ÖZET

Sonuç:

Protein-tirozin kinaz inhibitörü olan imatinibin dozla bağlantılı olarak karaciğerde dejeneratif değişikliklere neden olabileceği ve tedavi sürecinde hastaların karaciğer fonksiyonlarının izlenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Bulgular:

10 mg/kg ve 50 mg/kg imatinib uygulanan deney gruplarındaki sıçanların karaciğer kesitlerinde hepatositlerin çekirdek ve sitoplazmik yapılarının, perisinuzoidal ve sinuzoidal alanların kontrol grubunda olduğu gibi normal histolojik görünüme sahip oldukları izlendi. 100 mg/kg imatinib uygulanan deney grubunda ise bazı hepatositlerin sitoplazmik densitelerinin arttığı, sitoplazmada yer yer litik alanların oluştuğu ve bu hücrelerin sitoplazmalarında lipid birikimi olduğu gözlendi. 200 mg/kg imatinib uygulanan grupta ise hücrelerin sitoplazmasında litik değişikliklerin belirginleştiği ve lipid birikiminin arttığı dikkati çekti.

Yöntemler:

Çalışmamızda 200-250 g ağırlığında 8-12 haftalık Wistar cinsi 30 olgun erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar 5 gruba ayrıldıktan sonra, deney gruplarına sırasıyla 10, 50, 100 ve 200 mg/kg imatinib gavaj yoluyla günde tek doz 21 gün uygulandı. Beşinci grup kontrol grubu olup serum fizyolojik verildi. Deney sonunda alınan kan örneklerinde karaciğer transaminazları, bilirubin, alkalen fosfataz değerlerine bakıldı, karaciğer üzerine olan morfolojik etkileri ise elektron mikroskobik düzeyde incelendi.

Amaç:

İmatinib antikanserojen ilaç olarak kullanılan bir proteintirozin kinaz inhibitörüdür. Kullanımı sırasında karaciğer fonksiyon testlerinde bozulmalara neden olabilmektedir. Çalışmamızda imatinibin farklı dozlarda, sıçan karaciğeri üzerine olan etkilerinin biyokimyasal ve elektron mikroskobik düzeyde incelenmesi amaçlanmaktadır.

Giriş

İmatinib bazı kanser türlerinde tedavi amacıyla kullanılan, Bcr-Abl tirozin kinazı inhibe eden bir protein tirozin kinaz inhibitörüdür (1). İmatinib, trombosit kaynaklı büyüme faktörü (PDGF) reseptörünü ve kök hücre faktörü (SCF) reseptörü olan c-kit’i de inhibe etmektedir (2). Hedefe yönelik tedavilerde öncü ilaç olan imatinib kronik miyeloid lösemi (KML) tedavisinde çok önemli gelişmeler sağlamıştır (3,4). Gastrointestinal sistem stromal tümör (GIST) hücrelerinde proliferasyonu inhibe edip apopitozu uyardığı bildirilmektedir (5,6). Rezekte edilemeyen metastatik GIST’lerinde kemoterapiye kötü cevap veren hastalarda dahi etkinliği gösterilmiştir (7). Kliniklerde fibrozisi azaltıcı etkilerinden dolayı da kullanılmaktadır. Wang ve ark. (8) imatinibin böbrekte fibrozisi azalttığını bildirmişlerdir. Schellings ve ark. (9) yaptıkları in vitro çalışmada, imatinibin kalp ve böbrek fibrozisini azalttığını rapor etmektedirler. Yapılan çalışmalarda, imatinibin karaciğer fibrozisinde rol alan PDGF’nin etkisini azalttığı immünohistokimyasal olarak gösterilmiştir (10,11).

İmatinib, karaciğerde p450 enzim sistemi ile metabolize edilmektedir (2). Tedavide kullanımı sırasında ödem, sitopeni ve karaciğer fonksiyon testlerinde bozulmalara neden olduğu için bazen tedaviye ara verilmekte veya ilaç tamamen kesilebilmektedir (2). Birçok çalışmada imatinibin karaciğer transaminazları, bilirubin, alkalen fosfataz değerlerinde değişikliklere neden olduğu rapor edilmektedir. Guilhot (12) yaptığı klinik çalışmalarda ödem, alerjik deri reaksiyonları, miyalji, kas krampları, karaciğer transaminazlarında artış ve miyelosupresyon tespit edilmiştir. Miyelosupresyonu ve karaciğer transaminazlarında artışı olan hastalarda tedavi kesilmektedir (12).

İmatinibin karaciğere olan etkilerini araştırmak için canlı hücre kültürü, immünohistokimyal ve ışık mikroskobik çalışmalar yapılmış olup, karaciğerin ince yapısı üzerindeki etkileri bu güne kadar gösterilmemiştir. Bu çalışmada, antikanserojen ilaç olan imatinibin farklı dozlarda uygulanmasının, sıçan karaciğeri üzerine olan etkilerinin biyokimyasal ve elektron mikroskobik düzeyde incelenmesi amaçlanmıştır.

Yöntemler

Deney sırasında yapılan tüm işlemler 1986 Uluslararası Strasbourg Hayvan Hakları Evrensel Beyannemesine uygun olarak, etik kurul onayı (toplantı sayısı 8, toplantı tarihi 06 Ekim 2009) ile veteriner hekim kontrolünde Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Merkezi’nde gerçekleştirilmiştir.

Çalışmamızda 200-250 g ağırlığında 8-12 haftalık Wistar cinsi 30 olgun erkek sıçan kullanıldı. Sıçanlar 5 gruba ayrıldıktan sonra, deney gruplarına sırasıyla 10, 50, 100 ve 200 mg/kg dozlarında imatinib gavaj yoluyla 21 gün, günde tek doz uygulandı. Beşinci grup kontrol grubu olup aynı doz ve sürede gavaj yolu ile serum fizyolojik verildi. Çalışma sonunda, deney ve kontrol gruplarından alınan kan örneklerinde karaciğer transaminazları, bilirubin, alkalen fosfataz serum değerlerine bakıldı, karaciğer üzerine olan morfolojik etkileri ise rutin yöntemlere göre takip edilerek elde edilen kesitlerde elektron mikroskobik düzeyde incelendi.

Biyokimyasal Analizler

Serum alanin aminotransferaz (ALT), aspartat aminotransferaz (AST), total bilirubin (TBIL) ve alkalen fosfataz (ALP) seviyeleri Çukurova Üniversitesi Merkez Laboratuvarında, E170 immunoassay (Roche, Almanya) yöntemi ile ölçüldü.

Elektron Mikroskobik Doku Hazırlama Yöntemi

Elektron mikroskobik değerlendirme için alınan karaciğer doku örnekleri Millonig fosfat tamponu ile hazırlanmış, %5’lik glutaraldehit solusyonu içerisinde 4 saat süre ile tespit edildi. Elde edilen doku bloklardan Reichert Ultracut S ultramikrotomu ile yarı ince kesitler alınarak Toluidin mavisi ile boyandı ve ışık mikroskobunda değerlendirildi. Belirlenen alanlardan 50 nanometre kalınlığındaki alınan ince kesitler Jeol JEM 1400 Transmisyon Elektron Mikroskobu ile incelendi ve mikrografları elde edildi.

İstatistiksel Analizler

Çalışma verilerinin değerlendirilmesinde GraphPad Prism 5 (GraphPad Software Inc. USA) programı kullanıldı. Gruplar arasındaki farklılıklar Mann-Whitney U testi kullanılarak değerlendirildi. 0,05’ten küçük p değerleri anlamlı kabul edildi.

Bulgular

Biyokimyasal Analizler

Bütün deney gruplarında serum AST, ALT, ALP ve TBIL serum değeri yükselmekle birlikte kontrol grubu ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadığı gözlendi. Biyokimyasal analizlerden sadece Grup 2’deki ALP değerindeki yükselme istatistiksel olarak anlamlı bulundu (Şekil 1).

Şekil 1

Elektron Mikroskobik Bulgular

Kontrol grubunda hepatositlerin çekirdek ve sitoplazmik yapılarının, perisinuzoidal ve sinuzoidal alanların normal histolojik görünüme sahip oldukları izlendi (Şekil 2). 10 mg/kg ve 50 mg/kg imatinib uygulanan deney gruplarındaki sıçanların karaciğer kesitlerinde hepatositlerin çekirdek ve sitoplazmik yapılarının, perisinuzoidal ve sinüzoidal alanların kontrol grubunda olduğu gibi normal histolojik görünüme sahip oldukları izlendi (Şekil 3,4). 100 mg/kg imatinib uygulanan deney grubunda ise bazı hepatositlerin sitoplazmik densitelerinin arttığı, sitoplazmada yer yer litik alanların oluştuğu ve bu hücrelerin sitoplazmalarında lipid damlacıklarının arttığı gözlendi (Şekil 5). 200 mg/kg imatinib uygulanan deney grubunda sitoplazmik densitelerin arttığı, granüler endoplazmik retikulum sisternalarının elektron dens görünümlü mitokondriyonların arasında kümeleştiği ve lipid damlacıklarının arttığı dikkati çekti (Şekil 6).

Şekil 2

Şekil 3

Şekil 4

Şekil 5

Şekil 6

Tartışma

Günümüzde moleküler onkolojideki heyecan verici gelişmeler sonucu, hedefe yönelik anti-kanser tedavisinde önemli gelişmeler kaydedilmiş ve onkoloji kiniklerinde yeni ilaçlar kullanılmaya başlanmıştır (13). Hedefe yönelik tedavilerde hedeflenmiş moleküller arasında tirozin kinaz sinyal sistemi, tümör hücre yüzey antijenleri, epitelyal büyüme faktör reseptör sistemi, vasküler endotel büyüme faktör reseptörü, matriks metalloproteinazlar, siklin bağımlı kinazlar, apoptozis sürecinde görev alan moleküller, proteazom yolundaki moleküller, Ras onkojeni ve ısı şok proteinleri bulunmaktadır (14). Hedefe yönelik terapötikler, özgül moleküler defekti olan kanser hücrelerini seçici olarak etkilemekte, kanser hücresini öldürürken normal hücrelerin sağlıklı kalmalarına imkan sağlamaktadır (15). Hedefe yönelik tedavide imatinib, öncü ilaçlar içerisindedir. İmatinib, kronik miyelositer lösemi ve gastrointestinal stromal tümörlerini diğer antineoplastik terapötiklerle kıyaslandığında çok daha etkin bir şekilde kontrol altına almaktadır (3-7).

Protein tirozin kinazlar büyüme, metabolizma, farklılaşma, adhezyon ve apopitozis gibi birçok fizyolojik olayda rol alır. Tirozin kinazlar reseptör protein kinazlar veya reseptör olmayan (non reseptör) protein kinazlar olarak bulunurlar (16). Pirimidin (imatinib, dasatinib, nilotinib ve pazopanib), piridin (sorafenib) ve pirol (sunitinib) tirozin kinaz inhibitörleri çok hedefli tirozin kinaz inhibitörleridir; anjiogenezisde, tümör büyümesinde ve kanser metastazında görev alan birçok reseptör ve non-reseptör tirozin kinazla etkileşirler (17). Oral olarak kullanılan bu ilaçların içerisinde imatinibin biyoyararlanımı %100’dür. İmatinibin insanlarda merkezi sinir sistemine çok az geçtiği bildirilmektedir. Bütün tirozin kinaz inhibitörleri, plazmada %90’ın üzerinde plazma proteinlerine (α1-asid glikoprotein ve/veya albümin) bağlanırlar ve karaciğerde sitokrom p450 (CYP) 3A4 ile metabolize edilirler. İmatinib ve sunitinibin aktif metabolitlerinin de anti tümör etkisi olduğu bildirilmektedir. İmatinib, sorafenib ve pazopanibin sistemik kullanımında karaciğer fonksiyonlarının bozulduğu ve bu durumlarda tedavi dozunun azaltılması veya tamamen kesilmesi gerektiği bildirilmektedir. Böbrek yetmezliği olan hastalarda da imatinibin başlangıç dozlarının azaltılması önerilmektedir (17).

İmatinib, onkoloji kliniklerindeki kullanımının yanında, antifibrotik etkilerinden dolayı da birçok klinik tarafından tedavi edici ajan olarak önerilmektedir. İmatinibin PDGR üzerine olan inhibe edici etkilerinden yola çıkılarak, vazorelaksasyona neden olacağı düşünülmekte ve pulmoner hipertansiyonda da tedavi edici ajan olarak kullanılabileceği bildirilmektedir (18). İmatinibin, PDGF ve transforme edici büyüme faktörünün aktivitesini azaltarak hipertansiyon modeli oluşturulmuş sıçanlarda miyokardial fibrozisi azalttığı rapor edilmiştir (19). Dermatologlar kortikosteroide dirençli eozinofilik fasiitte alternatif terapötik olarak imatinibi kullanmaktadırlar (20).

İmatinibin kullanımı sırasında hastanın genel durumuna, hastalığın türüne, kullanılan ilacın dozu ve süresine, birlikte kullanılan diğer ilaçlara da bağlı olarak ağırlığı değişen yan etkiler ortaya çıkabilmektedir; ödem, alerjik deri reaksiyonları, miyalji, kas krampları, karaciğer toksisitesi ve miyelosupresyon bunlar içerisinde en iyi bilinenlerdir. İmatinibin kullanımı sırasında hastanın düzenli aralıklarla kontrol edilmesi ve karaciğer fonksiyon testleri ile takip edilmesi tavsiye edilmektedir (21). Yan etkilerin ağırlığına bağlı olarak ilacın dozunun azaltılması veya tedavinin tamamen kesilmesi önerilmektedir.

Çalışmamızda biyokimyasal analizlerde serum AST, ALT, ALP ve TBIL değerinde yükselme olmuş ancak kontrol grubu ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadığı görülmüştür. Literatürde birçok çalışmada, oluşacak yan etkilerin derecesinin hasta genel durumu, ilacın dozu, süresi gibi nedenlere bağlı olarak değişebileceği bildirilmektedir (22). Sunulan çalışmamızdaki biyokimyasal sonuçlar birçok araştırmacı tarafından bildirilmiş önceki raporlarla uyumlu bulunmuştur.

Çalışmamızda, 21 gün süreyle farklı dozlarda imatinib uygulamasına maruz kalan sıçanların karaciğer dokuları elektron mikroskobik düzeyde değerlendirildiğinde, 10 mg/kg ve 50 mg/kg imatinib uygulanan deney gruplarındaki sıçanların karaciğer kesitlerinde genellikle hepatositlerin çekirdek ve sitoplazmik yapılarının, perisinuzoidal ve sinuzoidal alanların kontrol grubuna yakın histolojik görünüme sahip oldukları ve önemli oranda etkilenmedikleri ancak bazı hücrelerde sitoplazmik organellerin yapı ve dağılımlarında değişiklikler olduğu görüldü. 100 mg/kg ve 200 mg/kg imatinib uygulanan deney gruplarında ise bu değişikliklerde belirginleşme, hepatositlerin sitoplazmik densitelerinde artma, sitoplazmada yer yer litik alanların ve lipid birikiminin varlığı dikkat çekiciydi. Son yapılan çalışmalar, axitinib, crizotinib, nilotinib ve imatinib gibi günümüzde birçok kanser türünde tedavi amacıyla kullanılan tirozin kinaz inhibitörü ilaçların farmakolojik aktiviteleri sonucu reaktif oksijen türlerinin (ROS) açığa çıkmasına neden olduklarına ve bu yola toksik etkilere neden olduklarına dikkat çekmektedirler (23). ROS’lerinin açığa çıkmasının karaciğerde akut ve kronik hepatotoksisiteye neden olduğu birçok araştırmacı tarafından rapor edilmektedir. Karaciğerde metabolik olaylar sırasında açığa çıkan artmış serbest radikallerin oksidatif stresin artmasına ve bu yolla lipid peroksidasyonuna, DNA, RNA, protein hasarına ve sonuçta hücresel hasara neden olduğu bildirilmektedir (24). Tirozin kinaz inhibitörü ilaçların kullanımı sırasında meydana gelen oksidatif stresin azaltılması amacıyla tedavide antioksidanların eklenmesinin yararlı etkileri olabileceği düşünülmektedir (23). İmatinibin kullanımı sırasında oluşabilecek akut karaciğer yetersizliğinde kortikosteroidlerin tedaviye eklenmesi gerektiği de bildirilmektedir (25).

Sonuç

Hepatositlerdeki ultrastrüktürel değişiklikler dikkate alındığında, protein tirozin kinaz inhibitörü olan imatinibin dozla bağlantılı olarak karaciğerde dejeneratif değişikliklere neden olabileceği ve tedavi sürecinde hastaların karaciğer fonksiyonlarının izlenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Yazarlık Katkıları

Konsept: Y.K., L.S., Dizayn: Y.K., L.S., Veri Toplama veya İşleme: Y.K., L.S., Analiz veya Yorumlama: Y.K., L.S., Literatür Arama: Y.K., L.S., Yazan: Y.K., L.S.

Çıkar Çatışması: Yazarlar tarafından çıkar çatışması bildirilmemiştir.

Finansal Destek: Bu çalışma, Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir (Proje no: TF2009BAP15).

References

1Capdeville R, Silberman S, Dimitrijevic S. Imatinib: the first 3 years. Eur J Cancer 2002;38:77-82.

2Lyseng-Williamson K, Jarvis B. Imatinib. Drugs 2001;61:1765-74.

3Agrawal M, Garg RJ, Cortes J, Quintás-Cardama A. Tyrosine kinase inhibitors: the first decade. Curr Hematol Malig Rep 2010;5:70-80.

4Moen MD, McKeage K, Plosker GL, Siddiqui MA. Imatinib: a review of its use in chronic myeloid leukaemia. Drugs 2007;67:299-320.

5Hsiao HH, Liu YC, Tsai HJ, et al. Imatinib mesylate therapy in advanced gastrointestinal stromal tumors: experience from a single institute. Kaohsiung J Med Sci 2006;22:599-603.

6An JY, Choi MG, Noh JH, et al. Gastric GIST: a single institutional retrospective experience with surgical treatment for primary disease. Eur J Surg Oncol 2007;33:1030-5.

7Joensuu H, Roberts PJ, Sarlomo-Rikala M, et al. Effect of the tyrosine kinase inhibitor STI571 in a patient with a metastatic gastrointestinal stromal tumor. N Engl J Med 2001;344:1052-6.

8Wang S, Wilkes MC, Leof EB, Hirschberg R. Imatinib mesylate blocks a non-Smad TGF-beta pathway and reduces renal fibrogenesis in vivo. FASEB J 2005;19:1-11.

9Schellings MW, Baumann M, van Leeuwen RE, et al. Imatinib attenuates end-organ damage in hypertensive homozygous TGR(mRen2)27 rats. Hypertension 2006;47:467-74.

10Yoshiji H, Noguchi R, Kuriyama S, et al. Imatinib mesylate (STI-571) attenuates liver fibrosis development in rats. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2005;288:907-13.

11Gonzalo T, Beljaars L, van de Bovenkamp M, et al. Local inhibition of liver fibrosis by specific delivery of a platelet-derived growth factor kinase inhibitor to hepatic stellate cells. J Pharmacol Exp Ther 2007;321:856-65.

12Guilhot F. Indications for imatinib mesylate therapy and clinical management. Oncologist 2004;9:271-81.

13Kansu E. Hedeflenmiş tedavilerde “hedef” moleküller. Available from: https://www.kanser.org/saglik/upload/Hedefe_Yonelik_Tedavi_KUrsu/Hedeflenmi%c5%9f_Tedavilerde_Hedef_Molek%c3%bcller%23Emin_Kansu.pdf ANKEM Derg 2005;19(Ek 2):112-6.

14Erdogan A, Özkan A. Moleküler hedefli anti-kanser ajan kombinasyonlarını optimize etmek için stratejiler. Archives Medical Review Journal 2015;24:432-51.

15Üskent N. Hedefe yönelik tedaviler ne kadar isabetli? Onkoloji Bülteni Onkovital 2010;4:1. DOI: 10.17827/aktd.55888

16Robinson DR, Wu YM, Lin SF. The protein tyrosine kinase family of the human genome. Oncogene 2000;19:5548-57.

17Di Gion P, Kanefendt F, Lindauer A, et al. Clinical pharmacokinetics of tyrosine kinase inhibitors: focus on pyrimidines, pyridines and pyrroles. Clin Pharmacokinet 2011;50:551-603.

18Mucke H. The role of imatinib in the treatment of pulmonary hypertension. Drugs Today (Barc) 2013;49:203-11.

19Jang SW, Ihm SH, Choo EH, et al. Imatinib mesylate attenuates myocardial remodeling through inhibition of platelet-derived growth factor and transforming growth factor activation in a rat model of hypertension. Hypertension 2014;63:1228-34.

20Wu TT, Goodarzi H, Wang J, Novoa R, Teng JMC. Imatinib as a potentially effective therapeutic alternative in corticosteroid-resistant eosinophilic fasciitis. Pediatr Dermatol 2020;37:1171-2.

21Cross TJ, Bagot C, Portmann B, Wendon J, Gillett D. Imatinib mesylate as a cause of acute liver failure. Am J Hematol 2006;81:189-92.

22Garcia-Cortes M, Robles-Diaz M, Stephens C, Ortega-Alonso A, Lucena MI, Andrade RJ. Drug induced liver injury: an update. Arch Toxicol 2020;94:3381-407.

23Mihajlovic M, Ivkovic B, Jancic-Stojanovic B, et al. Modulation of oxidative stress/antioxidative defence in human serum treated by four different tyrosine kinase inhibitors. Anticancer Drugs 2020;31:942-9.

24Boyer-Diaz Z, Morata P, Aristu-Zabalza P, Gibert-Ramos A, Bosch J, Gracia-Sancho J. Oxidative Stress in Chronic Liver Disease and Portal Hypertension: Potential of DHA as Nutraceutical. Nutrients 2020;12:2627.

25Ferrero D, Pogliani EM, Rege-Cambrin G, et al. Corticosteroids can reverse severe imatinib-induced hepatotoxicity. Haematologica 2006 ;91:27.

İmatinibin Sıçan Karaciğerine Etkisi