Detección de lipidómica de celecoxib en análisis de sangre total humana ex vivo - Parte B

Los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), selectivos para la inhibición de la ciclooxigenasa (COX)-2, alivian el dolor y la inflamación al suprimir la prostaciclina (PGI2) y la prostaglandina (PG) E2 derivadas de la COX-2 (1). Sin embargo, ocho ensayos clínicos controlados con placebo han revelado que los AINE, diseñados para inhibir específicamente la COX-2, predisponen a los pacientes a un mayor riesgo cardiovascular, incluidos infarto de miocardio, accidente cerebrovascular, hipertensión sistémica y pulmonar, insuficiencia cardíaca congestiva y muerte cardíaca súbita (1-3 ). Los efectos adversos cardiovasculares son atribuibles a la supresión de la PGI2 derivada de la COX-2, un potente vasodilatador e inhibidor de la activación plaquetaria (4; 5). El equipo de investigación ha demostrado que la eliminación global, la inhibición selectiva o la mutación de COX-2, o la eliminación del receptor de PGI2 elevan la presión arterial y aceleran la trombogénesis en modelos de ratón (6). Los investigadores demostraron además que la deleción vascular de la COX-2 predispone a los ratones a la trombosis y la hipertensión (7), y que la deleción selectiva de la COX-2 en los cardiomiocitos conduce a una disfunción cardíaca y a una mayor susceptibilidad a la arritmogénesis inducida (8) que puede contribuir a que el corazón insuficiencia cardíaca y arritmias cardíacas notificadas en pacientes que toman AINE específicos para la inhibición de la COX-2.

Este peligro cardiovascular de los AINE provocó el interés en la prostaglandina E sintasa-1 microsomal (mPGES-1) como un objetivo farmacológico alternativo. mPGES-1 es la PG terminal sintasa inducible que actúa corriente abajo de la COX-2 y cataliza la conversión del producto intermedio de endoperóxido de COX PGH2 a PGE2 (9). Los investigadores informaron anteriormente que, de manera similar a la interferencia con la expresión o función de COX-2, la eliminación global o específica de células de mPGES-1 suprime la producción de PGE2; pero a diferencia de COX-2, la deficiencia global de mPGES-1 aumenta la biosíntesis de PGI2 y no predispone a los ratones normo o hiperlipidémicos a eventos trombogénicos o hipertensivos (9-11). Tanto la supresión de PGE2 como el aumento de PGI2 en ratones mPGES-1-/- resultan de la reversión del sustrato de PGH2 acumulado a PGI2 sintasa (10). Además, la eliminación global de mPGES-1 limita la respuesta proliferativa vascular a la lesión del cable (12), retarda la aterogénesis y suprime la formación de aneurisma aórtico abdominal inducido por angiotensina II en ratones hiperlipidémicos (10; 13). El equipo de investigación también ha demostrado que la deficiencia de mPGES-1 no afecta la inflamación de las vías respiratorias inducida por el ozono ni la hiperreactividad de las vías respiratorias, lo que sugiere que la inhibición farmacológica de mPGES-1 y la reversión del endoperóxido a PGD2 pueden no predisponer a los pacientes en riesgo de disfunción de las vías respiratorias (14) . Además, estudios realizados por otros indican que la eliminación global de mPGES-1 reduce el infarto cerebral posterior a la isquemia y la disfunción neurológica en la isquemia/reperfusión cerebral en ratones (15). La deficiencia de mPGES-1 también hace que los ratones sean menos susceptibles a la inflamación excesiva y la hipersensibilidad en modelos de analgesia en roedores (16; 17). En conjunto, estos hallazgos sugieren que la inhibición farmacológica de mPGES-1 puede retener los efectos antiinflamatorios de la supresión de PGE2, pero debido al aumento de PGI2, la orientación de mPGES-1 podría evitar los riesgos cardiovasculares asociados con los inhibidores selectivos de COX-2.

La reorientación del sustrato de PGH2 como consecuencia de la deleción de mPGES-1 es un evento ubicuo observado a nivel celular y sistémico (metabolitos de prostaglandinas urinarias); sin embargo, el perfil de los productos de reversión varía según el tipo de célula y tejido, el modelo de enfermedad y el grado de perturbación del sistema (6; 10-14; 18-21). Los investigadores han demostrado que en ratones deficientes en mPGES-1 en células endoteliales (EC) o células de músculo liso vascular (VSMC), PGI2 es el producto de rediversión de sustrato predominante, mientras que la eliminación de mPGES-1 en células mieloides da como resultado la derivación de PGH2 principalmente hacia TxA2(11). Desde el punto de vista funcional, los ratones que carecían de mPGES-1 en las células mieloides exhibieron una respuesta deficiente a la lesión vascular, lo que implicaba a la mPGES-1 mieloide como diana de un fármaco cardiovascular. Por lo tanto, la eliminación de mPGES-1 específica de células conduce a un patrón diferencial de reversión de sustrato y puede afectar la función biológica del sistema, lo que complica el desarrollo de fármacos. Lo que se desconoce es si la deleción genética o la inhibición farmacológica de mPGES-1 pueden influir directa (a través de la redirección de sustrato) o indirectamente (por los efectos de los productos de redirección de prostaglandinas en la expresión enzimática o su posterior metabolismo a productos transcelulares (22)) en el lipidoma más allá de la prostaglandina. vía con consecuencia funcional. Por ejemplo, la interrupción del metabolismo de AA-PGE2 podría influir en la formación del producto araquidonato por el citocromo P450 (23; 24), leucotrieno, anandamida, 2-araquidonilglicerol (2-AG) y otras cascadas (25). A nivel celular, los macrófagos mPGES-1-/-, pretratados con LPS y estimulados con ácido araquidónico (AA), muestran un aumento de 5 veces en 12-HHT (ácido 12-hidroxiheptadecatrienoico), lo que indica una reorientación del sustrato hacia la tromboxano A sintasa ( 18). Se ha informado que la inhibición y la eliminación de COX-2 aumentan los metabolitos de la vía de la 5-lipoxigenasa (5-LO) 5-HETE (ácido 5-hidroxieicosatetraenoico) y los leucotrienos LTB4, LTC4, LTD4 (26-28) y los metabolitos de la cascada CYP450 14,15-DHET/EET (ácido dihidroxieicosatrienoico/epoxieicosatrienoico) (26). Por lo tanto, el sustrato AA puede desviarse de una ruta a otra cuando una rama particular de la cascada se inhibe farmacológicamente o se elimina genéticamente.

Aquí, el equipo de investigación llevará a cabo un examen de lipidómica de amplio espectro de fármacos antiinflamatorios y candidatos a fármacos que antagonizan los receptores (receptores LTC4, LTB4, EP4) o inhiben componentes específicos (COX-1, COX-2, mPGES-1, 5 -KO, FLAP, LTA4A) de la vía del ácido araquidónico en un ensayo de sangre entera humana in vitro (hWBA).

Los resultados preliminares in vitro de la Parte A demostraron que la focalización de la COX-2 con un inhibidor selectivo de la COX-2, celecoxib, afectó no solo a la vía de la ciclooxigenasa sino también a la cascada de la lipoxigenasa. Celecoxib inhibió los productos derivados de COX PGE2, PGF2a y TxB2 y redujo significativamente los niveles de 15-HETE, un producto de la cascada 15-LOX.

En la Parte B, los investigadores proponen estudiar el efecto de celecoxib sobre los lípidos plasmáticos ex vivo. Se pedirá a voluntarios sanos, no fumadores, hombres y mujeres, que tomen una dosis terapéutica única de 200 mg de celecoxib o una pastilla de placebo y proporcionen muestras de sangre y orina antes y después de la administración del fármaco. Los experimentos incluirán (i) el análisis de sangre completa ex vivo, en el que se medirán los lípidos en la sangre recolectada antes y 3 horas (Tmax) después de la administración de celecoxib y estimulada con LPS, (ii) los metabolitos de lípidos se medirán en muestras previas y muestras de orina posteriores a celecoxib, (iii) se medirán las concentraciones de plasma y orina de celecoxib para evaluar el perfil farmacocinético del fármaco del estudio.

Los investigadores esperan que el perfil de lípidos del hWBA ex vivo realizado en sujetos tratados con celecoxib recapitule los hallazgos del hWBA in vitro recibido con sangre humana tratada con celecoxib.