Effect of selected drugs on mitochondrial metabolism in an in vitro model of human skeletal muscle

Abstract

Introduction: Increasing number of reports reflect that mitochondrial dysfunction can be induced by some of the commonly used drugs and can play a key role in the development of their adverse effects. One of these drugs is a phenol derivative propofol. Propofol is an intravenous, fast and short-acting hypnotic agent, routinely used either for induction and maintenance of anaesthesia during surgery, or for sedation in intensive care units. Propofol infusion syndrome (PRIS) is a rare, but serious adverse effect of the drug with a very high mortality. Typical features of the syndrome include metabolic acidosis, arrhythmias, ECG changes that are similar to those of Brugada syndrome, hypertriglyceridemia, fever, hepatomegaly, rhabdomyolysis, cardiac and/or renal failure. The risk of the syndrome increases with raising dose and duration of propofol administration (˃48 hours). The mechanism of the syndrome is still unknown: pilot studies performed on animal models are suggestive of its mitochondrial origin. In the first part of the study, we performed the analysis of 153 published case reports and all experimental studies related to PRIS. Another aim of the study was to test hypothesis of propofol- induced mitochondrial damage by in vitro exposure of human skeletal muscle-derived cells to a range of...

SOUHRN Úvod: Rostoucí počet studií ukazuje, že mitochondriální dysfunkce mohou být způsobeny některými běžně užívanými léky a sehrávat klíčovou roli v rozvoji jejich nežádoucích účinků. Jedním z příkladů je derivát fenolu propofol. Propofol je intravenózní, rychle a krátkodobě působící hypnotikum, které se rutinně užívá jak k anestezii v průběhu operačních zákroků, tak i k sedaci na jednotkách intenzivní péče. Syndrom propofolové infuze (PRIS) je vzácnou, avšak závažnou komplikací podávání léku s velmi vysokou mortalitou. Mezi jeho typické známky patří metabolická acidóza, nově vzniklé arytmie, změny na EKG podobné známkám pozorovaným u Brugada syndromu, hypertriglyceridémie, horečka, hepatomegalie, rhabdomyolýza, srdeční a/nebo renální selhání. Riziko vzniku syndromu se zvyšuje se stoupající dávkou a dobou podávání (˃48 hod). Mechanismus vzniku syndromu není dosud znám: pilotní studie provedené na animálních modelech naznačují poškození mitochondriálního metabolismu. V úvodní části práce byla provedena rešerše všech 153 publikovaných kazuistik popisujících PRIS a všech dosud provedených experimentálních prací. Dalším cílem studie bylo potvrdit hypotézu mitochondriálního poškození pomocí prolongované in vitro expozice lidských svalových buněk různým koncentracím propofolu a poté měřením jejich...