Methamphetamine-induced cardiotoxicity: in search of protective transcriptional mechanisms

Herz. 2024 Oct 25. doi: 10.1007/s00059-024-05279-6. Online ahead of print.

Abstract

Crystalline methamphetamine hydrochloride is an illegal drug with a high addictive potential, better known by its colloquial name "ice" or "crystal meth". The abuse of this drug has led to significant health problems worldwide. Like other amphetamine-type stimulants, chronic consumption of methamphetamine leads to direct toxic effects on the central nervous system, causing cognitive impairment, depressive behavior, and other severe neurological or psychiatric symptoms. Besides its neurotoxicity, the drug exhibits numerous deleterious effects on the cardiovascular system, including hypertension, accelerated atherosclerosis, vasospasm-induced acute coronary syndromes, sudden cardiac death, and dilated cardiomyopathy with congestive heart failure and left ventricular dysfunction. The excessive release of catecholamines upon methamphetamine exposure causes vasoconstriction and vasospasm, which ultimately lead to hypertension, tachycardia, endothelial dysfunction, and cardiotoxicity. While numerous studies have focused on transcription factors expressed in the brain that cause the neurotoxic effects of the drug, much less is known about transcription factors involved in the development of methamphetamine-induced heart failure. In this article, we provide an overview of the Janus kinase-signal transducer and activator of transcription 3 (JAK-STAT3) pathway involved in ischemia/reperfusion injury in the myocardium, which may be activated by the vasospasm-inducing action of the drug. However, much more work is needed to decipher the precise role of STAT protein family members, including the potentially cardioprotective STAT3, in the pathogenesis of methamphetamine-induced cardiotoxicity.

Kristallines Methamphetaminhydrochlorid ist eine illegale, unter ihrem umgangssprachlichen Namen „Ice“ oder „Crystal Meth“ besser bekannte Droge mit hohem Suchtpotenzial. Der Missbrauch dieser Droge hat weltweit zu erheblichen gesundheitlichen Problemen geführt. Wie andere amphetaminartige Stimulanzien führt die chronische Aufnahme von Methamphetamin zu direkten toxischen Wirkungen auf das zentrale Nervensystem und verursacht kognitive Beeinträchtigungen, depressives Verhalten und andere schwere neurologische oder psychiatrische Symptome. Neben der Neurotoxizität hat die Droge zahlreiche schädliche Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, darunter Bluthochdruck, beschleunigte Atherosklerose, durch Vasospasmen ausgelöste akute Koronarsyndrome, plötzlicher Herztod und dilatative Kardiomyopathie mit kongestiver Herzinsuffizienz und linksventrikulärer Dysfunktion. Die übermäßige Freisetzung von Katecholaminen nach Methamphetaminexposition verursacht Vasokonstriktion und Vasospasmen, die letztlich zu Hypertonus, Tachykardie, endothelialer Dysfunktion und Kardiotoxizität führen. Während zahlreiche Studien zu Transkriptionsfaktoren existieren, die im Gehirn exprimiert werden und die neurotoxischen Wirkungen der Droge vermitteln, ist weitaus weniger über solche Transkriptionsfaktoren bekannt, die an der Entwicklung einer durch Methamphetamin induzierten Herzinsuffizienz beteiligt sind. Im vorliegenden Artikel wird ein Überblick über den JAK-STAT3-Signalweg gegeben, der an Ischämiereperfusionsereignissen beteiligt ist und protektiv auf die vasospasmusauslösende Reaktion der Droge wirkt. Jedoch sind noch viele weitere Studien erforderlich, um die genaue Rolle der Mitglieder der STAT-Proteinfamilie, insbesondere des potenziell kardioprotektiven STAT3, bei der Pathogenese der durch Methamphetamin induzierten Kardiotoxizität zu entschlüsseln.

Keywords: Cardioprotective agents; Dilated cardiomyopathy; Methamphetamine hydrochloride; STAT transcription factors; Signal transduction.

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