Akalzämische Vitamin-D-Analoga zeigen antifibrotische Effekte in vitro in hepatischen Sternzellen und in vivo im CCl4-Mausmodell

Einleitung:

Die Entwicklung einer Leberzirrhose bei nicht spezifisch behandelbaren oder therapierefraktären Lebererkrankungen stellt ein häufiges, potentiell lebensbedrohliches Krankheitsbild dar. Trotz des hohen Bedarfs konnte bisher noch keine ursachenunabhängige antifibrotische Therapie der Leberfibrose klinisch etabliert werden. Vitamin D (VD) und dessen Analogon Calcipotriol zeigten bereits in früheren Studien eine antifibrotische Wirksamkeit in präklinischen Modellen der Leberfibrose. Die Effektivität von VD im Vergleich zu dessen akalzämischen Analoga ist bislang noch nicht für die Leberfibrose untersucht worden. Ziel dieser Studie war es, die antifibrotische Effektivität von klinisch zugelassenen akalzämischen VD-Analoga mit Calcitriol (CAL) in vitro zu vergleichen. Paricalcitol (PCT), ein oral verfügbares VD-Analogon, welches für die Behandlung des sekundären Hyperparathyreodismus zugelassen ist und ein deutlich geringeres Risiko für das Auftreten von Hyperkalzämien im Vergleich zu CAL aufweist, zeigte eine vielversprechende antifibrotische Wirksamkeit in vitro. Aus diesem Grund verglichen wir die Effekte von PCT im Vergleich zu CAL auf die Progression einer bestehenden Leberfibrose im CCl4-Mausmodell.

Material und Methoden:

Murine hepatische Sternzellen (HSC) und humane LX-2 Zellen wurden mit CAL und klinisch verfügbaren VD-Analoga behandelt. Das profibrotische Verhalten dieser Zellen wurde mittels Immunoblot, Kollagen-Kontraktions-Assay, Migrationsassay, real-time PCR und Immunfluoreszenzmikroskopie untersucht. Die Proliferation wurde mittels BrdU Assay untersucht. Das CCl4-Mausmodell wurde verwendet, um die antifibrotischen Effekte in vivo zu untersuchen. Die Therapie mit CAL und einer dazu equipotenten Dosis von PCT wurde parallel zur CCl4-Gabe durchgeführt, nachdem eine klinisch nachweisbare Fibrose (F2 bis F3) nach vierwöchiger CCl4-Gabe vorlag. Die Effektivität der Therapien in vivo wurden mittels Laborchemie, Siriusrotfärbung und Quantifizierung der Leberfibrose mittels Bildanalyse der Siriusrot-Färbung beurteilt.

Resultate:

Alle verwendeten VD-Präparate führten zu einer Reduktion der α-smooth muscle actin (α-SMA) Proteinexpression in murinen HSC als Indikator für eine verminderte HSC-Aktivierung. Humane LX-2 Zellen, die mittels tissue-growth-factor-β (TGF-β) aktiviert wurden, zeigten eine geringere α-SMA-Proteinexpression und eine geringere ACTA2- und TGF-β-mRNA-Expression unter PCT Stimulation. Die durch TGF-β induzierte Proteinexpression des Platelet-derived growth factor-Rezeptors eines weiteren Aktivitätsmarkers, und die durch TGF-β-vermittelte Kontraktilität der LX-2 Zellen waren unter Stimulation mit Alfacalcidol signifikant reduziert. CAL und PCT zeigten hepatoprotektive Effekte in vivo gemessen an einer Reduktion der ALT-Höhe im Vergleich zu den CCl4-Kontrollen. Tiere, die mit PCT behandelt wurden, zeigten signifikant geringer Serumkalzium- und Bilirubinwerte im Vergleich mit CAL behandelten Tieren. Die mit CAL behandelten Tiere zeigten einen deutlichen Gewichtsverlust. PCT, aber nicht CAL hemmte signifikant die Progression einer zu Therapiebeginn vorhandenen Leberfibrose im Vergleich zu den CCl4-Kontrolltieren gemessen anhand der Siriusrot-positiven Fläche.

Schlussfolgerung:

VD Analoga zeigen antifibrotische Effektivität in vitro. PCT zeigte eine Überlegenheit zu CAL in Hinsicht auf die Prävention von Hyperkalzämien und Nebenwirkungsprofil. PCT, aber nicht CAL hemmt signifikant die Progression der Fibrose im CCl4-Modell. Akalzämische Vitamin-D-Analoga sollten in weiteren Studien zur Untersuchung von VD zur Behandlung der Leberfibrose in Betracht gezogen werden.