Gap Junction Wzmocnienie funkcji śródbłonka za pomocą Rotigaptydu

WPROWADZENIE Śródbłonek odgrywa kluczową rolę w regulacji napięcia naczyń i jest odpowiedzialny za miejscowe uwalnianie czynników profibrynolitycznych. Tlenek azotu (NO), pierwotny czynnik relaksujący pochodzący ze śródbłonka, oraz prostacyklina (PGI2) zostały już dobrze scharakteryzowane. Wyjaśnienie ich roli w fizjologii i patofizjologii naczyń było fundamentalne dla ostatnich postępów w leczeniu i zapobieganiu wielu chorobom sercowo-naczyniowym. Chociaż czynniki te mają ogromne znaczenie, dowody wskazują na istnienie trzeciego silnego środka rozszerzającego naczynia krwionośne, zwanego czynnikiem hiperpolaryzującym pochodzenia śródbłonka (EDHF).

Rozszerzenie naczyń zależne od śródbłonka -

Po zablokowaniu zarówno NO, jak i PGI2 nadal obserwuje się znaczny stopień zależnego od śródbłonka rozszerzenia naczyń, co przypisuje się EDHF. Pomimo prawie dwudziestu lat badań i debat, dokładna natura EDHF i mechanizm jej działania pozostają niejasne. Konsekwentnie, rola EDHF jako środka rozszerzającego naczynia krwionośne jest najbardziej widoczna w mniejszych tętnicach oporowych, które są odpowiedzialne za kontrolę ogólnoustrojowego ciśnienia krwi i perfuzji narządów lokalnych. Oprócz zaangażowania w procesy fizjologiczne, zmiany w aktywności EDHF mogą przyczyniać się do skutków naczyniowych niezliczonych stanów spowodowanych dysfunkcją śródbłonka lub będących jej wynikiem. Jednak brak zrozumienia EDHF uniemożliwił bezpośrednią manipulację nim jako specyficznym celem terapeutycznym.

Endogenna fibrynoliza -

Oprócz funkcji kontrolowania napięcia naczyniowego istnieją dowody sugerujące, że EDHF może być odpowiedzialna za śródbłonkowe uwalnianie czynnika profibrynolitycznego, tkankowego aktywatora plazminogenu (t-PA).

Tworzenie i rozpuszczanie skrzepliny jest procesem ciągłym w układzie naczyniowym i jest regulowane dynamicznymi interakcjami między czynnikami prokoagulacyjnymi i profibrynolitycznymi. Endogenna fibrynoliza jest określona przez względną równowagę między ostrym miejscowym uwalnianiem t-PA ze śródbłonka a jego późniejszym hamowaniem przez osoczowy inhibitor aktywatora plazminogenu typu 1 (PAI-1). W przypadku braku równowagi w układzie fibrynolitycznym subkliniczne mikrozakrzepy na powierzchni blaszek miażdżycowych mogą się namnażać i ostatecznie doprowadzić do okluzji tętnicy i zawału tkanki.

Mechanizmy, za pośrednictwem których pośredniczy uwalnianie t-PA, nie są w pełni poznane. Bradykinina, endogenny środek rozszerzający naczynia krwionośny zależny od śródbłonka, powoduje śródbłonkowe uwalnianie t-PA. Jednak Brown i wsp. wykazali, że hamowanie syntezy prostacykliny i tlenku azotu nie zmniejsza śródbłonkowego uwalniania t-PA za pośrednictwem bradykininy w ludzkim przedramieniu. Dlatego sugerują, że EDHF jest odpowiedzialny za śródbłonkowe uwalnianie t-PA, ale jak dotąd hipoteza ta nie została odpowiednio zbadana.

Skrzyżowania szczelinowe -

Połączenia szczelinowe znajdują się w punktach kontaktu komórka-komórka, gdzie tworzą pory wodne, przez które mogą przechodzić małe cząsteczki hydrofilowe i ładunek jonowy. Każde połączenie szczelinowe zawiera dwa hemikanały lub koneksony, które składają się z sześciu podjednostek koneksyny (Cx). Chociaż każdy konekson może składać się z mieszanki podtypów koneksyny, Cx37, Cx40 i Cx43 są szczególnie związane ze śródbłonkiem ssaków i mięśniami gładkimi naczyń.

Argumenty przemawiające za kluczową rolą połączeń szczelinowych w zjawisku EDHF zostały wzmocnione. Płytki połączeń szczelinowych są najbardziej obfite w małych tętnicach oporowych, a ich rozmieszczenie jest proporcjonalne do wielkości odpowiedzi, w której pośredniczy EDHF. Te dane topograficzne zostały ekstrapolowane, aby argumentować za bezpośrednim związkiem między skrzyżowaniami szczelinowymi a EDHF. Co więcej, mysie modele knockout dostarczają bezpośrednich dowodów na rolę połączeń szczelinowych i specyficznych koneksyn w kontrolowaniu napięcia naczyniowego.

Wzmocnienie komunikacji przez złącza Gap -

Rotigaptyd (ZP-123) to nowy heksapeptyd (Ac-D-Tyr-D-Pro-D-Hyp-Gly-D-Ala-Gly-NH2), pierwotnie opracowany jako środek przeciwarytmiczny, który obecnie jest bezpiecznie podawany zdrowym u ludzi w ciągłej infuzji przez sześć dni w dawce do 20 mg (0,30 mmol) na dobę i jest obecnie w fazie badań klinicznych II fazy. Wykazano, że promuje sprzężenie elektryczne między miocytami komorowymi poprzez zwiększenie przewodnictwa połączeń szczelinowych potencjalnie poprzez zmiany stanu fosforylacji Cx43 i zwiększa liczbę połączeń szczelinowych w niedokrwionym mięśniu sercowym Wzmacnia przenoszenie barwnika za pośrednictwem połączeń szczelinowych przez komórki HeLa wykazujące ekspresję Cx43 ale nie przez Cx26 lub Cx32, ale jego wpływ na przewodnictwo elektryczne i przenoszenie barwnika przez Cx37 i Cx40, inne główne koneksyny naczyniowe, nie został jeszcze oceniony. Jednak ostatnio wykazaliśmy, że Cx43 jest wymagany do pośrednictwa w rozszerzaniu naczyń EDHF w ludzkich podskórnych naczyniach oporowych.

Niedawno wykazaliśmy, że rotigaptyd nie zwiększa zależnego od śródbłonka lub niezależnego rozszerzenia naczyń tętniczych przedramienia u zdrowych ochotników. Jednak w pewnych okolicznościach może odgrywać rolę wzmacnianie połączeń szczelinowych. W zwierzęcych modelach zawału mięśnia sercowego osoby leczone rotygaptydem miały znacznie zmniejszoną wielkość zawału. Dysfunkcja śródbłonka ma kluczowe znaczenie dla patofizjologii cukrzycy i jest odpowiedzialna za powikłania naczyniowe związane z tą chorobą. W zwierzęcych modelach cukrzycy wykazano zmniejszoną ekspresję koneksyn z osłabioną odpowiedzią na EDHF, co sugeruje związek między dysfunkcją śródbłonka a połączeniami szczelinowymi.

Dysfunkcję śródbłonka można naśladować in vivo z krótkimi okresami niedokrwienia, co skutkuje zmniejszoną odpowiedzią na zależne od śródbłonka środki rozszerzające naczynia. W krążeniu tętniczym przedramienia przetestujemy hipotezę, że indukowane rotygaptydem wzmocnienie komunikacji poprzez połączenia szczelinowe osłabia niedokrwienną dysfunkcję śródbłonka.