Gap Junction potenciace endoteliální funkce rotigaptidem

DOSAVADNÍ STAV TECHNIKY Endotel hraje klíčovou roli při kontrole vaskulárního tonu a je zodpovědný za lokální uvolňování profibrinolytických faktorů. Oxid dusnatý (NO), původní relaxační faktor odvozený od endotelu, a prostacyklin (PGI2) byly nyní dobře charakterizovány. Objasnění jejich role ve vaskulární fyziologii a patofyziologii bylo zásadní pro nedávný pokrok v léčbě a prevenci mnoha kardiovaskulárních onemocnění. I když jsou tyto faktory velmi důležité, důkazy poukazují na existenci třetího silného vazodilatátoru zvaného hyperpolarizující faktor odvozený od endotelu (EDHF).

Vasodilatace závislá na endotelu -

Po blokádě NO i PGI2 je stále pozorován podstatný stupeň vazodilatace závislé na endotelu a je připisován EDHF. Přes téměř dvě desetiletí výzkumu a debat zůstává přesná povaha EDHF a mechanismus jeho působení nejasný. Role EDHF jako vazodilatátoru je nejvýraznější v menších rezistentních tepnách, které jsou zodpovědné za kontrolu systémového krevního tlaku a místní orgánové perfuze. Stejně jako jeho zapojení do fyziologických procesů mohou změny v aktivitě EDHF přispívat k vaskulárním účinkům nesčetných stavů buď způsobených endoteliální dysfunkcí, nebo vedoucích k ní. Nedostatek porozumění EDHF však znemožňuje jeho přímou manipulaci jako specifického terapeutického cíle.

Endogenní fibrinolýza -

Kromě jeho funkce při kontrole vaskulárního tonu existují důkazy, které naznačují, že EDHF může být zodpovědný za endoteliální uvolňování profibrinolytického faktoru, aktivátoru plasminogenu tkáňového typu (t-PA).

Tvorba a rozpouštění trombů je kontinuální proces ve vaskulatuře a je regulován dynamickými interakcemi mezi prokoagulačními a profibrinolytickými faktory. Endogenní fibrinolýza je určena relativní rovnováhou mezi akutním lokálním uvolňováním t-PA z endotelu a jeho následnou inhibicí inhibitorem plazmatického aktivátoru plazminogenu typu 1 (PAI-1). V přítomnosti nerovnováhy ve fibrinolytickém systému se mohou subklinické mikrotromby na povrchu aterosklerotických plátů šířit a nakonec vést k okluzi tepen a tkáňovému infarktu.

Mechanismy, kterými je zprostředkováno uvolňování t-PA, nejsou zcela pochopeny. Bradykinin, endogenní vazodilatátor závislý na endotelu, způsobuje endoteliální uvolňování t-PA. Brown et al však prokázali, že inhibice syntézy prostacyklinu a oxidu dusnatého nesnižuje bradykininem zprostředkované uvolňování endoteliálního t-PA v lidském předloktí. Proto naznačují, že EDHF je zodpovědná za endoteliální uvolňování t-PA, ale tato hypotéza dosud nebyla adekvátně řešena.

Gap Junctions -

Gap junctions se nacházejí v bodech kontaktu buňka-buňka, kde tvoří vodnaté póry, kterými mohou procházet malé hydrofilní molekuly a iontový náboj. Každý gap junction obsahuje dva hemikanály nebo konexony, které se skládají ze šesti konexinových (Cx) podjednotek. Ačkoli každý konexon může být složen ze směsi podtypů konexinů, Cx37, Cx40 a Cx43 jsou spojeny zejména se savčím endotelem a vaskulárním hladkým svalstvem.

Posílily důvody pro klíčovou roli mezerových spojů v fenoménu EDHF. Gap junction plaky jsou nejhojnější v malých arteriích odporu a jejich distribuce je úměrná velikosti odpovědi zprostředkované EDHF. Tato topografická data byla extrapolována jako argument pro přímou souvislost mezi mezerovými spoji a EDHF. Kromě toho myší knockout modely poskytují přímý důkaz pro roli mezerových spojů a specifických konexinů při kontrole vaskulárního tonu.

Zesílení komunikace přes Gap Junctions -

Rotigaptid (ZP-123) je nový hexapeptid (Ac-D-Tyr-D-Pro-D-Hyp-Gly-D-Ala-Gly-NH2), původně vyvinutý jako antiarytmikum, nyní je bezpečně podáván zdravým u lidí jako šestidenní kontinuální infuze až 20 mg (0,30 mmol) denně a je nyní ve fázi II klinických studií. Bylo prokázáno, že podporuje elektrickou vazbu mezi komorovými myocyty tím, že potenciálně zvyšuje vodivost mezerových spojů prostřednictvím změn ve fosforylačním stavu Cx43 a zvyšuje počet mezerových spojů v ischemickém myokardu. Zesiluje přenos barviva zprostředkovaný mezerovým spojem prostřednictvím buněk HeLa exprimujících Cx43 ale ne přes Cx26 nebo Cx32, ale jeho účinky na elektrickou vodivost a přenos barviva přes Cx37 a Cx40, další hlavní vaskulární konexiny, musí být ještě posouzeny. Nedávno jsme však ukázali, že Cx43 je nezbytný pro zprostředkování EDHF vazodilatace lidských subkutánních rezistentních cév.

Nedávno jsme prokázali, že rotigaptid nezvyšuje u zdravých dobrovolníků na endotelu závislou nebo nezávislou arteriální vazodilataci předloktí. Za určitých okolností však může hrát roli potencování mezerových spojů. Na zvířecích modelech infarktu myokardu měli ti, kteří byli léčeni rotigaptidem, významně sníženou velikost infarktu. Endoteliální dysfunkce je ústředním prvkem patofyziologie diabetu a je zodpovědná za vaskulární komplikace spojené s tímto stavem. Na zvířecích modelech diabetu byla prokázána snížená exprese konexinů s otupělou odpovědí na EDHF, což naznačuje souvislost mezi endoteliální dysfunkcí a mezerovými spoji.

Endoteliální dysfunkce může být napodobena in vivo krátkými obdobími ischemie, což vede ke snížené odpovědi na vazodilatátory závislé na endotelu. V arteriální cirkulaci předloktí budeme testovat hypotézu, že rotigaptidem indukované posílení komunikace prostřednictvím gap junctions zmírňuje ischemickou endoteliální dysfunkci.