クロザピンの反応性代謝物は、グルタチオン代謝への影響を通じて顆粒球分化を受けているHL-60細胞に造血毒性を誘導します

クロザピンは、治療耐性統合失調症におけるよく知られている有効性に加えて、従来の抗精神病薬よりもいくつかの利点を持つ非定型抗精神病薬です。ただし、クロザピン療法に関連する農業球球症のリスクが高いため、臨床応用が制限されます。ニトニウム中間体として同定された不安定なタンパク質反応性代謝物へのクロザピン生物活性化は、好中球に対する細胞毒性に関係しています。クロザピンは、好中球ではなく骨髄前駆細胞に影響します。しかし、顆粒球分化を受けている骨髄前駆細胞に対する反応性代謝物の影響は不明のままです。ここでは、過酸化水素（H2O2）を使用して反応性代謝物を生成し、肉芽球分化と分化したHL-60細胞を受けているHL-60細胞間の反応性代謝産物誘導細胞毒性を比較しました。さらに、このタイプの細胞毒性における酸化ストレスの役割を調べました。クロザピンの反応性代謝産物は、顆粒球分化を受けたHL-60細胞で急速な細胞毒性を誘導しましたが、分化したHL-60細胞ではありませんでした。代謝物はクロザピンよりも強力な細胞毒性を示しました。H2O2への薬物の曝露後でも、クロザピンの構造類似体であるオランザピンとのインキュベーション後、細胞毒性は観察されませんでした。クロザピンの反応性代謝物は、グルタチオンの減少のレベルを低下させ、還元グルタチオンの添加は反応性代謝産物誘発性細胞毒性を減衰させました。これらの発見は、グルタチオン代謝がクロザピンの反応性代謝物によって誘発される造血毒性に役割を果たすことを示しています。酸化ストレスは、クロザピンの反応性代謝物によって誘発される造血毒性に対する感受性を潜在的に増加させる可能性があります。

Clozapine is an atypical antipsychotic with several advantages over conventional antipsychotics, in addition to its well-known efficacy in treatment-resistant schizophrenia. However, the high risk of agranulocytosis associated with clozapine therapy limits its clinical application. Clozapine bioactivation to an unstable protein-reactive metabolite, identified as a nitrenium intermediate, has been implicated in cytotoxicity toward neutrophils. Clozapine affects myeloid precursor cells rather than neutrophils; however, the impact of its reactive metabolite on myeloid precursor cells undergoing granulocytic differentiation remains unclear. Herein, we used hydrogen peroxide (H2O2) to generate the reactive metabolite and compared reactive metabolite-induced cytotoxicity between HL-60 cells undergoing granulocytic differentiation and differentiated HL-60 cells. In addition, we examined the role of oxidative stress in this type of cytotoxicity. The reactive metabolite of clozapine induced rapid cytotoxicity in HL-60 cells undergoing granulocytic differentiation, but not in differentiated HL-60 cells, with the metabolite exhibiting more potent cytotoxicity than clozapine. No cytotoxicity was observed following incubation with olanzapine, a structural analog of clozapine, even after exposure of the drug to H2O2. The reactive metabolite of clozapine decreased the levels of reduced glutathione, while addition of reduced glutathione attenuated the reactive metabolite-induced cytotoxicity. These findings indicate that glutathione metabolism plays a role in the hematopoietic toxicity induced by the reactive metabolite of clozapine. Oxidative stress may potentially increase susceptibility to the hematopoietic toxicity induced by the reactive metabolite of clozapine.