Polisulfatul de pentosan inhibă ateroscleroza la iepurii hiperlipidemici moșteniți de Watanabe
abstract
Heparina și moleculele asemănătoare heparinei scad proliferarea celulară, cresc producția de matrice extracelulară în mai multe tipuri de celule și scad secreția metaloproteinazelor matriciale (MMP) in vitro. 1, 2, 3, 4 Acumularea de celule de spumă derivate din macrofage în plăcile aterosclerotice se corelează cu o eliberare crescută a factorului de necroză tumorală α (TNF α) și MMPs, 5, 6, care influențează remodelarea vasculară și ruperea plăcii și astfel declanșează complicații acute poate, cum ar fi angina instabilă și infarctul miocardic acut. 7, 8, 9, 10, 11
Polisulfatul de pentosan (PPS) este un preparat oral asemănător heparinoidelor care nu are în esență efecte anticoagulante și este aprobat pentru tratamentul cistitei interstițiale. Am constatat anterior că tratamentul cu SPP a împiedicat dezvoltarea leziunilor inflamatorii cronice și a leziunilor histologice la șobolani nefrectomizați 5/6. 13 De asemenea, am constatat că PPS a redus proliferarea celulelor mesangiale in vitro, 14 celule musculare netede vasculare umane obținute din grefe vasculare, 15 și celule musculare netede obținute din interstitiu de prostată. 16 În plus, PPS crește secreția de MMP-2 și stimulează producția de inhibitori tisulari ai metaloproteinazei (TIMP) -1 și eliminarea TIMP-3 de pe suprafața celulelor mezangiale. 14
În acest studiu, am examinat efectul tratamentului oral cu PPS asupra progresiei leziunilor aterosclerotice stabilite la iepurii Watanabe cu hiperlipidemie ereditară (WHHL). 17 Am examinat efectul SPP asupra leziunilor aterosclerotice stabilite ca fiind cel mai relevant și clinic test de eficacitate a SPP.
REZULTATE
Progresia leziunilor aterosclerotice stabilite
Activitatea metaloproteinazei matriciale (MMP) în macrofagele monocitare. U937 celule pro-monocitice umane sau monocite periferice umane derivate din sânge (PBM) în mediu RPMI suplimentat cu 10% ser fetal bovin (FBS) au fost administrate în prezență sau absență cu 10 ng/ml factor de necroză tumorală? (TNFα) stimulează polisulfatul de pentosan (PPS) (100 µg/ml) sau heparina (100 µg/ml), 3 ore la 37 ° C și apoi 16 h în 0,1% albumină serică bovină (BSA) ) - mediu fără ser incubat timp de -18 ore așa cum este descris în secțiunea Materiale și metode. ( A ) Analiza zimografică reprezentativă a supernatantelor celulare U937. ( ) Activitatea MMP-2 a fost cuantificată prin densitometrie în supernatante din celule U937 nestimulate. Bar deschis, fără tratament; Bara umplută, tratament cu 100 μg/ml PPS. Datele sunt exprimate ca procent de control (celule U937 nestimulate). Sunt prezentate valorile medii ± 5 din cinci experimente independente. ** P * P ** P * P ** P
Modularea protein kinazei activate cu mitogen (MAPK) și activarea factorului de bază κ B (NF-κ B) în celulele RAW. ( A ) Celulele RAW au fost tratate cu factor de necroză tumorală & agr; (TNF & agr;) (10 ng/ml) tratat și fosforilat în prezența sau absența pentosanului polisulfat (PPS) (400 ug/ml) și JNK total, I & kgr; Nivelurile de B p38 au fost determinate prin Western blot. Aceleași membrane au fost sondate cu β-actină pentru a evalua încărcarea proteinelor. Expresia relativă a p-JNK, pI? B, p-p38 până la? -Actin (fiecare - d; # P * P ¶ P 13, 24, 25 Prin urmare, se poate concluziona că inhibarea progresiei aterosclerozei indusă de tratamentul PPS la iepurii WHHL nu este mediată de o scădere a tensiunii arteriale.
Utilizarea heparinei și a moleculelor asemănătoare heparinei a fost sugerată pentru tratamentul aterosclerozei. 1 Cu toate acestea, cerința pentru administrarea parenterală limitează utilizarea acestora pentru această indicație, o limitare care nu se aplică SPP. PPS oral a fost utilizat pe scară largă pentru tratarea cistitei interstițiale. 12 Are foarte puține efecte secundare toxice, chiar și atunci când este utilizat pe o perioadă lungă de timp. Tratamentul cu 26 PPS previne dezvoltarea leziunilor glomerulare și vasculare, precum și inflamația tubulointerstițială și fibroza în diabetul indus de streptozotocină. 27 șoareci transgenici bGH. 27 șobolani cu ciclosporină A nefropatie. 28 sau 5/6 nefrectomie. 13 reduce simptomele artritei inflamatorii. 29 și reduce dimensiunea infarctului într-un model experimental de ischemie miocardică/reperfuzie. 30
Mecanismul exact prin care PPS își realizează efectul protector nu a fost încă clarificat. Am constatat că plăcile aterosclerotice la iepurii WHHL tratați cu PPS conțineau mai puține macrofage decât la martorii tratați cu apă. Alții au arătat că PPS și heparina inhibă activarea cascadei complementului, 31 leagă sau înlocuiesc citokinele inflamatorii, 32 NF-? Activarea B a scăzut, 33 elimină radicalii liberi, 31 a scăzut aderența și infiltrarea neutrofilelor. Aceste mecanisme pot ajuta direct la reducerea recrutării macrofagelor și la îmbunătățirea dezvoltării și stabilității plăcii.
Rapoartele anterioare au corelat creșterea activității MMP a macrofagelor monocite cu dezvoltarea complicațiilor acute, cum ar fi ruptura plăcii și tromboza. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 33 Am constatat că PPS a crescut activitatea enzimatică atât a MMP-2, cât și a MMP-9 în două tipuri de monocite umane, o linie celulară pro-monocit (celule U937) și PBM de la voluntari normali, inhibați. Pentru a confirma în continuare această ipoteză, am examinat activitatea MMP în macrofagele peritoneale provocate de la șoareci tratați oral cu PPS. La aceste animale, activitatea MMP stimulată de TNF-α a fost semnificativ redusă după tratamentul cu PPS comparativ cu animalele martor, ceea ce sugerează că acest mecanism poate fi prezent in vivo. Deoarece concentrațiile utilizate pentru experimentele in vitro au fost apropiate de nivelurile plasmatice atinse in vivo după administrarea orală de PPS27, acest compus ar putea fi utilizat terapeutic în aceste procese de boală la om. În plus, activitatea inhibitoare a PPS pe MMP a fost încă semnificativă atunci când medicamentul a fost utilizat până la 3 ore după TNF & agr; A fost administrată stimularea.
S-a demonstrat că mediatori inflamatori precum TNF & agr; joacă un rol activ în progresia aterosclerozei. Un mecanism important prin care TNF & agr; Creșterea inflamației este reglarea în sus a genelor pro-inflamatorii în macrofage. 44 Deoarece am constatat că PPS suprimă fosforilarea IκB stimulată de TNFα, transcripția NFκB și fosforilarea p38, este posibil ca PPS să reducă direct activitățile NFκB și AP-1 induse de TNFα. Constatarea că PPS a crescut expresia ARNm iNOS, MCP-1, ICAM-1 și CXCL-1 stimulată de TNF-α în celulele tubulare proximale renale și podocite prin inhibarea NF-κ. B scade indirect susține această concluzie.
Prin urmare, efectele benefice ale SPP asupra leziunilor aterosclerotice stabilite pot include stabilizarea cantității de colagen în plăci mediată prin modularea activităților MMP și TIMP, reducerea infiltrației macrofagelor în placa aterosclerotică și inhibarea inflamației în monocite/macrofage, care sunt ilustrate de o scădere a activității MMP, NF-? Activarea B și fosforilarea p38.
PPS reduce, de asemenea, legarea lipoproteinelor acetilate de densitate mică la celulele endoteliale45 și inactivează selectiv mai mulți factori de creștere care leagă heparina. 46 În plus, PPS este atât încărcat negativ, cât și hidrofil. Două proprietăți promovează localizarea acesteia pe suprafața celulelor endoteliale și menținerea scutului glicocalitic. 31
Pe scurt, am arătat că administrarea orală a SPP întârzie progresia aterosclerozei stabilite la iepurii WHHL. Efectul PPS pare să fie legat de capacitatea sa de a reduce inflamația, inclusiv infiltrarea macrofagelor și de a regla activitățile MMP și TIMP în peretele aortei aterosclerotice într-un mod care promovează depunerea de colagen, mai degrabă decât ruperea colagenului. . Aceste proprietăți pot favoriza stabilitatea plăcii. Tratamentul cu PPS a crescut activitățile MMP-2 și TIMP în cadrul plăcii aterosclerotice în timp ce inhibă activitățile MMP-2 și MMP-9 în monocite/macrofage. Sunt necesare studii suplimentare pentru a evalua relevanța acestor observații pentru gestionarea pacienților cu ateroscleroză stabilită.