Pentosan polysulfát inhibuje aterosklerózu u hyperlipidemických králikov dedičných po Watanabe
abstraktné
Heparín a molekuly podobné heparínu znižujú bunkovú proliferáciu, zvyšujú produkciu extracelulárnej matrix u niekoľkých typov buniek a znižujú sekréciu matrixových metaloproteináz (MMP) in vitro. 1, 2, 3, 4 Hromadenie penových buniek pochádzajúcich z makrofágov v aterosklerotických plakoch koreluje so zvýšeným uvoľňovaním faktora nekrózy nádorov α (TNF α) a MMPs, 5, 6, ktoré ovplyvňujú vaskulárnu remodeláciu a prasknutie plaku, a tým vyvolávajú akútne komplikácie. môžu byť ako nestabilná angína pectoris a akútny infarkt myokardu. 7, 8, 9, 10, 11
Pentosan polysulfát (PPS) je perorálny prípravok podobný heparinoidu, ktorý nemá v podstate žiadny antikoagulačný účinok a je schválený na liečbu intersticiálnej cystitídy. Predtým sme zistili, že liečba PPS zabránila rozvoju chronických zápalových lézií a histologických lézií u 5/6 nefrektomizovaných potkanov. 13 Zistili sme tiež, že PPS znížil množenie mezangiálnych buniek in vitro, 14 ľudských buniek vaskulárneho hladkého svalstva získaných z cievnych štepov, 15 a buniek hladkého svalstva získaných z prostaty intersticium. 16 Okrem toho PPS zvyšuje sekréciu MMP-2 a stimuluje produkciu tkanivových inhibítorov metaloproteinázy (TIMP) -1 a vylučovanie TIMP-3 z povrchu mezangiálnych buniek. 14
V tejto štúdii sme skúmali vplyv perorálnej liečby PPS na progresiu zistených aterosklerotických lézií u králikov Watanabe s dedičnou hyperlipidémiou (WHHL). 17 Skúmali sme vplyv PPS na preukázané aterosklerotické lézie ako klinicky najprísnejší a najprísnejší test účinnosti PPS.
VÝSLEDKY
Progresia preukázaných aterosklerotických lézií
Aktivita matricovej metaloproteinázy (MMP) v monocytových makrofágoch. Ľudské pro-monocytické bunky U937 alebo monocyty z ľudskej periférnej krvi (PBM) v médiu RPMI doplnenom 10% fetálnym bovinným sérom (FBS) boli ošetrené 10 ng/ml faktora nekrózy nádoru? (TNFa) stimuluje pentosan polysulfát (PPS) (100 ug/ml) alebo heparín (100 ug/ml), 3 h pri 37 ° C a potom 16 h v 0,1% hovädzom sérovom albumíne (BSA) ) - médium bez séra inkubované -18 hodín, ako je opísané v časti Materiály a metódy. ( a ) Reprezentatívna zymografická analýza supernatantov buniek U937. ( ) Aktivita MMP-2 bola kvantifikovaná denzitometriou v supernatantoch z nestimulovaných buniek U937. Otvorený bar, žiadne ošetrenie; Plnená tyčinka, ošetrenie 100 μg/ml PPS. Údaje sú vyjadrené ako percento kontroly (nestimulované bunky U937). Sú uvedené priemerné hodnoty ± 5 z piatich nezávislých experimentov. ** P * P ** P * P ** P
Modulácia mitogénom aktivovanej proteínkinázy (MAPK) a aktivácia základného faktora kB (NF-kB) v RAW bunkách. ( a ) RAW bunky boli ošetrené faktorom nekrózy nádorov & agr; (TNF &); (10 ng/ml) ošetrené a fosforylované v prítomnosti alebo neprítomnosti pentosan polysulfátu (PPS) (400 ug/ml) a celkový JNK, I & k; Hladiny B p38 sa stanovili Western blotom. Rovnaké membrány sa sondovali s p-aktínom, aby sa vyhodnotilo množstvo proteínu. Relatívna expresia p-JNK, pI? B, p-p38 až? -Aktín (v uvedenom poradí) - d; # P * P ¶ P 13, 24, 25 Preto možno vyvodiť záver, že inhibícia progresie aterosklerózy vyvolaná liečbou PPS u králikov WHHL nie je sprostredkovaná poklesom krvného tlaku.
Na liečenie aterosklerózy sa navrhuje použitie heparínu a molekúl podobných heparínu. 1 Požiadavka na parenterálne podanie však obmedzuje ich použitie pre túto indikáciu, čo je obmedzenie, ktoré sa nevzťahuje na PPS. Na liečbu intersticiálnej cystitídy sa vo veľkej miere používa orálny PPS. 12 Má len veľmi málo toxických vedľajších účinkov, aj keď sa používa dlhodobo. Liečba 26 PPS zabraňuje rozvoju glomerulárnych a vaskulárnych lézií, ako aj tubulointersticiálnemu zápalu a fibróze pri cukrovke vyvolanej streptozotocínom. 27 bGH transgénnych myší. 27 potkanov s nefropatiou s cyklosporínom A. 28 alebo 5/6 nefrektómia. 13 zmierňuje príznaky zápalovej artritídy. 29 a zmenšuje veľkosť infarktu v experimentálnom modeli ischémie/reperfúzneho poškodenia myokardu. 30
Presný mechanizmus, ktorým PPS dosahuje svoj ochranný účinok, ešte nebol objasnený. Zistili sme, že aterosklerotické plaky u králikov WHHL ošetrených PPS obsahovali menej makrofágov ako u kontrol liečených vodou. Iní preukázali, že PPS a heparín inhibujú aktiváciu kaskády komplementu, 31 viažu alebo vytláčajú zápalové cytokíny, 32 NF-kg; Aktivácia B poklesla, 33 vychytáva voľné radikály, 31 znížila adhéziu a infiltráciu neutrofilov. Tieto mechanizmy môžu priamo pomôcť znížiť nábor makrofágov a zlepšiť vývoj a stabilitu plakov.
Predchádzajúce správy korelovali zvýšenú aktivitu MMP monocytových makrofágov s rozvojom akútnych komplikácií, ako je prasknutie plaku a trombóza. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 33 Zistili sme, že PPS zvyšoval enzymatickú aktivitu MMP-2 aj MMP-9 u dvoch typov ľudských monocytov, bunkovej línie pro-monocytov (bunky U937) a PBM od normálnych dobrovoľníkov, inhibované. Na ďalšie potvrdenie tejto hypotézy sme skúmali aktivitu MMP u vyvolaných peritoneálnych makrofágov získaných z myší liečených orálne PPS. U týchto zvierat bola TNF-a stimulovaná aktivita MMP významne znížená po liečbe PPS v porovnaní s kontrolnými zvieratami, čo naznačuje, že tento mechanizmus môže byť prítomný in vivo. Pretože koncentrácie použité pre experimenty in vitro boli blízke plazmatickým hladinám dosiahnutým in vivo po orálnom podaní PPS27, mohla sa táto zlúčenina terapeuticky použiť pri týchto chorobných procesoch u ľudí. Okrem toho bola inhibičná aktivita PPS na MMP stále významná, ak sa liečivo použilo až 3 hodiny po TNF & agr; Bola podaná stimulácia.
Ukázalo sa, že zápalové mediátory, ako je TNF®; zohrávajú aktívnu úlohu pri progresii aterosklerózy. Dôležitý mechanizmus, ktorým TNF & agr; Zvyšujúcim sa zápalom je nadregulácia prozápalových génov v makrofágoch. 44 Pretože sme zistili, že PPS potláča TNFα stimulovanú IκB fosforyláciu, NFκB transkripciu a p38 fosforyláciu, je možné, že PPS priamo redukuje TNFα-indukované aktivity NFκB a AP-1. Zistenie, že PPS zvyšuje expresiu mRNA iNOS, MCP-1, ICAM-1 a CXCL-1 stimulovanú TNF-a v renálnych proximálnych tubulárnych bunkách a podocytoch prostredníctvom inhibície NF-κ. B klesá nepriamo podporuje tento záver.
Medzi priaznivé účinky PPS na preukázané aterosklerotické lézie preto môže patriť stabilizácia množstva kolagénu v plakoch sprostredkovaných moduláciou aktivít MMP a TIMP, zníženie infiltrácie makrofágov v aterosklerotickom plaku a inhibícia zápalu v monocytoch/makrofágoch, ktoré sú ilustrované poklesom aktivity MMP, NF-? Aktivácia B a fosforylácia p38.
PPS tiež znižuje väzbu acetylovaných lipoproteínov s nízkou hustotou na endotelové bunky45 a selektívne inaktivuje niekoľko rastových faktorov viažucich heparín. 46 PPS je navyše negatívne nabitý a hydrofilný. Dve vlastnosti podporujú jeho lokalizáciu na povrchu endotelových buniek a udržiavanie glykokalyxového štítu. 31
V súhrne sme ukázali, že orálne podávanie PPS oneskoruje progresiu rozvinutej aterosklerózy u králikov WHHL. Zdá sa, že účinok PPS súvisí s jeho schopnosťou znižovať zápal vrátane infiltrácie makrofágov a regulovať aktivity MMP a TIMP v stene aterosklerotickej aorty spôsobom, ktorý podporuje skôr ukladanie kolagénu ako jeho rozpad. . Tieto vlastnosti môžu podporovať stabilitu plaku. Liečba PPS zvýšila aktivity MMP-2 a TIMP v aterosklerotickom plaku, zatiaľ čo inhibovala aktivity MMP-2 a MMP-9 v monocytoch/makrofágoch. Na vyhodnotenie relevantnosti týchto pozorovaní pre manažment pacientov so zistenou aterosklerózou sú potrebné ďalšie štúdie.