Antagonismo do receptor de bradicinina durante a circulação extracorpórea (BRAC)

Morbidade da circulação extracorpórea. A cada ano, mais de um milhão de pacientes em todo o mundo são submetidos a cirurgia cardíaca. Quase todas as cirurgias cardíacas são realizadas em corações que não batem com o auxílio de CEC. Embora o uso de procedimentos de cirurgia de revascularização do miocárdio sem circulação extracorpórea esteja aumentando, as preocupações com a revascularização incompleta e a permeabilidade reduzida do enxerto venoso limitam o uso dessa técnica a pacientes específicos. A CEC ativa várias cascatas humorais, incluindo a cascata da coagulação, a KKS, a cascata fibrinolítica e causa uma síndrome de resposta inflamatória sistêmica. A ativação desses sistemas pode causar hipotensão, febre, coagulação intravascular disseminada, edema tecidual difuso ou, em casos extremos, falência de múltiplos órgãos. A ativação do KKS contribui para as perturbações hemodinâmicas, fibrinólise e resposta inflamatória observadas em pacientes submetidos à CEC. A aprotinina, um inibidor inespecífico da serina protease, que atua em parte diminuindo a geração de bradicinina, diminui a fibrinólise, a hipotensão e a resposta inflamatória sistêmica associada à CEC. A aprotinina diminui a perda de sangue e as necessidades de transfusão, no entanto, seu uso é limitado principalmente à cirurgia redo-cardíaca por causa do custo. Outros fatores que podem limitar o uso generalizado de aprotinina incluem um risco aumentado de disfunção renal, reação alérgica e não especificidade da droga. A bradicinina medeia a maioria dos efeitos do KKS. Assim, o antagonismo do receptor de bradicinina tem o potencial de modular os efeitos da ativação do KKS durante a CEC. O objetivo desta proposta é testar a hipótese de que a bradicinina endógena contribui para a resposta hemodinâmica, fibrinolítica e inflamatória à CEC e que o antagonismo dos receptores de bradicinina reduzirá a hipotensão, a inflamação e a necessidade de transfusão. Os estudos propostos prometem levar a novas terapias para reduzir a morbidade associada à CEC.

A circulação extracorpórea ativa o sistema calicreína-cinina (KKS). Vários grupos, inclusive o nosso, relataram que as concentrações de bradicinina aumentam durante a CEC. Por exemplo, Campbell et al demonstraram que os níveis de bradicinina aumentam de 10 a 20 vezes durante os primeiros 10 minutos de CEC, retornam aos níveis basais aos 70 minutos de CEC e permanecem 1,7 a 5,2 vezes elevados após a CEC. A calicreína plasmática e tecidual foram reduzidas em 80 e 60%, respectivamente, durante o primeiro minuto de CEC. Da mesma forma, demonstramos que a bradicinina aumenta significativamente durante a CEC e que a inibição da ECA e o tabagismo potencializam a resposta das cininas durante a CEC.

Resposta fibrinolítica à circulação extracorpórea. A CPB aumenta o antígeno t-PA e a atividade de maneira dependente do tempo. A resposta fibrinolítica durante a CEC é heterogênea, com níveis de t-PA variando até 250 vezes. O mecanismo de liberação do t-PA durante a CEC é provavelmente multifatorial. Conforme descrito acima, nós e outros pesquisadores mostramos que o CPB aumenta a bradicinina, um estímulo potente para a liberação de t-PA. Além disso, a trombina ou o complemento gerado durante a CEC podem estimular a liberação de t-PA do endotélio. Além das mudanças nas concentrações de t-PA durante a CEC, a atividade do PAI-1 cai devido à hemodiluição e ao aumento da liberação de t-PA que consome o PAI-1 ativo. A geração de plasmina aumenta mais de 100 vezes, enquanto a geração de D-dímero aumenta 200 vezes em 5 minutos após o início da CEC. Para o restante do CPB, os níveis médios de plasmina e D-dímero permanecem 20 a 30 vezes acima dos níveis basais. O período pós-operatório é marcado por uma resposta inflamatória sistêmica causada pela combinação de CEC e cirurgia, produzindo uma resposta de fase aguda que resulta em aumento da produção de PAI-1. Os níveis de PAI-1 começam a subir cerca de 2 horas após a cirurgia. Terminada a CEC, os níveis de PAI-1 continuam a subir e atingir o pico durante as primeiras 12 a 36 horas de pós-operatório e voltam ao normal no segundo dia de pós-operatório. Assim, a resposta fibrinolítica à CEC é caracterizada por uma fase hiperfibrinolítica inicial que começa com um rápido aumento nas concentrações de t-PA, plasmina e D-dímero, seguida por uma fase hipofibrinolítica pós-operatória associada a um aumento na secreção de PAI-1 e uma queda em concentrações de t-PA.

Interação entre o sistema renina-angiotensina (RAS), o KKS e o sistema fibrinolítico. Há evidências de que o equilíbrio fibrinolítico é regulado pelo RAS e pelo KKS. A ECA está estrategicamente posicionada para controlar o equilíbrio fibrinolítico, promovendo a degradação da bradicinina e a conversão de Ang I em Ang II. Ang II causa a liberação de PAI-1 inibindo assim a fibrinólise. A bradicinina estimula a liberação de t-PA através de seu receptor B2. A inibição da ECA diminui os níveis do antígeno PAI-1 e aumenta a liberação endotelial de t-PA através da bradicinina endógena. Além disso, a inibição da ECA aumenta a vasodilatação exógena mediada pela bradicinina e a liberação de t-PA. O aumento da vasodilatação induzida pela bradicinina, o aumento do t-PA e a diminuição do PAI-1 descritos com a inibição da ECA em pacientes com cardiopatia isquêmica podem contribuir para o mecanismo primário dos efeitos anti-isquêmicos associados à terapia crônica com inibidores da ECA. Demonstramos que pacientes internados submetidos a cirurgia de revascularização miocárdica (CABG) que requerem CEC, não apenas a inibição da ECA aumentou a atividade fibrinolítica por diminuir o antígeno PAI-1 e aumentar a atividade t-PA, mas também aumentou a resposta da cinina. Concentrações aumentadas de PAI-1 no período perioperatório estão associadas à trombose aguda do enxerto venoso. Assim, os inibidores da ECA têm potencial para reduzir o risco de trombose aguda do enxerto por meio de seus efeitos na geração de Ang II, atenuando a resposta do PAI-1 após CRM. Ao contrário dos efeitos benéficos da inibição da ECA no PAI-1, o aumento da resposta da cinina durante a CEC pode ter efeitos prejudiciais, incluindo aumento da fibrinólise com consequente sangramento e hipotensão. O efeito do antagonista do receptor da angiotensina II tipo 1 (AT1) na resposta fibrinolítica à CEC não é conhecido. Pacientes internados com hipertensão essencial O antagonista do receptor AT1 diminui o antígeno PAI-1 em alguns estudos, mas não em outros. No Objetivo Específico 1 testaremos a hipótese de que os inibidores da enzima conversora de angiotensina e os antagonistas do receptor AT1 modulam a resposta fibrinolítica e inflamatória à CEC de forma diferente.

O antagonismo do receptor de bradicinina poderia reduzir a resposta hipotensora à CEC. A baixa resistência vascular sistêmica (RVS) comumente ocorre durante e logo após a CEC. Geralmente é transitório e fácil de tratar. Ocasionalmente, os pacientes apresentam queda mais grave e persistente da RVS, encaminhada para choque vasodilatador pós-operatório. Os fatores de risco para choque vasodilatador incluem o uso pré-operatório de inibidores da ECA, baixa fração de ejeção do ventrículo esquerdo e síndrome de insuficiência cardíaca. Freqüentemente, o tratamento é necessário para manter a pressão de perfusão adequada durante a CEC e para estabelecer uma hemodinâmica satisfatória quando estiver pronto para separar o paciente do bypass. Isso geralmente envolve neutralizar o efeito dos mediadores vasodilatadores pela administração de drogas como norepinefrina ou fenilefrina. Embora geralmente eficazes e seguros, esses medicamentos podem redistribuir o fluxo sanguíneo de forma a comprometer a circulação esplâncnica e renal. Vários mediadores são considerados responsáveis ​​pela produção do choque pós-operatório, incluindo a bradicinina. Por exemplo, existe uma correlação inversa entre as concentrações de bradicinina e a pressão arterial média durante a CEC, sugerindo que a bradicinina é um importante mediador na diminuição da RVS. Nós e outros mostramos que a bradicinina induz vasodilatação por meio de seu receptor B2. Em contração, a estimulação do receptor B1 não causa vasodilatação. Conforme descrito em ESTUDOS PRELIMINARES, demonstramos que a bradicinina endógena contribui para a hipotensão relacionada à protamina após CEC e que o antagonismo do receptor de bradicinina administrado imediatamente antes da protamina atenua essa resposta hipotensiva. No Objetivo Específico 2 testaremos a hipótese de que o antagonismo dos receptores de bradicinina modula as alterações hemodinâmicas observadas durante a CEC.

O antagonismo do receptor de bradicinina pode reduzir a hiperfibrinólise e a perda sanguínea associada à CEC. A inibição da hiperfibrinólise durante a CEC reduz a perda de sangue e a necessidade de hemoderivados. Por outro lado, a modulação da fase hipofibrinolítica após a CEC tem o potencial de reduzir as complicações trombóticas. Nós e outros mostramos que a bradicinina estimula a liberação de t-PA da vasculatura do antebraço humano e a circulação coronária através de uma via independente da NO sintase e independente da ciclooxigenase. Assim como a vasodilatação, a liberação de t-PA estimulada pela bradicinina é mediada pelo receptor B2. Vários grupos relataram que as concentrações de bradicinina aumentam durante a CEC. Demonstramos uma correlação direta entre as concentrações de bradicinina e t-PA durante a CEC, sugerindo que a bradicinina desempenha um papel importante na ativação da resposta fibrinolítica durante a CEC. Conforme descrito em ESTUDOS PRELIMINARES, mostramos que o HOE 140 (um antagonista do receptor B2) administrado antes da CEC diminui o aumento do dímero D semelhante ao ácido e-aminocapróico. Assim, o antagonismo do receptor B2 tem o potencial de reduzir a fibrinólise mediada pela bradicinina durante a CEC. No Objetivo Específico 2 testaremos a hipótese de que o antagonismo dos receptores de bradicinina modula a resposta fibrinolítica observada durante a CEC.

O antagonismo do receptor de bradicinina poderia reduzir a resposta inflamatória à CEC. Durante a CEC, a exposição do sangue a superfícies bioincompatíveis do circuito extracorpóreo, bem como a isquemia e reperfusão tecidual associada ao procedimento, induzem a ativação de várias das principais vias humorais da inflamação. A bradicinina produz muitas das características do estado inflamatório, como alterações na pressão sanguínea local, edema e dor, resultando em vasodilatação e aumento da permeabilidade dos microvasos. A bradicinina ativa o NF-kB e regula positivamente a produção de interleucina (IL)-1b e IL-8 estimulada por TNFa através do receptor B2. Além disso, a bradicinina estimula a liberação de IL-6 de uma variedade de células. O crescente conhecimento do papel biológico das cininas, em particular na inflamação, tem alimentado o desenvolvimento de potentes e seletivos antagonistas dos receptores de cininas como potenciais terapêuticos. Por exemplo, o antagonista da bradicinina, deltibant (CP-0127) mostrou uma melhora significativa na sobrevida ajustada ao risco de 28 dias de pacientes com sepse gram-negativa. Em um modelo animal de lesão intestinal por isquemia-reperfusão, o antagonismo do receptor B2 inibiu aumentos induzidos pela reperfusão na permeabilidade vascular, recrutamento de neutrófilos e expressão do mRNA do receptor B1. O papel do antagonista do receptor B2 na lesão de isquemia-reperfusão miocárdica é mais controverso. Kumari et al demonstraram um efeito protetor de HOE 140 durante lesão de isquemia-reperfusão in vivo, enquanto em estudos isolados de coração de coelho, CP-0127 prejudicou a recuperação de isquemia coronariana aguda. Esses resultados contraditórios podem ser o resultado de diferentes antagonistas usados, diferenças na sensibilidade das espécies ou diferentes protocolos experimentais. O papel do antagonista do receptor B1 na inflamação não é claro. Em contraste com o receptor de bradicinina B2 constitutivamente expresso, a expressão do receptor de bradicinina B1 é regulada positivamente após um insulto inflamatório ou lesão de isquemia-reperfusão. Parece que cada subtipo de receptor de cinina medeia diferentes aspectos da resposta inflamatória. No entanto, o antagonismo do receptor B1 administrado antes da CEC pode ser prejudicial. Por exemplo, Siebeck et al demonstraram que o bloqueio do receptor B2 atenua a mortalidade induzida por endotoxina em porcos, enquanto o bloqueio adicional do receptor B1 parece reverter esses efeitos benéficos. Juntos, o antagonismo do receptor B2 pode diminuir a resposta inflamatória aguda, enquanto o bloqueio adicional do receptor B1 pode ser prejudicial. Esses estudos, e também o fato de a aprotinina exercer parte de seus efeitos benéficos por meio da redução das concentrações de bradicinina, sugerem a hipótese de que estratégias farmacológicas de bloqueio do receptor B2 de bradicinina podem ser superiores à redução das concentrações de bradicinina na modulação da resposta inflamatória à CEC.

O RAS, KKS e inflamação. A ativação do SRA exerce efeitos pró-inflamatórios. Por exemplo, a Ang II ativa o fator nuclear do fator de transcrição (NF)-kB, que por sua vez regula genes envolvidos no recrutamento celular e na cascata de citocinas inflamatórias. A Ang II induz a síntese e secreção da interleucina (IL)-6 inflamatória. Como mencionado acima, a bradicinina produz muitas das características do estado inflamatório e regula positivamente IL-1b e IL-8 estimulada por TNFa e estimula a liberação de IL-6. Assim, tanto a Ang II quanto a bradicinina estimulam a liberação de IL-6. O tratamento com inibidores da ECA está associado a uma redução na resposta da IL-6 à CEC. Em um estudo randomizado e não cego, Trevelyan e colegas20 demonstraram que a inibição da ECA produziu uma diminuição altamente significativa de 51% na liberação de IL-6 em pacientes identificados como grandes produtores de IL-6 pelo polimorfismo -174 G/C, enquanto losartan teve um efeito semelhante, mas menos marcante. Mecanismos potenciais para essa variação na resposta da IL-6 entre os inibidores da ECA e os bloqueadores dos receptores da angiotensina podem ser decorrentes de seu efeito diferencial na formação de Ang II e na degradação da bradicinina. Além disso, os aumentos induzidos pela bradicinina na proteína IL-6 e no mRNA total são inibidos pelo antagonista seletivo do receptor B2, HOE-140, mas não por um antagonista seletivo do receptor B1. No Objetivo Específico 1 testaremos a hipótese de que os inibidores da enzima conversora da angiotensina e os antagonistas dos receptores da angiotensina II tipo 1 (AT1) modulam a resposta fibrinolítica e inflamatória à CEC de forma diferente.