyjną i proliferacją komórek, sugerując, że O-desmethyltramadol może wywierać swoje efekty w komórkach raka piersi z dodatnim receptorem hormonalnym poprzez modulowanie sygnalizacji czynnika wzrostu i regulacji onkogenów. Te odkrycia podkreślają różnicowy wpływ O-desmethyltramadolu na odrębne podtypy raka piersi, sugerując, że jego efekty są wysoce zależne od kontekstu i wpływają na nie molekularne charakterystyki każdego typu komórek.

Jakie implikacje terapeutyczne wynikają z badań nad tramadolem?

Nasze badanie dostarcza nowych spostrzeżeń na temat przeciwnowotworowych efektów tramadolu i jego głównego metabolitu, O-desmethyltramadolu, na komórki raka piersi. Wykazaliśmy, że O-desmethyltramadol wykazywał znacznie silniejszy efekt cytotoksyczny niż tramadol zarówno w komórkach MDA-MB-231, jak i MCF-7. Ponadto, dodanie antagonisty receptora μ-opioidowego alvimopanu nie odwracało cytotoksycznych efektów tramadolu ani O-desmethyltramadolu, wspierając hipotezę, że ich przeciwnowotworowe efekty są mediowane poprzez szlaki inne niż aktywacja receptora opioidowego. Zaobserwowaliśmy również, że O-desmethyltramadol indukował stres ER podobnie jak tramadol w komórkach raka piersi. Warto zauważyć, że zakres indukcji stresu ER różnił się między różnymi liniami komórkowymi raka piersi. Komórki MCF-7 wykazywały silniejszą odpowiedź na stres ER niż komórki MDA-MB-231, co może przyczyniać się do ich zwiększonej wrażliwości na cytotoksyczność indukowaną tramadolem. To odkrycie jest zgodne z wcześniejszymi badaniami, wskazującymi, że stres ER odgrywa kluczową rolę w modulowaniu śmierci i przeżycia komórek nowotworowych.

Nasza analiza RNA-seq dodatkowo ujawniła, że O-desmethyltramadol wywiera odrębne efekty na różne podtypy raka piersi poprzez modulowanie kluczowych szlaków sygnalizacyjnych. Te odkrycia torują drogę dla przyszłych badań nad potencjałem terapeutycznym O-desmethyltramadolu jako środka wspomagającego w leczeniu raka piersi. Biorąc pod uwagę silne działanie przeciwnowotworowe O-desmethyltramadolu in vitro, uzasadnione są dalsze badania in vivo, aby ocenić jego potencjał terapeutyczny i profil bezpieczeństwa w mikrośrodowisku guza. Dodatkowo, te odkrycia podnoszą ważne kwestie dotyczące długotrwałego stosowania tramadolu u pacjentów z chorobą nowotworową, ponieważ długotrwała ekspozycja na jego aktywny metabolit może nieumyślnie wpływać na progresję guza.

Jak przekłada się działanie in vitro na praktykę kliniczną?

Stężenia tramadolu i O-desmethyltramadolu użyte w tym badaniu zostały wybrane w oparciu zarówno o raportowane terapeutyczne poziomy w osoczu, jak i potrzebę wywołania mierzalnych odpowiedzi biologicznych w uproszczonym systemie hodowli komórkowej. Ta praktyka opiera się na racjonalnym założeniu, że systemy in vitro generalnie potrzebują wyższych zewnątrzkomórkowych poziomów leku, aby indukować mierzalne odpowiedzi komórkowe, w tym cytotoksyczność, w porównaniu do stężeń związanych z niepożądanymi efektami in vivo. W tym celu zastosowaliśmy zakres stężeń (12,5–100 μg/mL), aby zaobserwować odpowiedzi zależne od dawki, obliczyć wartości IC50 i porównać względną cytotoksyczność tramadolu i O-desmethyltramadolu. Przyszłe badania mogłyby eksplorować alternatywne strategie dostarczania, takie jak dostarczanie leku mediowane przez nanocząstki lub iniekcję wewnątrzguzową, aby lokalnie osiągnąć terapeutycznie istotne stężenia O-desmethyltramadolu w mikrośrodowisku guza.

Kliniczne stosowanie tramadolu u pacjentów z nowotworami w celu zarządzania bólem podnosi ważne kwestie dotyczące systemowej akumulacji jego aktywnego metabolitu, O-desmethyltramadolu. Ze względu na międzyosobnicze różnice w aktywności enzymu CYP2D6, który jest odpowiedzialny za metaboliczną konwersję tramadolu do O-desmethyltramadolu, niektórzy pacjenci mogą doświadczać wyższej systemowej ekspozycji na O-desmethyltramadol. Może to być szczególnie istotne w długotrwałym stosowaniu lub u osób klasyfikowanych jako ultra-szybcy metabolizatorzy. Biorąc pod uwagę nasze odkrycia, że O-desmethyltramadol wykazuje silniejsze efekty cytotoksyczne na komórki raka piersi niż tramadol, jest prawdopodobne, że trwałe lub podwyższone poziomy tego metabolitu mogą wpływać na zachowanie guza lub ingerować w progresję nowotworową. Chociaż stężenia in vitro użyte w tym badaniu przekraczają typowe poziomy w osoczu obserwowane u pacjentów, nasze dane sugerują, że nawet umiarkowane zwiększenie stężeń O-desmethyltramadolu może mieć biologiczne znaczenie w mikrośrodowiskach guza. Te odkrycia podkreślają potrzebę dalszych badań farmakokinetycznych i farmakodynamicznych, aby ocenić potencjalny wpływ akumulacji O-desmethyltramadolu w warunkach onkologicznych, szczególnie u pacjentów poddawanych przedłużonej terapii tramadolem.

Jakie perspektywy otwierają się przed zastosowaniem O-desmethyltramadolu?

Nasze badanie dostarcza przekonujących dowodów, że O-desmethyltramadol wykazuje lepsze działanie przeciwnowotworowe w porównaniu z tramadolem poprzez odrębne, niezależne od receptora opioidowego mechanizmy. Nasza analiza RNA-seq ujawniła dodatkowo, że O-desmethyltramadol wywiera różne efekty na różne podtypy raka piersi poprzez modulowanie kluczowych szlaków sygnalizacyjnych. Te odkrycia torują drogę dla przyszłych badań nad potencjałem terapeutycznym O-desmethyltramadolu jako środka wspomagającego w leczeniu raka piersi. Biorąc pod uwagę silne działanie przeciwnowotworowe O-desmethyltramadolu in vitro, uzasadnione są dalsze badania in vivo, aby ocenić jego potencjał terapeutyczny i profil bezpieczeństwa w mikrośrodowisku guza. Dodatkowo, te odkrycia podnoszą ważne kwestie dotyczące długotrwałego stosowania tramadolu u pacjentów z chorobą nowotworową, ponieważ długotrwała ekspozycja na jego aktywny metabolit może nieumyślnie wpływać na progresję guza.

Podsumowanie

Badania wykazały, że tramadol oraz jego główny metabolit O-desmethyltramadol posiadają znaczący potencjał przeciwnowotworowy, szczególnie w terapii raka piersi. O-desmethyltramadol charakteryzuje się silniejszym działaniem cytotoksycznym niż związek macierzysty, a mechanizm jego działania jest niezależny od receptorów opioidowych. Substancje te indukują stres retikulum endoplazmatycznego oraz modulują kluczowe szlaki sygnałowe w komórkach nowotworowych. Analiza RNA-seq ujawniła, że O-desmethyltramadol wpływa na różne podtypy raka piersi poprzez odmienne mechanizmy molekularne, w tym szlaki związane z odpowiedzią immunologiczną, procesami zapalnymi oraz metabolizmem komórkowym. Badania in vitro wykazały obiecujące rezultaty, jednak konieczne są dalsze badania in vivo w celu oceny potencjału terapeutycznego i profilu bezpieczeństwa tych związków w kontekście leczenia nowotworów.