Trazodon w chorobie Alzheimera: neuroprotekcja przez szlak BDNF-CREB

Czy trazodon może powstrzymać neurodegenerację w chorobie Alzheimera?

Trazodon w dawkach 10 i 30 mg/kg znacząco poprawia funkcje poznawcze i redukuje poziom lęku u szczurów z eksperymentalnym modelem choroby Alzheimera (AD). Badanie na 24 szczurach Wistar wykazało, że lek ten działa poprzez redukcję stresu oksydacyjnego, obniżenie aktywności acetylocholinoesterazy (AChE) oraz zwiększenie ekspresji czynnika neurotroficznego BDNF i białka CREB w hipokampie. Choroba Alzheimera, odpowiedzialna za 60-80% przypadków otępienia starczego, charakteryzuje się postępującym spadkiem funkcji poznawczych, zaburzeniami pamięci i wysoką śmiertelnością wśród osób starszych. Szacuje się, że do 2050 roku liczba przypadków AD może się potroić, głównie z powodu starzenia się populacji.

Obecnie brak jest definitywnych metod leczenia AD, dlatego terapie wspomagające oparte na przeciwutleniaczach i lekach przeciwzapalnych zyskują na znaczeniu. Trazodon, antydepresant z grupy inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny i antagonistów receptorów serotoninowych, wykazuje potencjalne właściwości neuroprotekcyjne. Może modulować procesy patologiczne związane z AD, takie jak gromadzenie się beta-amyloidu (Aβ) i stan zapalny w obrębie tkanki nerwowej. Badanie to miało na celu ocenę wpływu trazodonu na funkcje poznawcze i lęk poprzez regulację mechanizmu BDNF-CREB w modelu zwierzęcym AD indukowanym skopolaminą.

Jak przeprowadzono badanie na modelu zwierzęcym?

Do badania włączono 24 szczury Wistar o masie 200-250 g, które losowo przydzielono do czterech grup (n=6): grupa kontrolna, grupa otrzymująca tylko skopolaminę (3 mg/kg i.p.), grupa otrzymująca trazodon 10 mg/kg + skopolamina oraz grupa otrzymująca trazodon 30 mg/kg + skopolamina. Skopolamina, antagonista receptorów muskarynowych acetylocholiny, była podawana dootrzewnowo przez 9 dni w celu wywołania deficytów pamięci przypominających te obserwowane w AD. Trazodon podawano doustnie przez 18 dni. Po zakończeniu eksperymentu (26. dzień) zwierzęta uśmiercano, a hipokamp izolowano do analiz molekularnych i badań histopatologicznych.

Ocenę funkcji poznawczych przeprowadzono testem rozpoznawania nowych obiektów (NOR), który mierzy pamięć nieprzemienną i krótkotrwałą. Test składał się z trzech faz: habituacji, zapoznania z identycznymi obiektami i fazy testowej, w której jeden z obiektów zastąpiono nowym. Czas eksploracji nowego obiektu rejestrowano za pomocą oprogramowania AnyMaze. Poziom lęku oceniano testem podwyższonego labiryntu krzyżowego (EPM), mierząc czas spędzony przez szczury w ramionach otwartych i zamkniętych. W tkance hipokampa oznaczano aktywność AChE metodą Ellmana, poziom peroksydacji lipidów (TBARS) oraz ekspresję białek BDNF, CREB, p-CREB i Ki-67 za pomocą immunohistochemii i immunofluorescencji.

Jakie efekty poznawcze przyniosło leczenie trazodonem?

W teście NOR szczury otrzymujące skopolaminę spędzały istotnie mniej czasu w strefie nowego obiektu w porównaniu do grupy kontrolnej (*p < 0,05), co wskazuje na zaburzenia pamięci rozpoznawczej. Podanie trazodonu w obu dawkach (10 i 30 mg/kg) znacząco zwiększyło czas eksploracji nowego obiektu (##p < 0,01 i #p < 0,05) w porównaniu do grupy leczonej tylko skopolaminą. Wyniki te sugerują, że trazodon skutecznie przywraca funkcje pamięci krótkotrwałej upośledzone przez skopolaminę. Co interesujące, efekt behawioralny był widoczny w obu grupach leczonych trazodonem, co może wskazywać na osiągnięcie maksymalnego efektu terapeutycznego już przy niższej dawce.

W teście EPM wskaźnik inflexion-H był istotnie niższy w grupie otrzymującej skopolaminę (**p < 0,01) w porównaniu do kontroli, co odzwierciedla zwiększony poziom lęku. Trazodon w dawkach 10 i 30 mg/kg znacząco podniósł ten wskaźnik (#p < 0,05), wskazując na działanie przeciwlękowe. Warto zauważyć, że dawka 10 mg/kg wykazała silniejszy efekt przeciwlękowy niż 30 mg/kg (^p < 0,05), co sugeruje możliwy efekt plateau – wyższe dawki nie przynoszą dodatkowych korzyści. Takie nieliniowe zależności dawka-odpowiedź są typowe dla leków serotoninergicznych i mogą wynikać z różnej wrażliwości obwodów neuronalnych odpowiedzialnych za funkcje poznawcze i lękowe.

Jak trazodon wpływa na stres oksydacyjny i aktywność AChE?

Poziom TBARS (wskaźnik peroksydacji lipidów) w hipokampie był istotnie podwyższony w grupie otrzymującej skopolaminę (***p < 0,001) w porównaniu do kontroli, co wskazuje na nasilony stres oksydacyjny. Trazodon w obu dawkach znacząco obniżył poziom TBARS (###p < 0,001), co potwierdza jego właściwości przeciwutleniające. Mózg jest szczególnie podatny na stres oksydacyjny ze względu na wysokie zużycie tlenu, obfitość lipidów i relatywnie niski poziom przeciwutleniaczy. Hipokamp, kluczowy dla procesów uczenia się i pamięci, jest szczególnie wrażliwy na uszkodzenia oksydacyjne w AD.

Aktywność AChE, enzymu rozkładającego acetylocholinę, była istotnie podwyższona w grupie otrzymującej skopolaminę (**p < 0,01) w porównaniu do kontroli. Trazodon w dawce 30 mg/kg znacząco obniżył aktywność AChE (#p < 0,05), podczas gdy dawka 10 mg/kg nie wykazała istotnego efektu. Podwyższona aktywność AChE prowadzi do obniżenia poziomu acetylocholiny w synapsach, co jest jednym z kluczowych mechanizmów deficytów poznawczych w AD. Redukcja aktywności AChE przez trazodon może przyczyniać się do poprawy funkcji cholinergicznych i pamięci.

Czy trazodon aktywuje szlak BDNF-CREB w hipokampie?

Ekspresja BDNF (czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego) w regionach DG i CA4 hipokampa była istotnie obniżona w grupie otrzymującej skopolaminę (****p < 0,001; ***p < 0,001) w porównaniu do kontroli. Trazodon znacząco zwiększył ekspresję BDNF w obu regionach (#p < 0,05; ###p < 0,001), przy czym dawka 30 mg/kg wykazała silniejszy efekt niż 10 mg/kg (^p < 0,05) w regionie DG. BDNF odgrywa kluczową rolę w plastyczności synaptycznej, neurogenezie i ochronie neuronów przed uszkodzeniem. Obniżone poziomy BDNF obserwuje się zarówno w hipokampie pacjentów z AD, jak i we wczesnych stadiach choroby.

Ekspresja CREB (białka wiążącego element odpowiedzi cAMP) oraz jego fosforylowanej formy (p-CREB) była istotnie zmniejszona w grupach otrzymujących skopolaminę (***p < 0,001; *p < 0,05) w porównaniu do kontroli. Trazodon znacząco podniósł poziomy zarówno CREB, jak i p-CREB (###p < 0,001; ##p < 0,01) w regionach DG i CA4. CREB jest kluczowym czynnikiem transkrypcyjnym regulującym ekspresję genów związanych z pamięcią, plastycznością neuronalną i przeżywalnością komórek. Fosforylacja CREB (p-CREB) jest głównie mediowana przez szlak BDNF-TrkB, co sugeruje, że trazodon aktywuje receptory TrkB i inicjuje kaskadę sygnałową prowadzącą do zwiększonej ekspresji genów neuroprotekcyjnych.

Ekspresja Ki-67, markera proliferacji komórkowej, była istotnie obniżona w grupie otrzymującej skopolaminę (***p < 0,001) w porównaniu do kontroli. Trazodon znacząco zwiększył liczbę komórek Ki-67-dodatnich w obu regionach hipokampa (###p < 0,001; ##p < 0,01), co wskazuje na stymulację neurogenezy. Te wyniki sugerują, że trazodon nie tylko chroni istniejące neurony, ale także promuje powstawanie nowych komórek nerwowych w hipokampie, co jest krytycznie upośledzone w AD. Aktywacja szlaku BDNF-TrkB-CREB przez trazodon może zatem rozciągać się na procesy neuroregeneracyjne.

Czy trazodon redukuje akumulację beta-amyloidu?

Analiza immunofluorescencyjna wykazała zwiększoną ekspresję beta-amyloidu (Aβ) w regionach DG i CA4 hipokampa w grupie otrzymującej skopolaminę w porównaniu do kontroli. Leczenie trazodonem obniżyło ekspresję Aβ w porównaniu do grupy otrzymującej skopolaminę. Redukcja poziomu Aβ może wynikać z kilku zbieżnych mechanizmów. Trazodon hamuje szlak PERK-eIF2α, który jest nadaktywny w AD i przyczynia się do nieprawidłowej translacji prekursora białka amyloidowego (APP) oraz akumulacji Aβ. Poprzez osłabienie tej odpowiedzi stresowej, trazodon może przywracać normalną syntezę białek i redukować obciążenie Aβ.

Ponadto aktywacja szlaku BDNF-TrkB-CREB, obserwowana w tym badaniu, zwiększa odporność neuronów i promuje nieamyloidogenne przetwarzanie APP poprzez wzrost aktywności α-sekretazy. Razem te mechanizmy sugerują, że trazodon wywiera podwójny efekt ochronny poprzez redukcję tworzenia się Aβ i zwiększenie jego klirensu przez szlaki kontroli neurotroficznej i translacyjnej. Warto podkreślić, że te obserwacje pochodzą z modelu zwierzęcego i wymagają potwierdzenia w badaniach klinicznych u ludzi.

Jakie zmiany histopatologiczne wywołuje trazodon w hipokampie?

Barwienie hematoksyliną i eozyną (H&E) ujawniło znaczący wzrost liczby neuronów piknicznych (uszkodzonych) w regionach DG i CA4 hipokampa w grupie otrzymującej skopolaminę (**p < 0,01; ***p < 0,001) w porównaniu do kontroli. Trazodon w obu dawkach znacząco zmniejszył liczbę neuronów piknicznych (#p < 0,05; ##p < 0,01), przy czym dawka 30 mg/kg wykazała silniejszy efekt niż 10 mg/kg (^p < 0,05) w regionie CA4. Te wyniki wskazują na działanie neuroprotekcyjne trazodonu, chroniące neurony hipokampa przed uszkodzeniem wywołanym skopolaminą.

Barwienie fioletem krezylowym (CV), które wizualizuje substancję Nissla w neuronach, potwierdziło te obserwacje. Liczba uszkodzonych neuronów była istotnie zwiększona w grupie otrzymującej skopolaminę (***p < 0,001) w porównaniu do kontroli. Trazodon w dawce 30 mg/kg znacząco zmniejszył uszkodzenie neuronów (#p < 0,05) w obu regionach, a w regionie DG efekt był silniejszy niż przy dawce 10 mg/kg (^p < 0,05). Choroba Alzheimera charakteryzuje się postępującą neurodegeneracją prowadzącą do zaniku mózgu i znaczących deficytów pamięci oraz funkcji poznawczych. Ochrona neuronów hipokampa przez trazodon może przekładać się na spowolnienie postępu neurodegeneracji.

Co to oznacza dla praktyki klinicznej i przyszłych badań?

Wyniki tego badania sugerują, że trazodon może stanowić obiecującą terapię wspomagającą w leczeniu choroby Alzheimera i innych chorób neurodegeneracyjnych. Lek ten działa wielokierunkowo: redukuje stres oksydacyjny, obniża aktywność AChE, zwiększa ekspresję BDNF i CREB, promuje neurogenezę oraz chroni neurony przed uszkodzeniem. Efekty behawioralne obejmują poprawę funkcji poznawczych i redukcję lęku, co jest szczególnie istotne u pacjentów z AD, u których zaburzenia lękowe są częstym współwystępującym objawem.

Warto zauważyć, że trazodon jest najczęściej przepisywany w klinice jako lek nasenny przy bezsenności, co rodzi pytanie, czy efekty sedatywne mogły wpłynąć na obserwowane różnice behawioralne. Jednak kilka aspektów naszych wyników przemawia przeciwko sedacji jako głównemu wyjaśnieniu. W testach NOR i EPM zwierzęta leczone trazodonem wykazywały zwiększoną eksplorację i poprawę wyników, co byłoby mało prawdopodobne, gdyby lek głównie obniżał pobudzenie. Zamiast tego nasze analizy molekularne pokazujące wzrost BDNF i CREB sugerują, że poprawy są bardziej zgodne z serotoninergiczną modulacją plastyczności neuronalnej.

Kluczowym ograniczeniem badania jest model zwierzęcy – wyniki uzyskane na szczurach wymagają potwierdzenia w badaniach klinicznych u ludzi. Mała liczba zwierząt w grupach (n=6) oraz ograniczenia statystyczne mogą wpływać na uogólnienie wyników. Niemniej jednak badanie to dostarcza silnych dowodów przedklinicznych wspierających potencjał terapeutyczny trazodonu w neurodegeneracji. Przyszłe badania powinny skupić się na określeniu optymalnych dawek, długości leczenia oraz ocenie bezpieczeństwa długoterminowego stosowania trazodonu u pacjentów z AD. Ponadto warto zbadać, czy efekty trazodonu są addytywne lub synergistyczne z obecnie stosowanymi terapiami AD, takimi jak inhibitory cholinoesterazy czy memantyna.

Jakie wnioski płyną z badania nad trazodonem w modelu AD?

Trazodon w dawkach 10 i 30 mg/kg wykazuje wielokierunkowe działanie neuroprotekcyjne w eksperymentalnym modelu choroby Alzheimera indukowanym skopolaminą. Lek poprawia funkcje poznawcze i redukuje lęk poprzez aktywację szlaku BDNF-CREB, obniżenie stresu oksydacyjnego i aktywności acetylocholinoesterazy oraz stymulację neurogenezy w hipokampie. Obserwowane efekty obejmują również redukcję akumulacji beta-amyloidu i ochronę neuronów przed uszkodzeniem. Te wyniki sugerują, że trazodon może stanowić obiecującą terapię wspomagającą w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, szczególnie u pacjentów z deficytami pamięci i współwystępującymi zaburzeniami lękowymi. Konieczne są jednak badania kliniczne u ludzi, aby potwierdzić bezpieczeństwo i skuteczność trazodonu w tej wskazaniu oraz określić optymalne schematy dawkowania.