Medicamente antiinflamatoare

Medicamente antiinflamatoare

1 Aspirina

In aceasta era cu foarte multe abordari farmacologice pentru bolile cardiovasculare, aspirina s-a dovedit a fi principalul medicament pentru reducerea mortalitatii cardiovasculare, urmata de blocanti beta, statine si inhibitori ACE. Aspirina reduce evolutia evenimentelor vasculare cu 20-25%, fiind recomandata in tratamentul sindromului coronarian acut de catre Asociatia de Inima Americana [Vane et al., 1990; Antithrombotic Trialists' Collaboration, 2002].

Beneficiile medicale ale aspirinei sunt cunoscute de omenire de un secol, cu mult inainte de a i se cunoaste mecanismele de actiune [Antman et al., 2004]. Acidul acetilsalicilic a fost prima data sintetizat in anii 1850 pentru folosirea in tratarea reumatismului, ca anti-inflamator, analgezic si anti-piretic. In 1971, Sir John Vane a demonstrat ca inhibarea sintezei prostaglandinelor este mecanismul de actiune al aspirinei.

Aspirina si-a gasit un loc unic in tratamentul aterosclerozei, benefiicile acesteia in procesul aterosclerotic rezultand din efecte asupra activarii plachetelor, asupra inflamatiei si activarii endoteliului si asupra stresului oxidati Factori de risc uzuali pentru ateroscleroza coronariana, care includ diabetul mielitus, hipertensiunea, dislipidemia si fumatul, sunt asociati cu stresul oxidativ si inflamatia. Este necesara intelegerea procesului de aterogeneza si evenimentele care duc la ruptura placii, pentru a intelege beneficiile terapiei cu aspirina.

1) Efecte ale aspirinei dependente de ciclooxigenaza plachetara

Aspirina actioneaza prin inhibarea activitatii ciclooxigenazei (COX) si astfel a sintezi prostaglandinelor si tromboxanului [Vane et al., 1998]. Se cunosc doua izoforme ale COX: 1) COX-1 care este exprimata ubicuitar si contribuie la homeostazia tesutului; si 2) COX-2 care este exprimata in celulele activate si promoveaza inflamatia si progresia cancerului [Dubois et al., 1998].

a) efecte dependente de inhibarea COX-1

Se crede ca efectul anti-trombotic direct al aspirinei este mediat prin inhibarea enzimei COX-1 in plachete [Schror 1997]. Efectul este mediat de acetilarea ireversibila a COX-1 la un rezidu serinic, de langa situsul catalitic si are ca rezultat o productie scazuta de tromboxan A₂ (TxA₂), un vasoconstrictor puternic si agregant plachetar [DeWitt & Smith 1988]. Aceasta inhibitie ireversibila a COX-1 furnizeaza o explicatie suficienta pentru inhibarea selectiva a COX de catre dozele scazute de aspirina in plachete, care, in contrast cu celulele endoteliale, nu pot sintetiza COX de novo.

Acest efect anti-plachetar se traduce probabil in beneficiile clinice semnificative la pacientii cu angina instabila, infarct miocardic acut, grefa bypass a arterelor coronare si interventii coronariene precutanate. In toate aceste conditii exista dovezi care atesta existenta agregarii crescute a plachetelor. Desi majoritatea beneficiilor aspirinei in bolile vasculare au fost atribuite inhibarii sintexei de TxA₂, este de retinut ca agonisti ai receptorului TxA₂ nu au efecte clinice benefice [Mehta & Nichols, 1990]. In plus, alti agenti care inhiba enzima COX, ca indometacinul sau ibuprofenul nu au aceleasi efecte cardioprotectoare ca aspirina [Mehta & Nichols, 1990]. Aceste observatii au dus la descoperirea altor mecanisme de actiune ale aspirinei.

b)      efecte dependente de inhibarea COX-2

COX-2 si produsii sai pro-inflamatori sunt implicati in patogeneza unor boli inflamatoare, incluzand ateroscleroza, datorita efectelor proinflamatoare si vasoconstrictoare ale prostaglandinei E₂ si tromboxanului [Smith & Dewitt 1996; Herschman  1996; Hla et al., 1993; Vane et al., 1998; Linton MF, Fazio 2004]. In plus, s-a gasit ca COX-2 este exprimat in leziunile aterosclerotice [Schonbeck et al., 1999], si ca COX-2 poate promova formarea leziunilor in soareci deficienti la receptorul LDL [Burleigh et al., 2002]. Pentru ca inhibarea COX de aspirina, blocheaza de asemenea formarea prostaciclinei protectoare, unele studii considera ca aceasta inhibare poate inrautati ateroscleroza [McAdam et al., 1999].

Totusi, inhibarea COX-2 de aspirina poate reduce inflamatia si vasoconstrictia si astfel poate avea efecte benefice in ateroscleroza.

2) Efecte independente de plachete ale aspirinei

a)      efecte asupra stresului oxidativ

Stresul oxidativ contribuie semnificativ la daunele endoteliale in timpul aterogenezei. ROS mediaza semnale aterogenice in celulel vasculare prin activarea semnalizarii intracelulare, incluzand activarea factorului NF-kB, cu supra-expresia ulterioara a moleculelor de adeziune [Baldwin 2001; Nichols et al., 2001]. Mai multe studii au aratat ca aspirina, dar nu indometacinul poate exercita efecte inhibitoare asupra generarii de ROS si asupra cailor de semnalizare intracelulara asociate [Dragomir et al., 2004; Constanzo et al., 2003; Yin et al., 1998]. De semenea s-a obtinut ca aspirina reduce expresia LOX-1 mediata de LDL-ox, expresia si activitatea MMP, activarea p38 MAPK si generarea de anioni superoxizi in celilele endoteliale arteriale coronariene umane, intr-o maniera dependenta de timp si doza [Mehta et al., 2004]. De asemenea, s-a demonstrat ca activitatea bazala a NOS in plachetele umane a fost crescuta semnificativ de aspirina administrata intravenos [O'Kane et al., 2003]. In acelasi studiu, incubarea cu aspirina dar nu cu indometacin sau ibuprofen, creste activitatea NOS in plachete, sugerand ca aspirina actioneaza printr-un mecanism independent de inhibarea COX. Este bine cunoscut ca stresul oxidativ reduce productia de NO. Grosser si Schroder au aratat ca preincubarea cu aspirina, dar nu salicilat sau indometacin, protejeaza celulele endoteliale de toxicitatea mediata de peroxidul de hidrogen si creste viabilitatea celulara [Grosser & Schrder 2003].

Asa cu am amintit anterior, factorul de transcriptie NF-kB este un efector ubicuitar al raspunsului inflamator, promovand expresia genelor ce codifica chemokine, receptori de citokine, proteine chemoatractante, si molecule de adeziune [Baldwin 2001; Nichols et al., 2001]. Aspirina inhiba activarea indusa de diferiti agonisti a NF-kB in celulele endoteliale [Dragomir et al., 2004; Constanzo et al., 2003].

b)      efecte asupra adeziunii si chemotaxiei leucocitelor

Cresterea adeziunii leucocitelor la endoteliul activat duce la transmigrarea si acumularea leucocitelor la stratul subendotelial, care contribuie la progresia placii aterosclerotice. Adeziunea leucocitelor este caracterizata de expresia endoteliala a unui numar de molecule ca E-selectina, ICAM-1 si VCAM-1, care mediaza adeziunea leucocitelor prin interactia cu liganzii leucocitari VLA-4, LFA-1 si Mac-1. Aspirina scade aderarea monocitelor sau limfocitelor la celulele endoteliale arteriale umane [Voisard et al., 2001], inhiband expresia VCAM-1 si E-selectinei [Weber et al 1995]. De asemenea, adeziunea monocitelor U937 la celulele endoteliale venoase activate de TNFa este redusa semnificativ de aspirina, efecte ce sunt independente de inhibarea activitatii COX.

c)      efecte asupra proliferarii

Proliferarea celulelor musculare netede arteriale este un eveniment cheie in dezvoltarea aterosclerozei si restenozei. Aspirina inhiba proliferarea celulelor musculare netede vasculare prin mentinerea celulelor in faza G₁-S a ciclului celular [Mara et al., 2000]. Aspirina scade ADN si sinteza proteica in celulele endoteliale prin supra-expresia P35 [Ranganathan et al., 2003]. Bellosillo si colegii au aratat ca aspirina si salicilatii induc apoptoza celulelor din leucemia limfocitica cronica prin activarea caspazei-3, printr-un mecanism independent de inhibarea COX.

Aceste observatii indica ca aspirina poate scadea proliferarea endoteliala si a celulelor musculare netede, mecanisme ce pot contribui la efectele generale ale aspirinei asupra bolilor inrudite cu ateroscleroza.

2 Activatorii de PPARa

Un alt grup de medicamente anti-inflamatoare sunt activatorii de PPAR care exercita efecte anti-aterogene directe, independent de activitatea lor de a scadea lipidele din sange [Staels et al., 1998a]. PPARs, sunt un subgrup de receptori nucleari care joaca un rol central in reglarea stocarii si catabolismului lipidelor, precum si in homeostazia glucozei. Pe baza structurii PPAR s-au identificat 3 izoforme cunoscute sub denumirile de PPARα, PPARδ si PPARγ Nuclear receptor Nomenclature, 1999 Expresia PPAR este specifica pentru diferite tesuturi. PPARα este abundent in tesuturile implicate in oxidarea lipidica cum ar fi ficatul, rinichiul, muschiul scheletic si cardiac si glandele adrenale. PPARδ este ubiquitar exprimat in aproape toate tesuturile mamaliene, in timp ce PPARγ este exprimat in special in tesutul adipos, macrofage si muschii netezi vasculari.

PPARs sunt factori de transcriptie reglati de ligand care controleaza expresia genica prin legarea la elementele de raspuns la PPAR (PPRE) specifice aflate in promotorul genelor tinta. PPAR dimerizeaza cu retinoid -X- receptor (RXR) formand un heterodimer, care dupa ce leaga ligandul promoveaza activarea transcriptiei.

Acizii grasi si eicosanoizii au fost identificati ca fiind liganzi naturali ai PPAR. Fibratii si tiazolidindionele (TZD) sunt clase de liganzi sintetici ai PPAR ce s-au dovedit a fi foarte eficienti in tratamentul dislipidemiei si diabetului. Desi initial s-a crezut ca efectele activatorilor de PPAR sunt limitate la controlul metabolismului lipidelor si homeostazie, studii recente au demonstarat ca activarea PPAR poate regla raspunsuri inflamatorii, proliferarea si diferentierea celulara, precum si apoptoza [Escher and Wahli 2000, Corton et al., 2000].

PPARα este prima izoforma identificata si este exprimata in numar mare in tesuturile cu un nivel inalt al catabolismului acizilor grasi. La rozatoare si oameni, PPARα este exprimat in numerose tesuturi active metabolic incluzand ficatul, rinichiul, inima, muschiul scheletic si tesutul adipos brun [Braissant et al., 1996; Auboeuf et al., 1997]. Este prezent de asemenea in monocite [Chinetti et al., 1998], endoteliul vascular [Inoue et al., 1998] si celulele musculare netede vasculare [Steals et al., 1998b]. Descoperiri recente au aratat ca PPAR sunt implicati in bolile metabolice ca obezitate, ateroscleroza si diabet.

a) Liganzi naturali

Un spectru larg de acizi grasi, care includ acidul arahidonic, acidul linoleic, acidul palmitic si acidul oleic activeaza PPARα [Gottlicher et al., 1992]. S-a aratat ca un anumit numar de acizi grasi se leaga direct la receptor cu afinitati micromolare [Forman et al., 1997]. Nu este clar daca concentratia de acizi grasi din celule este destul de mare pentru a activa receptorii. Metabolitul caii lipooxigenazei, 8(S)-HETE a fost identificat ca un ligand de mare afinitate pentru PPARα [Krey et al., 1997], desi nu a fost gasit in concentratie suficient de mare in tesuturi pentru a fi caracterizat ca un ligand natural.

b) Liganzi sintetici

Medicamentele hipolipidemice cunoscute sub denumirea de fibrati sunt acizi carboxilici amfipatici care s-au dovedit folositori in tratamentul hipertrigliceridemiei si care sunt o clasa importanta de liganzi ai PPARα. Clofibratul este un prototip al acestei clase, care a fost descoperit inaintea PPAR prin teste in vivo efectuate pe soareci unde s-a dovedit a fi eficient in scaderea cantitatii de lipide. Mai tirziu s-a descoperit ca acest compus induce proliferarea peroxisomilor la rozatoare. WY-14643, analogul acidului 2-ariltioacetic al clofibratului este un activator puternic al PPARα murin. Alti liganzi sintetici ai PPARα sunt: fenofibrat, bezafibrat, ureidofibrat, GW9578,  acid ureidobutiric.

Rolul activatorilor de PPARa in ateroscleroza. S-a demonstrat ca fibratii scad concentratia plasmatica a citokinelor inflamatoare (IL-6 si TNFa) la pacientii cu ateroscleroza [Madei et al 1998] si scade expresia VCAM-1 indusa de citokine pe endoteliu, limitand astfel aderarea ulterioara a monocitelor [Marx et al 1999]. Activatorii PPARα si PPARγ reprima expresia endotelinei-1 (ET-1) indusa de trombina, un peptid vasoconstrictor puternic si inductor al proliferarii CMN [Satoh et al., 1999; Delerive et al., 1999]. Desi expresia MCP-1, chemokina ce promoveaza chemotaxia monocitelor, este clar inhibata de liganzii PPARγ, efectul activatorilor PPARα este inca controversat. In celulele endoteliale aortice umane, liganzii PPARα naturali si sintetici stimuleaza sinteza MCP-1 [Lee et al., 2000]. Din contra, Pasceri si colab. au raportat ca fibratii inhiba expresia MCP-1 indusa de proteina C reactiva in celulele endoteliale din vena ombilicala umana [Pasceri et al., 2001]. Rezultatele obtinute de grupul nostru arata ca expresia genica si proteica a MCP-1 este redusa semnificativ in celulele endoteliale ombilicale umane activate de glucoza crescuta. Fibratii inhiba raspunsul inflamator vascular prin activarea PPARa, care interfera cu capacitatea de transactivare a NF-kB si AP-1, interactionand direct su subunitatile p65 si c-jun ale NF-kB si respectiv AP-1 [Delerive et al 1999].

Rolul PPARα in diabet. Obezitatea este considerata un factor de risc pentru dezvoltarea diabetului. S-a aratat ca tratamentul cu fibrati reduce acumularea in greutate la rozatoare fara a afecta aportul de mancare [Vasquez et al 1996]. Astfel, PPARα poate afecta greutatea corporala prin reglarea catabolismului acizilor grasi sau prin disiparea de energie [Torra et al 1999].

UCP1-3 (uncoupling protein) sunt proteine transportoare din membrana mitocondriala care decupleaza oxidarea substratului de sinteza de ATP, permitind conversia energiei in caldura. La sobolanii nou nascuti, activatorul de PPARa, Wy-14643 induce expresia UCP1-3 [Willson et al 1997], o gena ale carei nivele de semnalizare sunt reduse la diabetul de tip 2.

3 Clexanul

Glicozaminoglicanul, heparina, care este un medicament descoperit inca din 1917, este in principal cunoscut datorita activitatii sale anticoagulante. In modelele experimentale in vitro si in vivo s-a aratat ca heparina (nefractionata sau de masa moleculara joasa) are activitate anti-inflamatoare [Rebecca et al., 2002; Tyrell et al., 1999; Lever et al., 2000; Smalbegovic et al., 2001; Xie et al., 1997]. Efectele anti-inflamatoare ale heparinelor sunt atribuite in special abilitatii lor de a se lega la diferite proteine (chemokine, factori de crestere, enzime si molecule de adeziune) si celule (celule endoteliale si leucocite), jucand un rol esential in procesul inflamator [1 CapIl]. Prin legarea la moleculele de adeziune, heparina interfera cu fiecare din evenimentele care sun implicate in recrutarea celulelor inflamatoare. Astfel, prin legarea la L-selectina  si P-selectina [Koenig et al 1998, Skinner et al., 1991], interfera cu rostogolirea, prin legarea la integrine cu adeziunea ferma [24 CapIl], iar prin legarea la PECAM-1 interfera cu transmigrarea [Watt et al., 1993]. Folosirea clinica a heparinei este limitata datorita activitatii acesteia puternic anticoagulante. Astfel, au aparut diferite heparine de masa moleculara mica, modificate chimic. Heparinele de masa moleculara mica reprezinta un grup heterogen de substante folosite ca medicamente anticoagulante si antitrombotice, fiind eficiente in tromboza venoasa si arteriala. Comparativ cu heparina nefractionata, heparinele de masa moleculara mica au o afinitate mai mica pentru proteinele plasmatice si celule endoteliale si o afinitate mai mare pentru factorul Xa (critic pentru productia trombinei). De asemenea, au biodisponibilitate mai mare, induc o activare mai mica a plachetelor si datorita administrarii subcutanate, pot fi prescrise pentru perioade mai lungi de timp decat heparina., exista studii care arata ca, similar cu heparina nefracionata, heparinele fractionate inhiba inflamatia acuta in vivo, dar mecanismele implicate nu sunt deplin cunoscute.

Enoxaparina este o heparina de masa moleculara mica (4300 D) obtinuta prin clivarea esterului benzil de la heparina, prin tratament alcalin. Similar cu alte molecule din aceeasi clasa, enoxaparina are proprietati farmacocinetice si farmacologice, fiind mai eficienta decat heparina. Efctul anticoagulant este exercitat in special prin inactivarea factoruli Xa, inducand o inactivare mai eficienta a cascadei de coagulare [Angelli et al., 1995, Hrish et al., 2001]. Absenta unei legari semnificative a enoxaparinei la proteinele plasmatice sau la factorii de crestere creste biodisponibilitatea acesteia in plasma, permitand un raspuns dependent de doza mai eficient. Enoxaparina scade nivelele de factor von Willebrand la pacientii cu boli coronarine [Montalescot et al., 1998.]. Grupul noatru a demonstrat existenta proprietatilor anti-inflamatoare ale enoxaparinei prin reducerea expresiei moleculelor de adeziune celulara si in consecinta a adeziunii monocitelor la celulele endoteliale activate de citokine sau de concentratii crescute de glucoza.