T-type calcium channel:from physiological function to therapeutical targeting – Exploring neuronal development

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli tutkia T-tyypin kalsiumkanavan toimintaa ja sen mahdollista roolia neuronaalisten kantasolujen migraatiossa. T-tyypin kalsiumkanavan tehtävän kehittyneissä aivoissa tiedetään olevan elektroenkefalografisten oskillaatioiden tuottaminen. Nämä taas ovat eräiden fysiologisten ja patofysiologisten tapahtumien säätelyssä avainasemassa. Tällaisia tapahtumia ovat uni, muisti, oppiminen ja epileptiset poissaolokohtaukset. Näiden lisäksi T-tyypin kalsiumkanavalla on myös periferaalisia vaikutuksia, mutta tämä tutkielma keskittyy sen neuronaalisiin toimintoihin. Tämän matalan jännitteen säätelemän kanavan toiminta neurogeneesin aikana on vähemmän tutkittua ja tunnettua kuin sen vaikutukset kehittyneissä aivoissa. T-tyypin kalsiumkanavan tiedetään edistävän kantasolujen proliferaatiota ja erilaistumista neurogeneesiksen aikana, mutta vaikutukset niiden migraatioon ovat vähemmän tunnetut. Tämä tutkimus näyttää T-tyypin kalsiumkanavan todennäköisesti osallistuvan neuronaaliseen migraatioon hiiren alkion subventrikkeli alueelta eristetyillä kanta- tai progeniittorisoluilla tehdyissä kokeissa. Selektiiviset T-tyypin kalsiumkanavan antagonistit, etosuksimidi, nikkeli ja skorpionitoksiini, kurtoxin hidastivat migraatiota erilaistuvissa progeniittorisoluissa. Tämä tutkimus koostuu kirjallisuuskatsauksesta ja kokeellisesta osasta. Tämän tutkimuksen toinen tarkoitus oli esitellä vaihtoehtoinen lähestymistapa invasiiviselle kantasoluterapialle, joka vaatii kantasolujen viljelyä ja siirtämistä ihmiseen. Tämä toinen tapa on endogeenisten kantasolujen eiinvasiivinen stimulointi, jolla ne saadaan migratoitumaan kohdekudokseen, erilaistumaan siellä ja tehtävänsä suoritettuaan lopettamaan jakaantumisen. Non-invasiivinen kantasoluterapia on vasta tiensä alussa, ja tarvitsee farmakologista osaamista kehittyäkseen. Joitain onnistuneita ei-invasiivisia hoitoja on jo tehty selkärangan vaurioiden korjaamisessa. Vastaavanlaisia menetelmiä voitaisiin käyttää myös keskushermoston vaurioiden ja neurodegeneratiivisten sairauksien hoidossa. Näiden menetelmien kehittäminen vaatii endogeenisten kantasoluja inhiboivien ja indusoivien mekanismien tuntemista. Yksi tärkeä kantasolujen erilaistumista stimuloiva tekijä on kalsiumioni. Jänniteherkät kalsiumkanavat osallistuvat kaikkiin neurogeneesiksen eri vaiheisiin. T-tyypin kalsiumkanava, joka ekspressoituu suuressa määrin keskushermoston kehityksen alkuvaiheessa ja vähenee neuronaalisen kehityksen edetessä, saattaa olla oleellisessa asemassa progeniittorisolujen ohjaamisessa.

Trends in Pharmaceutical Product Development 2000-2010

Merkittävä osa alkuperäislääkevalmistajien tutkimus- ja tuotekehityskuluista näyttää olevan suunnattu olemassa olevien lääkkeiden kehittämiseen. Tämä voi oletettavasti johtaa kiinnostaviin formulaatiokehitysstrategioihin. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko farmaseuttisen tuotekehityksen trendejä havaita myönnettyjen myyntilupien perusteella. Tutkimuksen mielenkiinnon kohteena olivat myös suurimpien lääkeyritysten käyttämät elinkaaren hallinnan keinot, joilla suojataan myyvimpiä tuotteita geneeriseltä kilpailulta ja varmistetaan markkinaosuus. Tutkimuksen painopiste oli kiinteissä oraalisissa lääkevalmisteissa. Laadullisten ja määrällisten menetelmien yhdistelmää käytettiin laajan näkökulman saamiseksi tutkittavaan aiheeseen. Suomalaisten myyntilupaviranomaisten haastatteluja käytettiin keräämään taustatietoa tutkimuksen määrällistä osaa varten. Määrällinen osa koostui myyntilupatietokannoista, jotka käsittivät kaikkien menettelyjen kautta Suomessa myönnetyt myyntiluvat, keskitetyn menettelyn kautta EU:ssa myönnetyt myyntiluvat ja maailman kymmenen suurinta lääkeyritystä USA:ssa. Tutkimustulosten perusteella rinnakkaislääkkeiden määrässä tapahtui merkittävä nousu Suomessa kaikkien menettelyjen kautta myönnetyissä myyntiluvissa ja EU:ssa keskitetyn menettelyn kautta myönnetyissä myyntiluvissa vuosina 2000-2010. Tämä muutos saattaa ainakin osaksi johtua lainsäädännöllisistä muutoksista, joilla luotiin kannustimia rinnakkaislääkkeiden käyttöön ja valmistukseen, kuten lääkevaihto ja viitehintajärjestelmä. USA:n tiedot osoittivat suurten lääkevalmistajien kiinnostuksen elinkaaren hallintaan: suurin osa maailman kymmenelle suurimmalle lääkeyritykselle myönnetyistä myyntiluvista vuosina 2005-2010 oli tähän tarkoitukseen. Elinkaaren hallinnan suhde uusiin lääkeaineisiin oli lähes 4:1. Kiinteä oraalinen lääkemuoto on kiistatta kaikista suosituin tapa annostella lääke, minkä vahvistivat sekä arvioijien haastattelut että myyntilupatiedot. Kiinteiden oraalisten rooli oli entistäkin korostuneempi rinnakkaislääkkeiden kohdalla. Kun innovatiivisuutta mitattiin epätyypillisten annosmuotojen määrällä, USA:n tiedot kiinteistä oraalisista lääkemuodoista osoittivat vahvaa innovatiivisuutta Suomen ja EU:n tietoihin verrattuna. Tämä saattaa heijastaa suurten lääkeyritysten innovatiivista tuotevalikoimaa. Epätyypillisten kiinteiden oraalisten annosmuotojen osuus oli huomattavasti pienempi rinnakkaislääkkeissä kuin alkuperäislääkkeissä kaikilla alueilla. Elinkaaren hallinnassa käytetyimmät strategiat olivat uusi formulaatio, uusi vahvuus ja uusi yhdistelmä olemassa olevasta valmisteesta. Kiinteiden oraalisten lääkemuotojen osalta kaksi kolmasosaa uusista elinkaaren hallinnan formulaatioista oli säädellysti vapauttavia valmisteita. Elinkaaren hallinta on olennainen osa suurten lääkeyritysten liiketoimintastrategiaa, ja sen tärkeyttä havainnollistettiin Coreg-tablettien tapausesimerkillä.

Sydämen hypertrofian ja kroonisen vajaatoiminnan farmakologinen hoito

Sydämen krooninen vajaatoiminta on merkittävä maailmanlaajuinen ongelma. Se on erilaisten sydän- ja verisuonisairauksien aiheuttama monimuotoinen oireyhtymä. Sydämen vasemman kammion hypertrofia eli sydämen seinämien paksuuntuminen on yksi keskeinen tekijä, joka voi olla sydämen vajaatoiminnan taustalla. Kohonnut verenpaine on yleisin syy, joka johtaa sydänlihaksen paksuuntumiseen. Tämä johtaa sydämen pumppaustoiminnan häiriintymiseen, erilaisten neurohormonaalisten mekanismien aktivaatioon ja edelleen sydämen vajaatoimintaan. Sydämen vajaatoiminnan neurohormonaalisista mekanismeista tärkeimmät ovat reniini-angiotensiini-aldosteroni-järjestelmän ja sympaattisen hermoston aktivaatio, sydämen rakenteiden uudelleenmuovautuminen, sydänlihassolujen apoptoosi ja systeeminen tulehdustila. Sydämen hypertrofiaa ja sen syntymistä pyritään estämään kohonneen verenpaineen lääkehoidolla. Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmällä on keskeinen merkitys sydämen vajaatoiminnassa. Sydämen vajaatoiminnan ennusteeseen vaikuttavista lääkeaineista angiotensiinikonvertasin estäjät (ACEestäjät) ovat säilyttäneet johtoasemansa jo vuosikymmenten ajan. Angiotensiinireseptoreiden salpaajien (AT1-salpaajien) odotettiin syrjäyttävän ACE-estäjät sydämen vajaatoiminnan hoidossa, mutta toistaiseksi niitä pidetään vain vaihtoehtoisina lääkkeinä. Sympaattisen hermoston aktivaatiota vähentävät β-salpaajat ovat vakiinnuttaneet asemansa toiseksi tärkeimpänä lääkeryhmänä. Diureetit ovat paljon käytetty lääkeaineryhmä sydämen vajaatoiminnan hoidossa, mutta niistä ainoastaan aldosteroniantagonisteilla on tutkitusti ennustetta parantavaa vaikutusta. Kroonisen vajaatoiminnan hoidossa käytetään edelleen myös digoksiinia. Tulevaisuudessa sydämen vajaatoiminnan ennusteeseen vaikuttavia lääkeaineita voivat olla reniinin estäjät, neutraaliendopeptidaasin estäjät, vasopressiinin antagonistit tai inflammatroisiin sytokiineihin vaikuttavat molekyylit. Erikoistyön kokeellisessa osiossa tarkoituksena oli tutkia sydämen hypertrofian kehittymistä vatsa-aortta kuristetuilla rotilla ja kalsiumherkistäjä levosimendaanin sekä AT1-salpaaja valsartaanin vaikutuksia hypertrofian kehittymiseen. Kokeellisessa osiossa arvioitiin myös sydämen hypertrofian ja vajaatoiminnan jyrsijämallina käytetyn vatsa-aortan kuristuksen (koarktaation) toimivuutta ja vaikutuksia ultraäänen avulla määritettyihin kardiovaskulaarisiin parametreihin. Vatsa-aortta kuristettiin munuaisvaltimoiden yläpuolelta. Kuristus saa aikaan verenpaineen kohoamisen ja sydämen työtaakan lisääntymisen. Pitkittyessään tila johtaa sydänlihaksen hypertrofiaan ja vajaatoimintaan. 64 eläintä jaettiin ryhmiin, siten että jokaiseen ryhmään tuli kahdeksan eläintä. Ryhmistä kolmelle annettiin lääkeaineena levosimendaania kolmella eri päiväannoksella (0,01 mg/kg; 0,10 mg/kg; 1,00 mg/kg) ja kolmelle valsartaania kolmella eri päiväannoksella (0,10 mg/kg; 1,00 mg/kg; 10,00 mg/kg) juomaveden mukana. Lääkitys aloitettiin leikkauksen jälkeen ja jatkettiin kahdeksan viikon ajan. Kardiovaskulaariset parametrit, kuten isovolumetrinen relaksaatioaika (IVRT), vasemman kammion läpimitta systolessa ja diastolessa sekä seinämäpaksuudet, ejektiofraktio (EF), supistuvuusosuus (FS), minuuttitilavuus (CO) ja iskutilavuus (SV) määritettiin kahdeksan viikon kuluttua leikkauksesta ultraäänitutkimuksen avulla. Lisäksi määritettiin eläinten sydämen paino suhteessa ruumiin painoon. Tuloksia verrattiin ilman lääkehoitoa olleeseen koarktaatioryhmään. Eläinmallin toimivuutta arvioitiin vertaamalla koarktaatioryhmän tuloksia sham-operoidun ryhmän tuloksiin. Levosimendaanilla havaittiin työssä sydämen systolista toimintaa parantava vaikutus. Tämä näkyi tendenssinä parantaa ejektiofraktioita ja vasemman kammion supistuvuusosuuksia. Sydämen diastoliseen toimintaan ei kummallakaan lääkeaineella ollut merkittävää vaikutusta. Diastolista toimintaa arvioitiin isovolumetrisen relaksaatioajan muutoksilla. Sydämen hypertrofian kehittymiseen ei kummallakaan lääkeaineella ollut merkittävää vaikutusta. Eläinmallin todettiin mallintavan hyvin sydämen hypetrofiaa ihmisellä, mutta ei niinkään sydämen vajaatoimintaa.