האם יש בתרופה האנטיביוטית Minocyclin בשורה דווקא בתחום הטיפולים הנוירולוגיים?

פרופ' בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

במקצוע הרפואה המרתק, אנו מופתעים מדי פעם מתופעות או התפתחויות בלתי צפויות, המעידות על היות מכונת גופנו מורכבת כל כך, ועדיין רבת מסתורין. ובקטגוריה זו ניתן לכלול תרופות קלאסיות שהיו בשימוש בתחום מסוים, ולפתע מתבררות סגולותיהן ויתרונותיהן בתחום אחר לחלוטין, שעשויות אף להיות משמעותיות יותר.

פרט לערוץ טיפולי מבטיח חדש שנפתח בהפתעה, יש ב"הסבה" של תרופה מהטיפול המקורי לו נועדה לטיפול במפגעים שונים לחלוטין, תרומה להבנת המנגנונים של מפגעים אלה.

דוגמה מאלפת כזו, אנו מוצאים לאחרונה בתרופה האנטיביוטית מינוציקלין, שהייתה מקובלת שנים רבות בתחום הטיפול המסורתי הבקטריוצידי, ולפתע הייתה לה עדנה דווקא אצל…הנוירולוגים. מינוציקלין הוא תכשיר סינטתי למחצה, שפותח בתחילת שנות ה-70 במקור על ידי מעבדות Lederle כנגזרת דור-שני של טטרציקלין, ושווק בין השאר בשמות המותג Minocin, Minomycin, Arestin ועוד.

מינוציקלין שייך למשפחת הטטרציקלינים, עם טווח פעולה רחב כחומר בקטריוסטטי, והוא מצטיין בתקופת מחצית חיים ארוכה במיוחד בדם (11-22 שעות).

השימוש הנפוץ ביותר של מינוציקלין במרוצת השנים היה לטיפול בחטטת הפנים (acne) ובחזזת ורודה (רוֹזצֶאָה) המתאפיינת בפצעונים ואדמדמת של העור, כמו גם במחלת Lyme, ויתרונה של תרופה זו היה בצורך למינון נמוך בהרבה מזה של טטרציקלין עצמו.

מינוציקלין, היא מולקולה קטנה שמשקלה המולקולארי 495, היא מאוד ליפּופילית, ולכן יכולה לעבור בנקל את מחסום הדם-מוח, והיא אף חודרת ביתר קלות לנוזל השדרה בהשוואה לטטרציקלינים אחרים. לאחר נטילה פומית, נספג מינוציקלין באופן יעיל במעי, ובשל אי נטייתם של חיידקים לפתח עמידות נגד תרופה זו, הנטייה לטפל בעזרתה במצבים דלקתיים כרוניים כגוןacne . שימוש נרחב וממושך במינוציקלין, הוכיח שתופעות הלוואי המשמעותיות כגון רעלנות לכבד, מחלת הנסיוב (serum sickness), או אף מקרי Lupus, הם נדירים ביותר, ותופעות לוואי מתונות מופיעות מדי פעם כדוגמת כאבי ראש, הקאות ושלשולים, טשטוש חולף, כמו גם הגברת הרגישות לאור השמש. כללית תרופה זו היא בעלת מוניטין של תרופה בטוחה לשימוש לטווח ארוך.  

כיצד נכרך תכשיר אנטיביוטי עם טיפול במפגעים נוירולוגיים ?

היו אלה חוקרים מפינלנד שדווחו לראשונה בשנת 1998 על כך שמינוציקלין מקנה הגנה לתאי עצב בהיפוקאמפוס מפני נזקי אי-ספיקה במודל של עכברי-ריצה, גֶרבּילים.

הרעיון המקורי לנצל את העובדה שתרופה זו ידועה כמעכבת את הביטוי והפעילות של חומרים אחדים המתווכים של פעילות דלקתית, והרי ידוע שבמוח איסכמי יש התבטאות של מספר גנים מחוללי דלקת (proinflammatory genes). אכן, כאשר השרו נזק מחולל איסכמיה בקדמת המוח של גרבּילים, וטיפלו בחיות אלה במינוציקלין 30 דקות מהשריית הנזק, הודגם שמינוציקלין הגן על תאי העצב בהיפוקאמפוס.

בהמשך נמצא גם בחולדות בהן השרו איסכמיה ממוקדת במוח, שהזרקה תוך-צפקית של מינוציקלין 12 שעות לפני השריית האיסכמיה הפחיתה את נפח האוטם הקורטיקלי המושרה ב-76%, ואף כאשר הזרקת מינוציקלין נעשתה 4 שעות לאחר תחילת האיסכמיה, עדיין צומצם נפח האוטם המושרה ב-63%.

השפעה דומה בהפחתת נפח של אוטם מוחי על ידי מינוציקלין, הושגה בחולדות בהן אוטם זה הושג על ידי השריית תסחיף פקקתי לתוך עורק המוח המרכזי, וההשפעה הממתנת של מינוציקלין לגבי גודל האוטם, הושגה אף אם תרופה זו ניתנה 4 שעות לאחר האֶמבּוֹליזציה. 

גם במודלים בחולדות בנות ימים אחדים בהם משרים אי-ספיקה מוחית על ידי היפוקסיה, זריקה תוך-צפקית אחת של מינוציקלין מיד לאחר גרימת ההיפוקסיה, מנעה את הנזק שהופיע לאחר שבוע בהמיספירה האיפסילטראלית בחולדות שלא טופלו בתרופה זו. בדומה, ניסויים בחולדות בהם השרו דימום תוך-מוחי, ניתן היה על ידי טיפול במינוציקלין פעמיים מדי יום למשך שבוע, להפחית משמעותית את השפעול של תאי מיקרוגליה, ואת מות תאי המוח בתהליך אפופטוזיס.

גם מערכת ניסויית של אנצפלו-מייאליטיס אוטואימונית EAE)) בחיות, המשמשת דגם לטרשת נפוצה באדם, נחקרה באשר להשפעת מינוציקלין על מפגע ניסויי זה. כידוע, ב-EAE כמו גם בטרשת נפוצה, מתגברת הפעילות של האנזימים הפרוטאוליטיים מכילי-האבץ ממשפחת ה-MMP, שנזקיה מתבטאים בין השאר בפגיעה במחסום דם-מוח (BBB), עידוד תהליך דלקתי עצבי, ורעלנות לתאי העצב.

לכאורה, אחד המנגנונים האפשריים של טיפול באינטרפרון-ביתא בטרשת נפוצה, הוא להפחית יצירת אנזימי MMP על ידי לימפוציטים מסוג T, ובכך להחליש את יכולת החדירה של לויקוציטים למערכת העצבים המרכזית. אמנם אינטרפרון-ביתא משפיע על סינטיזת אנזימי MMP, אך הוא אינו משפיע ישירות על פעולתם, ולכן היה היגיון בבחינת השפעת מינוציקלין, שהוכחה השפעתו המעכבת על אנזימים אלה.

עכברים בהם הושרה EAE על ידי הזרקת פפטיד של מיאלין, ואשר טופלו במקביל במינוציקלין, נהנו מעיכוב בהופעת התסמינים הקליניים, כאשר טיפול יומיומי בתרופה, הביא להחלשה בחומרת האנצפליטיס לאורך כל משך הניסוי.

גם בדגם EAE כרוני בחולדות עם הופעה מחזורית של החמרות והפוגות, נמצא שמינוציקלין החליש את מהלך התסמינים. בכל הניסויים הללו השפעת מינוציקלין הייתה מרבית בהזרקה תוך-ורידית, אך לא במתן פומי של תרופה.

גם בדגם של מחלת פרקינסון בחיות, הושגו תוצאות מבטיחות בשימוש במינוציקלין. בעיקר מרשימה ההגנה שמקנה בעכברים מינוציקלין במסלול מהסובסטנציה ניגרה לסטריאטום, מפני השפעתו המאוד רעלנית של הנוירוטוקסין MPTP.

ההגנה המרשימה של מינוציקלין מפני ניוון תאים דופאמינרגיים  במערכת זו, קשורה כנראה בעיקר בחסימת פעילותם של תאי מיקרוגליה.

במערכת דגם אחרת למחלת פרקינסון בעכברים, בה השרו את הנזק על ידי הזרקה של 6-hydroxydopamine לסטריאטום, טיפול במינוציקלין עיכב משמעותית את שפעולם של תאי מיקרוגליה, וממילא הייתה לו השפעה הגנתית על התאים הדופאמינרגיים.

ההשפעה המיטיבה של מינוציקלין הודגמה אף בניסוי בחולדות להן הוזרק ליפופוליסכריד (LPS) לתוך הסובסטנציה ניגרה במוח, מה שגורם לדלקת ופגיעה ב-BBB. הטיפול במינוציקלין הפחית את חומרת הנזק האמור. חילוף החומרים של הנוירוטוקסין MPTP הכרוך בפתולוגיה של מחלת פרקינסון, מביא ליצירת 1-methyl-4-pyridinium הידוע כ-MPP+, שהוא תוצר הפירוק הפעיל ביותר של MPTP. הדגמה ישירה של מניעת הנזק של MPP+ לנוירונים על ידי מינוציקלין, הודגמה באופן מרשים בתרבית תאי-עצב מהמזאנצפאלון כמו גם תאים מהמוח הקטן שטופלו בתרבית עם MPP+ בנוכחות מינוציקלין, או בלעדיו.

ניסוי קליני ראשוני ב- חולי פרקינסון, החל תחת חסות המכון הלאומי למחלות נוירולוגיות ושבץ בארה"ב (NINDS) בשנת 2004, ובו טופלו 67 חולי פרקינסון במינון יומי של 200 מ"ג מינוציקלין משך שנה, בהשוואה לקבוצת אינבו.

מסקנות ביניים של מחקר זה שהתפרסמו בשנת 2006, מצביעות על "הצדקה להמשיך בניסויים אלה על בסיס  הנתונים המעודדים".

התרחשות נוירולוגית חמורה היא פציעה של עמוד השדרה, הגורמת ישירות להתבטאות מולקולות משרות-דלקת, וכן לחומרים נוירוטוקסיים, כאשר בין אלה נכללים גלוטמאט, אנזימי MMP וכן רדיקלים חופשיים. גם במערכות דגם של פגיעה כזו בחיות, נבחנה השפעתו של מינוציקלין הידוע ביכולתו לעכב חומרים ומולקולות משרות נזק בפגיעה שדרתית כזו.

כאשר השרו בעכברים נזק שדרתי על ידי דחיסה (compression), והוחל שעה אחת לאחר מכן טיפול יומי במינוציקלין למשך 6 ימים, נמצא שחזור משמעותי בתפקוד הגפיים האחוריות בעכברים המטופלים, לעומת קבוצת בקרה מטופלת אינבו. ברור פתולוגי אימונו-היסטוכימי, הדגים את שלמותם של אקסונים באזור הפגוע בעכברים המטופלים במינוציקלין. בדומה, חולדות שהשרו בהן נזק מעיכה לעמוד השדרה, הראו תפקוד מוטורי משופר בגפיהן האחוריות, עם מספר קטן יותר של אוליגו-דנדרוציטים אפופטוטיים באזור הפגוע, אם טופלו במינוציקלין מיד לאחר הפגיעה, ובמהלך 24 השעות הבאות. עכברים להם נגרמה חבלה טראומטית מוחית, ואשר טופלו מיד אחריה במינוציקלין, הראו ביצועי קואורדינציה טובים יותר במבחן rotarod, המיוחסים להשפעת מינוציקלין בעיכוב פעילות האנזיםcaspase-1 . אנזים פרוטאוליטי זה, מבקע את צורות הקודמן הבלתי פעילות של ציטוקינים משרי דלקת כגון IL-1-β ו-IL-18, ומשפעל את הציטוקינים האלה. בתור שכזה, caspase-1 הוא אחד השלבים הראשונים בתהליך האפופטוזיס התאי, ומייחסים לו תפקיד מפתח בפתוגנזה של מחלת Huntington.

אכן, במודל של עכברים מזן R6/2, בהם אקסון 1 של הגן huntingtin מכיל רצפים חוזרים מוגדלים של polyglutamine, מפתחים העכברים אי-תפקוד נוירולוגי ההולך ומחריף, עד למוות טרם-עת. טיפול יומי של עכברים אלה במינוציקלין בהזרקה תוך-צפקית הביא להאטת קצב התפתחות המחלה, לעומת טיפול בטטרציקלין שאינו חודר דרך מחסום דם-מוח, שלא הייתה לו כל השפעה בעכברים אלה. במודל של תאי סטריאטום נמצא שהשפעת מינוציקלין למניעת אפופטוזיס תאי, נגרמת הן על ידי עיכוב אנזימי caspase בתאים, ומניעת שחרור ציטוכרום C במיטוכונדריה של התאים, אך השפעת מינוציקלין נעשית גם במסלול שאינו קשור למערכת  ה-caspase.

ניסויים ראשוניים בחולי הנטינגטון בשלבים מתקדמים, הביאו בחלקם לשיפור מסוים במדדים מוטוריים, באופן שהצדיק הרחבת ניסויים טיפוליים אלה למדגם חולים גדול יותר.

באוקטובר 2007 התפרסם בכתב העת Neurology דיווח מאוד מרשים של צוות הנוירולוגים במרכז הרפואי וולפסון, לפיו מתן מינוציקלין לאלה שעברו שבץ מוחי חריף, החל מ-6 שעות לאחר האירוע ובמשך 24 שעות, הביאו לשיפור ניכר במאפיינים הנוירולוגיים. עד כה מרבית המחקרים התמקדו במאמץ להציל את הרקמה המוחית הפגועה בטווח של 3 השעות הראשונות מהאירוע המוחי, בהן חסימת שפיעת הדם גורמת לנזק העיקרי לרקמת המוח.

ניסוי קליני אחרון זה, בו השוו את דרגת הפגיעות הנוירולוגיות והתפקודיות ב-74 חולים מטופלים במינוציקלין, לעומת 77 שורדי שבץ מטופלים באינבו, הראה ששלושה חודשים מתחילת הטיפול תפקדו מטופלי מינוציקלין טוב בהרבה במדרג NIHSS, הבוחן מדדי ראייה, שיתוק של עצב הפנים (Bell palsy), תנועתיות ויכולת דיבור. השיפור באלה עם אירוע שבץ המטופלים במינוציקלין בא לביטוי כבר לאחר 7 ו-30 ימים בסולם  Rankinהמתוקן (mRS), ובמדד Barthel (BI), כל אלה במתן פומי של מינוציקלין, אם כי ידוע מניסויים בחיות שיעילות תרופה זו במתן תוך ורידי אף עולה בהרבה על זו שבמתן פומי של התרופה. מגבלות מחקר זה במדגם הקטן יחסית של מטופלים, וכן בעובדה שלא היה כפול-סמיות, ואין ספק שניסויים קליניים רחבי-היקף ומהודקים יותר מבחינת תכנונם, הם צו השעה.

מהם המנגנונים האפשריים להשפעתו המיטיבה של מינוציקלין בתחום הנוירולוגי?

 כמו במקרים רבים קודמים במחקר הרפואי, לעתים מתגלים באופן מקרי יתרונותיה של תרופה מסוימת, עוד לפני שמתברר מנגנון הפעולה והאופן בו פעילותה הביולוגית של תרופה זו בא לביטוי. כאלה הם גם פני הדברים לגבי מינוציקלין. נביא כאן כמה מסקנות בינתיים או השערות מהם מנגנוני הפעולה האפשריים של תרופה זו.

א. מינוציקלין מעכב את פעילות החלבון PARP-1 או poly(ADP-ribose) polymerase-1: חלבון זה הוא בעל פעילויות מנוגדות לכאורה. מחד גיסא הוא משמש למטרות של תיקון נזקי DNA, אך מאידך גיסא סכנתו מרובה יותר בהיותו משרה דלקת, ותהליך אפופטוזיס המביא למות התא. מסתבר שבנזק טראומטי למוח, עקה של עודף תהליכים מחמצנים הגורמים לשברים בגְדילֵי ה-DNA, מה שמשפעל את PARP-1 ומגביר את הנזק בתאים הפגועים עד גרימת מותם, וזאת על ידי דלדול מקורות האנרגיה של תאים אלה, והגברת תהליכי דלקת. הדגמה ישירה של עיכוב פעילות PARP-1 על ידי מינוציקלין נעשתה בתרבית תאי-עצב מקליפת המוח בה שופעל PARP-1 על ידי חומרים רעילים ממשפחת הניטרוגואנידינים. התברר שמינוציקלין עיכב פעילותPARP-1  והפחית ב-80% את מות תאי העצב בתרבית בהשוואה לתאים לא-מטופלים, כל זאת בריכוז פי-100 יותר נמוך מאשר isoquinolinone, שנחשב למעכב ידוע ויעיל של חלבון זה,.

ב. ידוע שאיסכמיה מוחית מובילה לתהליכי דלקת במוח המחריפים את נזקי אי הספיקה. אחד האנזימים שחשיבותם רבה בשלבי דלקת מוקדמים הוא 5-lipoxygenase או 5-LOX, שמשחק תפקיד בחילוף החומרים של חומצה אראכידונית ליצירת לויקוטריאנים דוגמת LTB4 ו-LTC4, מולקולות המשמשות בין השאר כתווכים בתהליכי דלקת. האנזים 5-LOX נחשב אם כך לאנזים מחולל דלקת וכורכים אותו עם תהליכי ניוון מוחיים, ולכן הוא גם נלמד בחולי אלצהיימר.

החשיבות של5-LOX  בהתרחשות שבץ הודגמה באוכלוסיית לוקים בשבץ-מוחי במרכז אירופה, שנמצאה בהם תאחיזה להופעת וריאנט בגן ALOX5AP המקודד לאנזים 5-LOX. כמו כן נמצא שרמת לויקוטריאנים שהם תוצרי הפעילות של אנזים אחרון זה עולה  משמעותית במוח לאחר אירוע איסכמי מוחי.

בחולדות בהן השרו איסכמיה מוחית על ידי חסימת העורק המוחי המרכזי, טיפול במינוציקלין המעכב פעילות 5-LOX, הביא לעיכוב תהליכי דלקת מוחית, והפחית משמעותית הסננה של נויטרופילים ומקרופאגים כמו גם תאי מיקרוגליה כ-72 שעות מהתרחשות הזילו מחדש באזור החסימה העורקית.

בשלב זה, ניתן להצביע על פעילויות מגוונות של מינוציקלין כגון עיכוב השפעול של תאי מיקרוגליה על ידי חסימת פעולתו של גורם השעתוק  NF-kappa B בגרעין התא, החלשת התהליך האפופטוטי, דיכוי ייצורם של רדיקלים חופשיים, ועיכוב פעילות האנזימים הפרוטאוליטים ממשפחת ה-MMP. מוקדם עדיין לקבוע אם פעילויות "חיוביות" אלה של תרופה שהתחילה דרכה כאנטיביוטיקה של ממש, יש בהן יתרון ועדיפות בטיפול בחולה ה"נוירולוגי", אך אין ספק שהניסויים בתאי-עצב בתרבית, הניסויים בחיות, אך הניסויים הקליניים הראשוניים בבני-אדם יש בהם לכאורה הבטחה, ולבטח עניין.

בברכה, פרופ' בן-עמי סלע