Enoksaparyna w profilaktyce infekcji wirusowych dróg oddechowych

Czy enoksaparyna może chronić przed infekcjami wirusowymi dróg oddechowych?

Wirusy oddechowe, takie jak grypa czy SARS-CoV-2, rozprzestrzeniają się błyskawicznie wśród populacji bez odporności, a wobec nowych szczepów często nie ma dostępnych szczepionek. W takich sytuacjach kluczowe staje się poszukiwanie alternatywnych metod profilaktyki przeciwwirusowej. Badacze z Medical University of Innsbruck postanowili sprawdzić, czy enoksaparyna – powszechnie stosowana heparyna drobnocząsteczkowa (LMWH) – może skutecznie blokować zakażenia wirusami grypy.

Wykorzystując zaawansowane modele 3D nabłonka nosowego i oskrzelowego hodowane w warunkach air-liquid interface (ALI), naukowcy wykazali, że enoksaparyna nie tylko zmniejsza replikację wirusową, ale również chroni tkanki przed uszkodzeniem i nadmierną odpowiedzią zapalną. Wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym, wskazując na potencjał tego leku jako szerokospektralnej profilaktyki przeciwwirusowej.

Dlaczego nabłonek nosowy jest kluczowy w obronie przed wirusami?

Nabłonek dróg oddechowych stanowi pierwszą linię obrony przed patogenami przenoszonymi drogą kropelkową. Nabłonek nosowy odgrywa szczególnie istotną rolę – to tutaj dochodzi do inicjacji odpowiedzi immunologicznej, w tym produkcji interferonów i rekrutacji komórek odpornościowych. Badania wykazały, że komórki nosowe wykazują silniejszą reakcję immunologiczną niż komórki oskrzelowe, co podkreśla ich znaczenie w kontrolowaniu zakażenia na etapie wejścia wirusa.

Wirusy takie jak grypa i SARS-CoV-2 wiążą się z proteoglikanami siarczanu heparanu (HSPG), które są obficie obecne w drogach oddechowych i ułatwiają wnikanie wirusa do komórek. Heparyny drobnocząsteczkowe, w tym enoksaparyna, mogą konkurencyjnie blokować wiązanie wirusa z HSPG, co stanowi podstawę ich potencjalnego działania profilaktycznego.

Jak przeprowadzono badanie?

Zespół wykorzystał pierwotne komórki nabłonka nosowego i oskrzelowego (NHBE) hodowane w warunkach ALI przez minimum 35–60 dni. Modele te odtwarzają kluczowe typy komórek (rzęskowe, kubkowe, podstawne) oraz ich funkcje, umożliwiając szczegółowe badanie interakcji wirus-gospodarz.

Komórki traktowano enoksaparyną (250 IU/mL) podawaną na powierzchnię nabłonka 30 minut przed zakażeniem wirusami grypy A/H3N2, B/Victoria oraz SARS-CoV-2 (szczep WT i warianty). Skuteczność oceniano poprzez:

• Pomiar oporności przeznabłonkowej (TEER) – wskaźnik integralności bariery nabłonkowej
• Ilościowe oznaczenie RNA wirusowego metodą RT-qPCR
• Analiza uwolnienia dehydrogenazy mleczanowej (LDH) jako markera cytotoksyczności
• Pomiar wydzielania cytokin i chemokin (IL-6, IL-8, IL-10, CXCL-10) oraz aktywacji dopełniacza (C3, C3a)

Eksperymenty przeprowadzono na komórkach od 3–6 zdrowych dawców, z oceną efektów do 72 godzin po zakażeniu.

Jakie efekty przyniosło zastosowanie enoksaparyny?

Profilaktyczne podanie enoksaparyny znacząco zmniejszyło replikację obu wirusów grypy. W komórkach nosowych i NHBE zaobserwowano obniżenie poziomu RNA wirusowego (log copies/mL) w porównaniu z kontrolami nieleczonymi. Szczególnie wyraźny efekt dotyczył grypy B/Victoria, co korelowało z najniższą wartością IC₅₀.

Analiza immunofluorescencyjna potwierdziła redukcję fluorescencji nukleoprotein (NP) wirusa grypy w komórkach traktowanych enoksaparyną, wskazując na zależne od dawki hamowanie replikacji wirusowej. W przypadku grypy A/H3N2 w komórkach NHBE, enoksaparyna zachowała integralność bariery nabłonkowej do 72 godzin po zakażeniu, czego nie udało się osiągnąć przy zakażeniu grypą B/Victoria.

Wartości TEER – kluczowego wskaźnika szczelności nabłonka – były istotnie wyższe w grupach leczonych enoksaparyną, szczególnie w komórkach NHBE zakażonych grypą A/H3N2. Pomimo zakażenia, lek częściowo zachował funkcję bariery, co sugeruje ochronę przed uszkodzeniem tkanki.

Czy enoksaparyna chroni komórki przed uszkodzeniem wywołanym wirusem?

Zakażenie wirusami grypy A/H3N2 i B/Victoria prowadziło do znaczącego uwolnienia LDH – markera utraty integralności błony komórkowej i cytotoksyczności. W komórkach nosowych i NHBE zaobserwowano wyraźne zwiększenie LDH po 72 godzinach od zakażenia, co korelowało z efektami cytopatycznymi wywołanymi przez wirusy.

Enoksaparyna istotnie zmniejszyła uwolnienie LDH w komórkach nosowych oraz – w mniejszym stopniu – w NHBE, wskazując na częściową ochronę przed cytotoksycznością wywołaną wirusem. Podobny profil cytoprotektywny zaobserwowano w przypadku zakażenia SARS-CoV-2, co potwierdza szerokie działanie ochronne tego leku.

Co istotne, sam lek wykazywał niewielką, przejściową cytotoksyczność – szczyt uwolnienia LDH występował 30 minut po podaniu (250 IU/mL), po czym efekt ten zanikał w ciągu 24 godzin.

Jak enoksaparyna wpływa na odpowiedź zapalną?

Zakażenie wirusami grypy A/H3N2 i B/Victoria znacząco zwiększyło wydzielanie IL-6, IL-8, IL-10 oraz CXCL-10 w porównaniu z kontrolami nieleczonymi i leczonymi enoksaparyną. Komórki NHBE produkowały więcej IL-6 i IL-8 niż komórki nosowe, co wskazuje na odmienne profile immunologiczne górnych i dolnych dróg oddechowych.

Enoksaparyna istotnie obniżyła poziomy wszystkich badanych cytokin i chemokin, co sugeruje ochronę przed nadmierną odpowiedzią immunologiczną. Co ciekawe, podanie leku 24 godziny po zakażeniu (opóźniona interwencja) nie zmniejszało już poziomu IL-10, IL-8 ani IL-6, co podkreśla znaczenie odpowiedniego czasu podania dla uzyskania efektu ochronnego i przeciwzapalnego.

Jaka jest rola aktywacji dopełniacza w zakażeniu wirusami grypy?

Wcześniejsze badania wykazały, że komórki nabłonka płuc mogą lokalnie aktywować dopełniacz (C3) i produkować anaflatoksyny, przy czym wydzielanie C3 jest ukierunkowane na powierzchnię nabłonka, wspierając obronę gospodarza. W modelach 3D nabłonka nosowego i oskrzelowego zakażenie grypą indukowało produkcję wewnątrzkomórkowego C3 oraz uwalnianie C3a.

Leczenie enoksaparyną zachowało integralność tkanki, zmniejszyło replikację wirusową oraz obniżyło mobilizację C3 wraz z uwalnianiem C3a. Analiza immunofluorescencyjna wykazała, że enoksaparyna zmniejszała obecność wirusa (mniej ognisk wirusowych) i zapobiegała wzrostowi sygnału wewnątrzkomórkowego C3.

Wyniki te sugerują, że enoksaparyna ogranicza wejście wirusa, tym samym redukując aktywację dopełniacza i stan zapalny. Dane są zgodne z doniesieniami z pandemii COVID-19, gdzie aktywacja dopełniacza nasilała uszkodzenie tkanki. Podwyższone poziomy C3a i C5a są również związane z przewlekłymi chorobami płuc, takimi jak mukowiscydoza i idiopatyczne włóknienie płuc, a także z ostrym stanem zapalnym prowadzącym do uszkodzenia tkanki.

Czy istnieją różnice w odpowiedzi nabłonka nosowego i oskrzelowego?

Komórki nabłonka nosowego i oskrzelowego różnią się składem komórkowym i funkcjonalnością. Komórki nosowe wykazywały wyższą ekspresję mRNA MUC5AC (marker komórek kubkowych) oraz większy odsetek komórek rzęskowych i kubkowych w porównaniu z komórkami NHBE. Wartości TEER były wyższe w komórkach nosowych od 40. dnia różnicowania, a częstotliwość bicia rzęsek również była zwiększona.

Pomimo tych różnic, oba typy komórek były podatne na zakażenie wirusami grypy A/H3N2 i B/Victoria. RNA wirusowe pojawiało się w medium od strony podstawnej po 48 godzinach, wskazując na przełamanie bariery nabłonkowej, co korelowało ze spadkiem TEER między 48 a 72 godziną po zakażeniu.

Komórki NHBE produkowały więcej IL-6 i IL-8 niż komórki nosowe, co wskazuje na silniejszą odpowiedź zapalną dolnych dróg oddechowych. Te wewnętrzne różnice w wczesnych odpowiedziach na wirusy grypy między górnym a dolnym odcinkiem układu oddechowego mogą mieć znaczenie kliniczne w progresji choroby.

Jakie są potencjalne zastosowania kliniczne enoksaparyny?

Wyniki badania wskazują na enoksaparynę jako obiecującą profilaktykę przeciw infekcjom wirusowym dróg oddechowych, w tym grypie i SARS-CoV-2. Jej efekt ochronny wynika z blokowania zakażenia i ograniczania aktywacji dopełniacza. Dane z modeli 3D wspierają potencjał tego leku w warunkach rzeczywistych.

Enoksaparyna jest już powszechnie stosowana jako lek przeciwzakrzepowy, co ułatwia jej potencjalne przesunięcie do nowych wskazań. Badacze podkreślają, że lek został wcześniej przetestowany w badaniach klinicznych zatwierdzonych przez komisję etyczną, wykazując profil bezpieczeństwa w profilaktyce.

Należy jednak pamiętać, że ekspresja HSPG może się różnić w zależności od wieku, chorób współistniejących (np. cukrzyca, POChP) oraz stanu zapalnego dróg oddechowych, co może wpływać na aktywność przeciwwirusową enoksaparyny. Wyniki uzyskane na zdrowych komórkach nabłonkowych mogą się różnić u pacjentów z upośledzoną integralnością nabłonka, przewlekłym stanem zapalnym lub zaburzoną barierą śluzówkową.

Jakie są ograniczenia badania?

Badanie prowadzono wyłącznie w warunkach in vitro, co ogranicza bezpośrednią translację wyników do praktyki klinicznej. Modele komórkowe pochodziły od zdrowych dawców (n = 3–6), co może nie odzwierciedlać stanu u pacjentów z chorobami przewlekłymi lub u osób starszych z upośledzoną odpornością śluzówkową.

Jednorazowe podanie enoksaparyny tylko częściowo zachowało integralność tkanki do 3. dnia po zakażeniu, ale chroniło komórki przed cytotoksycznością wywołaną wirusem we wcześniejszych punktach czasowych. Wielokrotne dawkowanie może poprawić ochronę tkanki i wymaga dalszych badań.

Grypa B/Victoria była stosunkowo mniej wrażliwa na enoksaparynę niż grypa A/H3N2, co może odzwierciedlać odmienne interakcje receptorowe (np. kwas sialowy) lub mniejsze uzależnienie od wejścia za pośrednictwem HSPG. Dalsze badania są potrzebne, aby lepiej zrozumieć różnice między typami grypy.

Co to oznacza dla praktyki klinicznej?

Enoksaparyna – powszechnie stosowany lek przeciwzakrzepowy – wykazuje obiecujące działanie przeciwwirusowe i przeciwzapalne w modelach 3D nabłonka dróg oddechowych. Profilaktyczne podanie leku znacząco zmniejsza replikację wirusów grypy A/H3N2 i B/Victoria oraz SARS-CoV-2, chroni integralność bariery nabłonkowej i redukuje aktywację dopełniacza oraz wydzielanie cytokin prozapalnych.

Wyniki te wskazują na potencjał enoksaparyny jako szerokospektralnej profilaktyki przeciwwirusowej, szczególnie w sytuacjach braku dostępnych szczepionek przeciw nowym szczepom. Kluczowe znaczenie ma odpowiedni czas podania – najlepsze efekty uzyskano przy podaniu przed zakażeniem lub we wczesnej fazie infekcji.

Przejście z badań in vitro do zastosowań klinicznych wymaga jednak dalszych badań, w tym oceny skuteczności u pacjentów z chorobami współistniejącymi oraz optymalizacji schematu dawkowania. Biorąc pod uwagę ciągłe zagrożenie ze strony pojawiających się wirusów oddechowych, te odkrycia stanowią ważny krok w kierunku rozwoju nowych strategii profilaktycznych.