AICAR (rybonukleozyd 5-aminoimidazolo-4-karboksyamidu), nazywany także akadezyną lub rybozydem AICA, to niewielka cząsteczka z grupy nukleozydów. W komórkach jest przekształcany w ZMP, związek naśladujący AMP, który włącza kinazę białkową aktywowaną AMP (AMPK), czyli enzym wykrywający niski poziom energii w komórce. Nie jest ani peptydem, ani hormonem.
Akadezynę opracowano jako lek dożylny chroniący serce podczas operacji pomostowania naczyń wieńcowych, a później testowano ją w białaczce. Nigdy nie została zatwierdzona jako lek: jej duże badanie w chirurgii serca przerwano z powodu bezcelowości (futility) w 2010 roku, a w USA nie istnieje żaden zatwierdzony produkt. Opinia o „tabletce zastępującej ćwiczenia” wzięła się z badania na myszach z 2008 roku, a żadne kontrolowane badanie na ludziach nie sprawdzało go pod kątem wyników sportowych.
Ta strona podsumowuje, co podają badania kliniczne, badania na myszach i organizacje antydopingowe. Ma wyłącznie charakter edukacyjny i nie stanowi porady medycznej.
| Właściwość | Szczegóły |
|---|---|
| Klasa | Analog nukleozydów purynowych; aktywator AMPK (przez ZMP) |
| Inne nazwy | Akadezyna, rybozyd AICA, AICAr, ARA 100, GP 1 110 |
| Twórca | Gensia (zastosowanie kardiologiczne); później Schering-Plough i PeriCor; Advancell (białaczka) |
| Droga podania w badaniach | Wlew dożylny; biodostępność po podaniu doustnym poniżej 5% |
| Dawki badane u ludzi | 0,1 mg/kg/min przez 7 h (chirurgia serca); 50–315 mg/kg we wlewach jednorazowych trwających 4 h (białaczka) |
| Okres półtrwania | ≈1,4 h (końcowy okres półtrwania w osoczu po podaniu dożylnym u zdrowych mężczyzn) |
| Główny metabolit | Kwas moczowy |
| Status w USA | Niezatwierdzony przez FDA (amerykańską Agencję Żywności i Leków); brak zatwierdzonego produktu |
| Status WADA | Zabroniony przez cały czas (S4.4.1, modulatory metaboliczne); substancja nieokreślona |
Czym jest
AICAR ma wzór C₉H₁₄N₄O₅ i masę cząsteczkową 258,23 g/mol (PubChem). Jest to cukier ryboza połączony z pierścieniem imidazolowym, czyli ten sam element budulcowy, którego komórki używają do wytwarzania puryn, takich jak adenina i guanina.
Nazewnictwo jest mylące. Ściśle rzecz biorąc, „AICAR” oznacza formę ufosforylowaną (rybotyd AICA, zwany też ZMP), która jest zwykłym produktem pośrednim w syntezie puryn w organizmie. Samym lekiem jest nieufosforylowany rybozyd, który badacze czasem zapisują jako „AICAr” (Višnjić et al., Cells 2021). W sporcie i w tej bibliotece „AICAR” oznacza lek.
Jak aktywuje AMPK
Przebiega to w następujących etapach (Višnjić et al., Cells 2021; Corton et al., Eur J Biochem 1995):
- AICAR wnika do komórek przez transportery adenozyny.
- Enzym kinaza adenozynowa dołącza fosforan i przekształca go w ZMP.
- W komórkach wątroby szczura ZMP naśladował AMP. Aktywuje AMPK bezpośrednio i ułatwia jej włączenie przez nadrzędną kinazę, bez zmiany rzeczywistego poziomu ATP, ADP ani AMP w komórce.
- W komórkach wątroby aktywowana AMPK wyłączała syntezę tłuszczów i cholesterolu, a w komórkach tłuszczowych blokowała sygnały prowadzące do rozkładu tłuszczu.
ZMP jest 40–50 razy słabszy niż AMP w aktywowaniu AMPK, więc musi osiągnąć wysokie stężenie, by zadziałać. Przegląd systematyczny z 2021 roku wykazał, że wiele efektów, które kiedyś przypisywano AMPK, w rzeczywistości od niej nie zależy, w tym wpływ na metabolizm, syntezę nukleotydów, wysiłek fizyczny i komórki nowotworowe (Višnjić et al., Cells 2021).
Farmakokinetyka
Podstawowe dane u ludzi pochodzą z dwóch niewielkich badań pierwotnego twórcy, firmy Gensia, przeprowadzonych u zdrowych mężczyzn.
W badaniu kontrolowanym placebo mężczyźni otrzymywali 10, 25, 50 lub 100 mg/kg we wlewie dożylnym oraz doustnie (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1991):
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Końcowy okres półtrwania (IV) | 1,4 h (średnia harmoniczna) |
| Średni czas przebywania | 0,7 h |
| Całkowity klirens osoczowy | 2,5 L/h/kg |
| Objętość dystrybucji | 1,6 L/kg |
| Wiązanie z białkami osocza | Nie wykryto |
| Wydalane w moczu w postaci niezmienionej | 8% dawki dożylnej |
| Biodostępność po podaniu doustnym | Poniżej 5% |
Erytrocyty szybko wychwytywały lek i przekształcały go w ZMP. W badaniu uzupełniającym użyto akadezyny znakowanej radioaktywnie (25 mg/kg IV w ciągu 15 minut) u 4 mężczyzn (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1993):
- Niezmieniona akadezyna była mierzalna tylko przez 2 godziny po zakończeniu wlewu.
- Głównym metabolitem był kwas moczowy. Po 6 godzinach stanowił całą radioaktywność w osoczu.
- ZMP pozostawał wewnątrz erytrocytów i stanowił 30% radioaktywności we krwi pod koniec wlewu.
- Tylko 5% dawki pojawiło się w moczu jako niezmieniona akadezyna.
Bardzo niska biodostępność po podaniu doustnym ma znaczenie. We wszystkich badaniach klinicznych AICAR podawano dożylnie, a jeden z przeglądów zauważa, że przez to słabo nadaje się do leczenia długotrwałego (Višnjić et al., Cells 2021).
Status regulacyjny
Akadezyna przechodziła z rąk do rąk między kilkoma firmami (Drugs R D 2008):
- Gensia prowadziła pierwotne badania w chirurgii serca w USA, Kanadzie i Europie; opracowanie opisuje ich wyniki jako niejednoznaczne.
- Prawa przeszły następnie do Metabasis (1997), do dr. Mangano (2000) i do PeriCor Therapeutics (2005), a nad zastosowaniem w ochronie serca pracowała Schering-Plough.
- Advancell i Protherics rozwijały ją w leczeniu przewlekłej białaczki limfocytowej z komórek B (CLL).
W UE akadezyna otrzymała w maju 2005 roku status leku sierocego w leczeniu CLL z komórek B (EU/3/05/280). EMA zaznacza, że status leku sierocego nie jest pozwoleniem na dopuszczenie do obrotu (EMA). W bazie zatwierdzonych leków FDA nie ma żadnego produktu z akadezyną (openFDA Drugs@FDA).
Co pokazują badania
Chirurgia serca: wczesny sygnał, a potem nieudane badanie potwierdzające
Metaanaliza z 1997 roku oparta na danych indywidualnych pacjentów połączyła 5 randomizowanych badań kontrolowanych placebo obejmujących 4043 pacjentów poddawanych pomostowaniu aortalno-wieńcowemu (CABG). Akadezynę podawano dożylnie w dawce 0,1 mg/kg/min przez 7 godzin i dodawano do roztworu kardioplegicznego używanego do zatrzymania serca (Mangano, JAMA 1997):
| Wynik | Iloraz szans, akadezyna vs placebo (95% CI) |
|---|---|
| Zawał serca w okresie okołooperacyjnym | 0,69 (0,51–0,95) |
| Zgon z przyczyn sercowych do 4. doby | 0,52 (0,27–0,98) |
| Zawał serca, udar lub zgon z przyczyn sercowych | 0,73 (0,57–0,93) |
| Udar mózgu | 0,69 (0,44–1,08), nieistotny statystycznie |
Rozstrzygającym sprawdzianem było badanie RED-CABG, randomizowane badanie podwójnie zaślepione w 300 ośrodkach w 7 krajach, w którym zastosowano tę samą dawkę (Newman et al., JAMA 2012). Przerwano je wcześniej z powodu bezcelowości (futility) po zrandomizowaniu 3080 z zaplanowanych 7500 pacjentów. Pierwszorzędowy punkt końcowy podano dla 1493 pacjentów w każdej grupie:
| Wynik do 28. doby | Placebo | Akadezyna |
|---|---|---|
| Zgon, niezakończony zgonem udar lub ciężka niewydolność serca wymagająca wspomagania mechanicznego | 75 z 1493 (5,0%) | 76 z 1493 (5,1%) |
| Iloraz szans (95% CI) | — | 1,01 (0,73–1,41) |
Nie stwierdzono różnic w kluczowych drugorzędowych punktach końcowych. Niewielkie badanie w układzie naprzemiennym (crossover) z udziałem 12 osób ze stabilną dusznicą bolesną również nie wykazało spójnego wpływu dawek 6–48 mg/kg na niedokrwienie wywoływane wysiłkiem (Holdright et al., Cardiovasc Drugs Ther 1994).
Poziom cukru we krwi i metabolizm u ludzi
W krótkich badaniach z wlewem sprawdzano, czy AICAR może obniżać poziom cukru we krwi tak, jak robi to aktywacja AMPK u gryzoni. Wyniki były niejednoznaczne:
| Badanie | Osoby | Podany AICAR | Główny wynik |
|---|---|---|---|
| Cuthbertson et al., Diabetes 2007 | 29 zdrowych mężczyzn | Wlew dożylny | Wychwyt glukozy przez mięśnie wzrósł 2,1-krotnie (wobec 4,7-krotnie podczas jazdy na rowerze); zużycie glukozy w całym organizmie wzrosło tylko o 7%. Aktywność AMPK w mięśniach nie zmieniła się. |
| Babraj et al., Am J Physiol 2009 | 6 młodych mężczyzn, 8 starszych i 8 z cukrzycą typu 2 | 10 lub 20 mg/kg/h przez 3 h | Wychwyt glukozy przez mięśnie wzrósł 1,6–2,9-krotnie, mniej u starszych mężczyzn; aktywność AMPK ponownie bez zmian |
| Boon et al., Diabetologia 2008 | 10 mężczyzn z cukrzycą typu 2 | 0,75 mg/kg/min | Mniejsze wytwarzanie glukozy w wątrobie i większy spadek glukozy we krwi; niższy poziom wolnych kwasów tłuszczowych we krwi |
| Bosselaar et al., J Clin Pharmacol 2011 | 10 zdrowych osób | 67 mg/kg w ciągu 60 min podczas klamry insulinowej | Brak zmiany wychwytu glukozy; tętno wzrosło, a ciśnienie tętnicze spadło |
Były to badania z pojedynczym wlewem. Żadne nie sprawdzało wielokrotnego dawkowania, składu ciała ani wyników sportowych.
Wytrzymałość: dane tylko z badań na myszach
Pomysł „ćwiczeń w tabletce” pochodzi z badania na myszach prowadzących siedzący tryb życia, którym przez 4 tygodnie podawano AICAR w dawce 500 mg/kg/dobę we wstrzyknięciu do jamy brzusznej (Narkar et al., Cell 2008). W porównaniu z myszami nieleczonymi myszy otrzymujące AICAR:
- biegały na bieżni około 23% dłużej i około 44% dalej;
- miały wyższą aktywność genów związanych z metabolizmem oksydacyjnym (spalającym tłuszcz) w mięśniach;
- miały mniejszą masę tłuszczu najądrzowego (nadbrzusznej poduszki tłuszczowej) w stosunku do masy ciała, bez zmiany samej masy ciała.
Było to badanie na zwierzętach, w którym lek podawano we wstrzyknięciu. Jeden z przeglądów zauważa, że jego publikacja tuż przed igrzyskami olimpijskimi w 2008 roku skłoniła WADA do zakazania aktywatorów AMPK (Niederberger et al., Sports Med 2015). Nie znaleźliśmy żadnego kontrolowanego badania AICAR u ludzi dotyczącego wytrzymałości, redukcji tkanki tłuszczowej ani mięśni.
O „doustnym AICAR”. W pracy z 2008 roku na myszach AICAR opisano jako „czynny po podaniu doustnym”, ale myszy dostawały go we wstrzyknięciu. U zdrowych mężczyzn do krwiobiegu docierało poniżej 5% dawki doustnej (Dixon et al., J Clin Pharmacol 1991).
Białaczka
W badaniu fazy I/II 24 osoby z nawrotową lub oporną na leczenie CLL otrzymały akadezynę we wlewie dożylnym trwającym 4 godziny (Van Den Neste et al., Cancer Chemother Pharmacol 2013):
- Pojedyncze dawki wynosiły od 50 do 315 mg/kg; maksymalną dawką tolerowaną było 210 mg/kg.
- Przy 315 mg/kg u 2 z 3 pacjentów wystąpiła toksyczność ograniczająca dawkę, w tym jeden przypadek zespołu rozpadu guza.
- U niektórych pacjentów obserwowano zmniejszenie liczby komórek białaczkowych i wielkości węzłów chłonnych, ale było ono zmienne.
Późniejsze badanie fazy I/II z udziałem 12 pacjentów z zespołem mielodysplastycznym lub ostrą białaczką szpikową przerwano, ponieważ najwyższa dawka powodowała poważne działania niepożądane ze strony nerek u pacjentów z ciężkimi chorobami współistniejącymi (Višnjić et al., Cells 2021).
Działania niepożądane i ryzyko
Podwyższony poziom kwasu moczowego
Ponieważ AICAR jest rozkładany do kwasu moczowego, najbardziej stałym ustaleniem jest hiperurykemia (wysoki poziom kwasu moczowego we krwi):
- W badaniach w chirurgii serca zdarzenia niepożądane były podobne jak po placebo, poza przejściowym wzrostem stężenia kwasu moczowego w surowicy (Mangano, JAMA 1997).
- W badaniu w CLL u jednego pacjenta przy dawce 50 mg/kg wystąpiła hiperurykemia stopnia 4, a następnie wszystkim kolejnym kohortom podawano profilaktycznie allopurynol (Van Den Neste et al., 2013).
Ciśnienie tętnicze, tętno i cukier we krwi
- U zdrowych ochotników AICAR zwiększał tętno (z 58 do 70 uderzeń na minutę wobec 60 do 63 po placebo) i obniżał ciśnienie tętnicze, najprawdopodobniej przez rozszerzenie naczyń krwionośnych (Bosselaar et al., 2011).
- W badaniu w CLL u dwóch pacjentów po wlewie wystąpiło przejściowe niskie ciśnienie tętnicze; jeden wymagał płynów dożylnych.
- U osób z cukrzycą typu 2 AICAR obniżał poziom glukozy we krwi bardziej niż sól fizjologiczna (Boon et al., 2008).
Działania na nerki i krew
W badaniu w CLL do zgłoszonych zdarzeń związanych z lekiem należały niedokrwistość, mała liczba płytek krwi, zaburzenia czynności nerek, nudności i biegunka. Toksyczność dla nerek zakończyła też badanie w MDS/AML, jak wspomniano wyżej.
Niewiadome
Wszystkie ustalenia dotyczące bezpieczeństwa u ludzi pochodzą z krótkich cykli wlewów dożylnych w warunkach szpitalnych. Nie ma danych o wielokrotnym samodzielnym podawaniu, o produktach o nieznanej czystości ani o stosowaniu długotrwałym.
Badania antydopingowe
WADA wymienia AICAR z nazwy jako aktywator AMPK w grupie S4.4.1 (modulatory metaboliczne). Jest zabroniony w zawodach i poza nimi oraz jest substancją nieokreśloną (Lista zabronionych substancji WADA na 2026 rok). W tej samej klasie znajdują się MOTS-c oraz agoniści PPARδ, tacy jak Cardarine (GW-501516).
Badanie jest utrudnione, ponieważ organizm wytwarza AICAR naturalnie i wydala go z moczem:
| Badanie | Przebadani sportowcy | AICAR w moczu |
|---|---|---|
| Thomas et al., Anal Bioanal Chem 2010 | 499 | Średnia 2186 ng/mL (SD 1655) |
| Sobolevsky and Ahrens, Drug Test Anal 2019 | 12 377 próbek (USA) | Średnia 647 ng/mL; 99. percentyl 1786 ng/mL |
Aby odróżnić AICAR naturalny od podanego z zewnątrz, laboratoria stosują badanie stosunku izotopów węgla. W badaniu walidacyjnym ta metoda wykrywała pojedynczą dawkę doustną AICAR przez ponad 40 godzin (Piper et al., Rapid Commun Mass Spectrom 2014).
Najważniejsze informacje
- Nukleozyd, nie peptyd. AICAR jest w komórkach przekształcany w ZMP, który naśladuje AMP i aktywuje AMPK, choć wiele jego efektów nie zależy od AMPK.
- Nieudany kandydat na lek. Wczesne badania w chirurgii serca wyglądały obiecująco, ale badanie RED-CABG z udziałem 3080 pacjentów nie wykazało korzyści (5,1% vs 5,0%), a akadezyna nigdy nie została zatwierdzona.
- Krótko działający i słabo wchłaniany po podaniu doustnym. Okres półtrwania wynosi ≈1,4 godziny po podaniu dożylnym, a wchłania się poniżej 5% dawki doustnej.
- Twierdzenie o wytrzymałości pochodzi z badań na myszach. Wstrzykiwany AICAR sprawił, że myszy prowadzące siedzący tryb życia przebiegały ≈44% dalej; żadne kontrolowane badanie na ludziach nie sprawdzało wyników sportowych.
- Głównym sygnałem bezpieczeństwa jest kwas moczowy. W badaniach z podaniem dożylnym obserwowano hiperurykemię, niskie ciśnienie tętnicze, szybsze tętno i działania na nerki.
- Zabroniony w sporcie i wykrywalny. WADA zakazuje go przez cały czas, a badanie izotopowe pozwala odróżnić go od własnego AICAR organizmu.
Źródła
- National Center for Biotechnology Information. Acadesine, PubChem CID 17513. PubChem.
- Višnjić D, Lalić H, Dembitz V, Tomić B, Smoljo T. AICAr, a widely used AMPK activator with important AMPK-independent effects: a systematic review. Cells. 2021;10(5):1095. PubMed.
- Corton JM, Gillespie JG, Hawley SA, Hardie DG. 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside. A specific method for activating AMP-activated protein kinase in intact cells? Eur J Biochem. 1995;229(2):558–565. PubMed.
- Dixon R, Gourzis J, McDermott D, Fujitaki J, Dewland P, Gruber H. AICA-riboside: safety, tolerance, and pharmacokinetics of a novel adenosine-regulating agent. J Clin Pharmacol. 1991;31(4):342–347. PubMed.
- Dixon R, Fujitaki J, Sandoval T, Kisicki J. Acadesine (AICA-riboside): disposition and metabolism of an adenosine-regulating agent. J Clin Pharmacol. 1993;33(10):955–958. PubMed.
- Acadesine: AICA riboside, ARA 100, arasine, GP 1 110. Drugs R D. 2008;9(3):169–175. PubMed.
- European Medicines Agency. EU/3/05/280: orphan designation for treatment of B-cell chronic lymphocytic leukaemia (acadesine). EMA.
- US Food and Drug Administration. Drugs@FDA data (openFDA). openFDA.
- Mangano DT. Effects of acadesine on myocardial infarction, stroke, and death following surgery. A meta-analysis of the 5 international randomized trials. The Multicenter Study of Perioperative Ischemia (McSPI) Research Group. JAMA. 1997;277(4):325–332. PubMed.
- Newman MF, Ferguson TB, White JA, et al. Effect of adenosine-regulating agent acadesine on morbidity and mortality associated with coronary artery bypass grafting: the RED-CABG randomized controlled trial. JAMA. 2012;308(2):157–164. PubMed.
- Holdright DR, Sparrow JL, Wright CL, Steiner J, Fox KM. Effect of acadesine, a new metabolic agent, on exercise-induced myocardial ischemia in chronic stable angina. Cardiovasc Drugs Ther. 1994;8(2):193–197. PubMed.
- Cuthbertson DJ, Babraj JA, Mustard KJ, et al. 5-aminoimidazole-4-carboxamide 1-beta-D-ribofuranoside acutely stimulates skeletal muscle 2-deoxyglucose uptake in healthy men. Diabetes. 2007;56(8):2078–2084. PubMed.
- Babraj JA, Mustard K, Sutherland C, et al. Blunting of AICAR-induced human skeletal muscle glucose uptake in type 2 diabetes is dependent on age rather than diabetic status. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009;296(5):E1042–E1048. PubMed.
- Boon H, Bosselaar M, Praet SF, et al. Intravenous AICAR administration reduces hepatic glucose output and inhibits whole body lipolysis in type 2 diabetic patients. Diabetologia. 2008;51(10):1893–1900. PubMed.
- Bosselaar M, Smits P, van Loon LJ, Tack CJ. Intravenous AICAR during hyperinsulinemia induces systemic hemodynamic changes but has no local metabolic effect. J Clin Pharmacol. 2011;51(10):1449–1458. PubMed.
- Narkar VA, Downes M, Yu RT, et al. AMPK and PPARdelta agonists are exercise mimetics. Cell. 2008;134(3):405–415. PubMed.
- Niederberger E, King TS, Russe OQ, Geisslinger G. Activation of AMPK and its impact on exercise capacity. Sports Med. 2015;45(11):1497–1509. PubMed.
- Van Den Neste E, Cazin B, Janssens A, et al. Acadesine for patients with relapsed/refractory chronic lymphocytic leukemia (CLL): a multicenter phase I/II study. Cancer Chemother Pharmacol. 2013;71(3):581–591. PubMed.
- World Anti-Doping Agency. 2026 Prohibited List. WADA 2026 Prohibited List.
- Thomas A, Beuck S, Eickhoff JC, et al. Quantification of urinary AICAR concentrations as a matter of doping controls. Anal Bioanal Chem. 2010;396(8):2899–2908. PubMed.
- Sobolevsky T, Ahrens B. Urinary concentrations of AICAR and mannitol in athlete population. Drug Test Anal. 2019;11(3):530–535. PubMed.
- Piper T, Thomas A, Baume N, et al. Determination of ¹³C/¹²C ratios of endogenous urinary 5-amino-imidazole-4-carboxamide 1β-D-ribofuranoside (AICAR). Rapid Commun Mass Spectrom. 2014;28(11):1194–1202. PubMed.