Statiner: 50-årsjubilant med nye overraskelser på lur

    ()

    sporsmal_grey_rgb
    Artikkel

    I 2023 var det 50 år siden det første statinet ble isolert fra sopp og strukturbestemt. Funnet er en fascinerende parallellhistorie til oppdagelsen av penicillin.

    Penicillium citrinum Pen51. Foto: jopelka/iStock
    Penicillium citrinum Pen51. Foto: jopelka/iStock

    Da det ble klart at kolesterol i plasma var en viktig risikofaktor for utvikling av ateromatose i arterier, ble det utviklet flere strategier for å redusere kolesterolkonsentrasjonen i plasma. En rekke ulike medikamenter har blitt utviklet for dette formålet. Kanskje kom det viktigste medikamentelle fremskrittet da man fant medikamenter som hemmet leverens produksjon av kolesterol, det vil si statiner. I 2023 var det 50 år siden japaneren Akira Endo (f. 1933) og medarbeidere isolerte og strukturbestemte det første statinet (1, 2). Den fascinerende historien bak er et oppsiktsvekkende eksempel på naturens eget bidrag til viktige medikamenter.

    Inspirert av Fleming

    Inspirert av Fleming

    Biosyntese av steroler er viktig i mange biologiske systemer. Kolesterol ble oppdaget i gallestein i 1789 og var den første sterolen som ble funnet (3). Akira Endo tenkte at siden steroler er viktige biologiske substanser, må det i noen celler finnes syntesehemmere som kan hindre vekst av andre celler som vil true deres vekst (1, 2). Han spekulerte på om det kunne være en analogi til antibiotika (penicillin og streptomycin), som ble produsert av enkelte sopparter. Enzymet hydroksymetylglutaryl-koenzym A-reduktase (HMG-CoA-reduktase) katalyserer et hastighetsbegrensende trinn i syntesen av steroler, inkludert kolesterol (4).

    Inspirert av Alexander Flemings (1881–1955) suksess med sopp som produserte penicillin, og med en nyutviklet metode egnet for storskalamåling av aktiviteten av HMG-CoA-reduktase, startet Endo og medarbeidere i selskapet Sankyo fra 1971 å lete etter hemmere av dette enzymet i en mengde sopparter (1, 2). For dette pionerarbeidet ble Akira Endo tildelt European Society of Cardiology 2021 Gold Medal (5). I løpet av en toårsperiode hadde de testet omtrent 6 000 sopparter. I 1972 fant de en potent og irreversibel HMG-CoA-reduktasehemmer. Dette var citrinin, som var kjent fra før og vist å være nyretoksisk.

    Akira Endo (f. 1933). Foto: CC BY-SA 3.0
    Akira Endo (f. 1933). Foto: CC BY-SA 3.0

    Sommeren 1973 isolerte de tre aktive hemmere i kulturer fra den blågrønne soppen Penicillium citrinum Pen51. Denne soppen ble isolert fra ris som de samlet fra en kornbutikk i Kyoto

    De fortsatte arbeidet, og sommeren 1973 isolerte de tre aktive hemmere i kulturer fra den blågrønne soppen Penicillium citrinum Pen51 (1, 2). Denne soppen ble isolert fra ris som de samlet fra en kornbutikk i Kyoto. Denne blågrønne soppen ligner på de som kontaminerer frukt som appelsin og melon. Alle de tre substansene hemmet kolesterolsyntesen både in vitro og in vivo. Forskerne gikk videre med den mest aktive hemmeren, som fikk navnet ML-236B og senere compactin og mevastatin. Det var det første statinet. Denne reversible hemmeren av HMG-CoA-reduktase ble strukturbestemt mot slutten av 1973 (1), og det året regnes derfor som gjennombruddsåret for oppdagelsen av statiner.

    Naturen er smartest

    Naturen er smartest

    Fra 1974 utførte Endo og medarbeidere i Sankyo videre studier på compactin. Noe senere fant forskere ved Beecham Group (nå GSK (GlaxoSmithKline)) at compactin også ble produsert av en annen sopp, Penicillium brevicompactum (2). Compactin (mevastatin) ble imidlertid ikke brukt på mennesker pga. toksiske effekter ved ekstremt høye doser hos rotte. I 1979 fant forskere i Merck og Endos forskergruppe uavhengig av hverandre et statin produsert av henholdsvis soppene Aspergillus terreus og Monascus ruber (2, 5). Substansen fikk navnet lovastatin og er i klinisk bruk. Ved hjelp av det fascinerende analogiresonnementet til oppdagelsen av penicillin hadde man lykkes i å isolere potente kolesterolsenkende HMG-CoA-reduktasehemmere.

    Aspergillus terreus-koloni på bengalrose-agar. Foto: CC0
    Aspergillus terreus-koloni på bengalrose-agar. Foto: CC0

    Flere sopparter hadde altså fra naturens side lagt til rette for denne viktige nyvinningen i medisinsk behandling. Ut fra de to naturlig forekommende statinene compactin (mevastatin) og lovastatin ble det utviklet semisyntetiske og syntetiske statiner til klinisk bruk (2, 5). Man lyktes dermed i å utvikle en medikamentgruppe med en tilsiktet virkningsmekanisme og en klinisk anvendelse som svarte til forventningene.

    Men historien om statiner er ikke nødvendigvis avsluttet med dette. Har de statinproduserende soppene en bredere «strategi» til egenbeskyttelse enn den nærmest monofaktorielle hemmingen av sterolsyntese? Kunne det tenkes at man fikk med på kjøpet flere andre mekanismer og effekter som ville vise seg å være fordelaktige, eventuelt uheldige? Slike aspekter har nå vist seg å være døråpnere til økt innsikt i statinenes totaleffekter slik vi omtaler nedenfor. Statiner gir nemlig mer enn kolesterolreduksjon, de kan bidra som antikreftmedikament.

    Kolesteroluavhengige mekanismer

    Kolesteroluavhengige mekanismer

    Selv om Akira Endos intensjon var å bruke soppbeskyttende substanser til kolesterolsenkning, har det vist seg at statinene også har andre mekanismer og effekter som sannsynligvis vil medføre en bredere klinisk anvendelse av statiner fremover. For det første er det en rekke molekylære reaksjonstrinn fra HMG-CoA-reduktase til kolesterol, altså «nedstrøms» for dette enzymet. Alle disse trinnene med deres mellomprodukter blir redusert av statiner. Derfor fremkaller statinene en rekke virkninger parallelt med senkningen av kolesterol, men som er uavhengig av kolesterolreduksjonen (6, 7). Disse kalles for pleiotrope effekter.

    Bruk av statiner har vist seg i tallrike kohortstudier å bidra til gunstige behandlingseffekter på en rekke kreftformer

    Man vet ikke fullt ut betydningen av de pleiotrope effektene. De kan understøtte den kliniske effekten av kolesterolsenkningen og/eller fremkalle andre effekter eller til og med bivirkninger av klinisk betydning. Produksjonen av koenzym Q10 reduseres med mulige uheldige effekter på mitokondriefunksjonen (8). Pleiotrope effekter omfatter bl.a. redusert cellevekst og proliferasjon, endring av signalsubstanser og redusert oksidativt stress (7). Bruk av statiner har vist seg i tallrike kohortstudier å bidra til gunstige behandlingseffekter på en rekke kreftformer (9), særlig prostatakreft (10). Det er foreslått at både kolesterolreduksjon og pleiotrope mekanismer bidrar til dette (9, 11).

    Epigenetiske mekanismer

    Epigenetiske mekanismer

    Opprinnelig var Akira Endos spekulasjoner om soppenes HMG-CoA-reduktasehemming basert på forventede effekter «nedstrøms» for enzymet. Men det har nylig fremkommet forslag til helt andre virkningsmekanismer for statiner. Når statiner hemmer HMG-CoA-reduktase, skjer det også endringer «oppstrøms» for dette enzymet. Dermed vil statiner øke substratet acetyl-CoA (12). Dette kan øke acetylering av proteiner. Acetylering er en av mekanismene for posttranslasjonell modifisering av proteiner. I tillegg hemmer statiner enzymer som deacetylerer histoner (12, 13) og andre proteiner. Det var en helt uforutsett og overraskende mekanisme. Allen og medarbeidere (12) foreslår at økt histonacetylering ved epigenetiske mekanismer (dvs. endret funksjon av DNA) kan bidra til antikrefteffektene fremkalt av statiner og til andre pleiotrope effekter samt til bivirkninger.

    Ny diabetogen mekanisme foreslått

    Ny diabetogen mekanisme foreslått

    Det har vært diskusjon rundt betydningen av statiners diabetogene effekter. Fagfeltet har vært på leting etter mekanismene for slike effekter, siden de har vært ansett som uklare (14). Statinmediert økning av substratet acetyl-CoA vil også øke mengden acetat (15). Acetat er en av de korte fettsyrene som stimulerer reseptorene FFA2 og FFA3. Dette vil bl.a. redusere sekresjonen av insulin. Det fikk oss til å foreslå at denne mekanismen bidrar til diabetogene effekter av statiner (16), noe som vil være en helt ny mekanisme i tillegg til dem som tidligere er foreslått (17).

    Utfordringen er gitt

    Utfordringen er gitt

    Noen sopper produserer HMG-CoA-reduktasehemmere, med statiner som de viktigste. Denne oppdagelsen er en fascinerende parallellhistorie til oppdagelsen av penicillin. Men soppene har vist seg å ha en tilsynelatende bredere «mekanismestrategi» enn reduksjon av kolesterolsyntesen. Dette kan gi utvidet klinisk anvendelse og forklaring på enkelte bivirkninger. Kanskje vil videre nitid og tålmodig leting blant tusenvis av sopparter gi oss nye og viktige medikamentgrupper og avsløre overraskende virkningsmekanismer.

    Kommentarer  ( 0 )
    PDF
    Skriv ut

    Anbefalte artikler