dell angiotensina o delle catecolammine. In queste circostanze la somministrazione di FANS non selettivi attivi a livello renale si associa ad una

renale di PGI2 e PGE2, capaci di contrastare l’azione vasocostrittrice dell’angiotensina o delle catecolammine. In queste circostanze la somministrazione di FANS non selettivi attivi a livello renale si associa ad una riduzione del flusso ematico renale e della filtrazione glomerulare, situazione che può portare fino all’insufficienza renale acuta.

Anche i FANS selettivi COX-2, ovvero i COXIB, non risultano privi di tossicità renale. Diverse evidenze sperimentali suggeriscono che la COX-2 svolge un ruolo molto importante nella regolazione della funzione renale. La COX-2 è espressa a livello renale nei vasi, nelle cellule associate alla macula densa, nel tratto spesso del segmento ascendente dell’ansa di Henle e nelle cellule interstiziali midollari. Recentemente evidenze sperimentali hanno anche mostrato che l’inibizione della COX-2 aumenta e prolunga gli effetti vasopressori dell’angiotensina II, mentre l’inibizione della COX-1 diminuisce gli effetti vasopressori dell’angiotensina II. Tali risultati suggeriscono che l’inibizione della COX-2 rappresenta il principale contributo allo sviluppo dell’ipertensione, alla ritenzione di sodio e all’edema associati all’uso dei COXIB ed in parte dei FANS non selettivi.

La tossicità renale sembra essere dose-dipendente e sia i FANS non selettivi che i COXIB devono essere somministrati con cautela in pazienti con patologie a livello renale.

- REAZIONI AVVERSE DI FANS NON SELETTIVI E COXIB: TOSSICITA’ EPATICA -

Altri effetti tossici di rilievo di FANS non selettivi e COXIB sono quelli a livello epatico.

In particolare, tra i FANS non selettivi, i salicilati aumentano, in modo dose- dipendente, i valori delle transaminasi plasmatiche e possono provocare epatomegalia, nausea, anoressia ed ittero.

Tipicamente tossico a livello epatico può essere il paracetamolo, altro FANS non selettivo, che in caso d’intossicazione acuta può provocare necrosi epatica massiva a causa della formazione, ad alte dosi, di un metabolita estremamente reattivo che è in grado di consumare tutto il glutatione epatico ed è in grado di reagire con i gruppi solfuro di altre proteine epatiche.

Anche tra i COXIB il problema della tossicità epatica non è trascurabile: il lumiracoxib ha subito una drastica riduzione (da 200-400 mg/die a 100 mg/die) del dosaggio terapeutico consigliato a causa di alcuni gravi casi di epatotossicità sopravvenuti; la nimesulide (inibitore non selettivo ma preferenziale per l’isoforma COX-2) è stata al centro di ritiri dal commercio in vari Paesi e di forti limitazioni nella prescrizione in altri Paesi (in Italia è stata imposta la ricettazione tramite RNR, “ricetta non ripetibile”, evidenziando così una crescita di “pericolosità” nell’utilizzo del farmaco) per diversi casi di epatotossicità accertati e per molti altri casi presunti ma non direttamente dimostrabili, delineandosi comunque un quadro di reazioni avverse a livello epatico superiore

alla media ed inizialmente non manifestatosi nell’ambito del percorso dei trial clinici costituenti la sperimentazione del farmaco.

- REAZIONI AVVERSE DI FANS NON SELETTIVI E COXIB: SICUREZZA CARDIOVASCOLARE -

Di recente molta attenzione è stata posta sulla sicurezza cardiovascolare dei COXIB, fondamentalmente in seguito al ritiro dal commercio del rofecoxib ed ai problemi riscontratisi nell’utilizzo di altre molecole correlate.

Diverse evidenze sperimentali suggeriscono che la prostaciclina PGI2, prostanoide vasodilatatore ed antiaggregante le piastrine, sia in grado di limitare le conseguenze dell’attivazione piastrinica. La biosintesi della PGI2 è in gran parte COX-2-dipendente ed infatti, nei soggetti sani, i COXIB riducono l’escrezione urinaria dei metaboliti della PGI2 in modo simile ai FANS non selettivi ma diversamente da questi non inibiscono la biosintesi del trombossano TXA2, prostanoide vasocostrittore e pro-aggregante le piastrine. In altre parole i FANS non selettivi inibiscono sia la COX-1 piastrinica che la COX-2 endoteliale riducendo così sia la biosintesi di trombossano TXA2

(vasocostrittore e pro-aggregante piastrinico) che di prostaciclina PGI2

(vasodilatatrice ed antiaggregante piastrinica e dunque ateroprotettiva), al contrario i COXIB, inibendo selettivamente la COX-2 endoteliale, inibiscono selettivamente la biosintesi di prostaciclina PGI2 lasciando inalterata la biosintesi di trombossano TXA2.

Da ciò consegue il crearsi di uno sbilancio tra l’azione vasocostrittrice e l’azione vasodilatatrice nonché tra l’azione pro-aggregante piastrinica e l’azione antiaggregante piastrinica: le conseguenze cardiovascolari di questi effetti non sono ancora chiarissime ma è certo che la rottura dell’equilibrio non è priva di conseguenze.

Nello studio VIGOR (“Vioxx^® Gastrointestinal Outcomes Research”) è stata riportata un’incidenza di infarto acuto del miocardio significativamente più alta nei pazienti trattati con il rofecoxib rispetto a quelli trattati con un FANS non selettivo quale il naprossene, come appare evidente dal seguente grafico (Figura 24):

Figura 24 – STUDIO VIGOR: COMPLICANZE CARDIOVASCOLARI NELL’UTILIZZO DI ROFECOXIB E NAPROSSENE.

Diversi fattori possono aver concorso nell’aumentata incidenza di eventi cardiovascolari nei pazienti trattati con rofecoxib.

Recenti evidenze sperimentali e cliniche suggeriscono, da un lato, che il naprossene possa essere potenzialmente cardioprotettivo: infatti, per la sua lunga emivita e potenza nell’inibire la COX-1 piastrinica causa un effetto inibitorio del TXA2 piastrinico simile all’aspirina, seppur a dosi molto più elevate. Non si deve però, dall’altro lato, sottovalutare la possibilità che l’inibizione della PGI2, in presenza della biosintesi di TXA2 non modificata, da parte di un COXIB possa essere rischiosa in pazienti predisposti alla trombosi, venendo a mancare l’effetto protettivo antiaggregante piastrinico.

Non sottovalutabile è, infine, l’incidenza di ipertensione nei soggetti trattati con rofecoxib rispetto a quelli trattati con naprossene (Figura 25):

Figura 25 – STUDIO VIGOR: INCIDENZA DI IPERTENSIONE NELL’UTILIZZO DI ROFECOXIB E NAPROSSENE.

Pertanto, essendo ancora necessaria una maggiore informazione sugli effetti cardiovascolari degli inibitori selettivi della COX-2, pazienti con un fattore di rischio cardiovascolare medio-alto devono tenere in debito conto le evidenze sperimentali fin qui raggiunte e se possibile il COXIB va associato ad Aspirina^® in basse dosi al fine di sfruttare al meglio l’effetto antiaggregante piastrinico di questa in termini di prevenzione cardiovascolare.

L’incidenza di questi effetti e dunque la non certa sicurezza cardiovascolare dei COXIB riducono sensibilmente il vantaggio che questi farmaci offrono in termini di tossicità gastrointestinale rispetto ai FANS non selettivi, obbligando non solo ad approfondire clinicamente questi aspetti ma anche, al contempo, a percorrere nuove strade che indirizzino la terapia antiinfiammatoria verso molecole che da FANS non selettivi e COXIB prendano spunto per ciò che concerne l’efficacia terapeutica ma si mostrino scevri degli effetti avversi fin qui esaminati che tipicizzano il meccanismo d’azione della classe.

La priorità della riduzione della tossicità gastrointestinale ha costituito il fondamento di nuovi approcci per lo sviluppo di farmaci antiinfiammatori non steroidei portando alla progettazione di FANS rilascianti ossido nitrico (NO,

“nitric oxide”) con l’intento di sfruttare le caratteristiche proprietà gastroprotettive ed antiaggreganti piastriniche di questa importantissima e poliedrica molecola fisiologica, dando origine alla nuova classe di farmaci antiinfiammatori che andremo più avanti ad esaminare, i cosiddetti CINODs (“Cox Inhibiting Nitric Oxide Donors” o “Cox Inhibiting Nitric Oxide

Donators”, anche conosciuti come NO-NSAIDs, “Nitric Oxide Non Steroidal Anti Inflammatory Drugs”).

- OSSIDO NITRICO (NO): PROPRIETA’

GASTROPROTETTIVE, ANTIINFIAMMATORIE ED ANTIAGGREGANTI PIASTRINICHE -

L’ossido nitrico (NO, “nitric oxide”), propriamente identificabile col nome di ossido d’azoto, è una specie chimica reattiva di natura radicalica centrata sull’azoto e solo in epoca molto recente esso è stato individuato come uno dei più potenti mediatori biochimici che gli organismi viventi producono al loro interno al fine di controllare molte delle loro funzioni

È sicuramente degno di nota il fatto che a questa sostanza sia legato il premio Nobel 1998 per la Medicina/Fisiologia (attribuito, appunto, al ricercatore americano Louis Ignarro “per le sue scoperte riguardanti l’ossido nitrico come molecola segnale nel sistema cardiovascolare”) ed a riprova dell’eccezionalità di questa semplicissima molecola biatomica addirittura sei anni prima la prestigiosa rivista scientifica “Science” aveva eletto l’NO come “molecola dell’anno”.

L’NO è prodotto, insieme all’aminoacido L-citrullina, a partire dall’aminoacido L-arginina in una reazione multi-step con formazione dell’aminoacido intermedio N-idrossiarginina. La reazione è la seguente (Figura 26):

Figura 26 – FORMAZIONE DI L‐CITRULLINA ED OSSIDO NITRICO (NO) A PARTIRE DA L‐ARGININA.

Tale reazione è catalizzata dall’enzima ossido nitrico sintasi, qui mostrato (Figura 27):

Figura 27 – STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DELL’OSSIDO NITRICO SINTASI (NOS, “NITRIC OXIDE SYNTHASE”).

L’ossido nitrico sintasi (NOS, “nitric oxide synthase”) è un’enzima appartenente, così come le COX, alla classe delle ossido reduttasi e la struttura tridimensionale precedentemente mostrata permette di cogliere agevolmente anche la somiglianza strutturale che con le COX è condivisa dalla NOS.

E’ molto importante evidenziare che la NOS è l’unico enzima conosciuto in grado, per svolgere la sua attività, di possedere nell’insieme tra cofattori e gruppi prostetici FAD (flavin-adenin-dinucleotide), FMN (flavin- mononucleotide), eme, BH4 (tetraidrobiopterina) e calmodulina, necessitando inoltre di ossigeno O2 e, per l’attività a livello cerebrale, calcio Ca²⁺. La complessità della sua struttura e dei suoi cofattori rappresenta indizio anche della complessità e della varietà delle sue funzioni e dei ruoli che l’ossido nitrico da essa prodotto svolge, ruoli che più avanti prenderemo brevemente in esame al fine di meglio comprendere l’interesse che questa semplicissima molecola è stata in grado di attirare.

La reazione multifasica che coinvolge la NOS, i gruppi prostetici e tutti i componenti cofattoriali precedentemente riferiti è quindi estremamente complessa e sotto molti aspetti non del tutto ancora chiarita, certa è comunque nella maggior parte dei casi l’attivazione finale della forma citoplasmatica dell’enzima guanilato ciclasi ed il realizzarsi quindi dei seguenti eventi (che evidenzieremo più avanti) quali conseguenza di questa attivazione:

- aumento della concentrazione intracellulare del secondo messaggero GMPc (guanosina monofosfato ciclico) con conseguente riduzione della concentrazione

intracellulare di calcio Ca²⁺ per inibizione dell’ingresso di calcio Ca²⁺ nella cellula;

- attivazione dei canali del potassio K⁺ con conseguente iperpolarizzazione della membrana cellulare;

- stimolazione di una proteina chinasi GMPc-dipendente con conseguente attivazione di una fosfatasi (enzima appartenente alla famiglia delle idrolasi che catalizza la rimozione di gruppi fosfato) che nel muscolo provoca defosforilazione della catena leggera della miosina e conseguente rilassamento delle fibre muscolari.

Nella figura seguente possiamo raccogliere questi processi basilari (Figura 28):

La NOS è costituita da un omodimero nel quale ciascuna molecola presenta un dominio C-terminale ad azione reduttasica, contenente NADPH e FAD, ed un dominio N-terminale ad azione ossidasica, contenente eme, mentre in posizione centrale è situato il dominio di legame per la Ca-calmodulina (Ca-CAM). In modo semplificato la struttura può comprendersi come segue (Figura 29):

Figura 29 – SEMPLIFICAZIONE STRUTTURALE DELL’OSSIDO NITRICO SINTASI (NOS, “NITRIC OXIDE SYNTHASE”).

Come per la COX anche per quanto riguarda la NOS sono state identificate, isolate e clonate tre isoforme :

- un’isoforma costitutiva (nNOS o NOS-1), contenuta nei neuroni e nel muscolo scheletrico;

- un’isoforma inducibile (iNOS o NOS-2), presente in molti tipi cellulari (leucociti, endotelio, cellule muscolari lisce, miociti cardiaci, ecc.);

- un’isoforma costitutiva (eNOS o NOS-3), localizzata nell’endotelio, ma anche in piastrine, miociti cardiaci e neuroni dell’ippocampo.

Genericamente la dizione iNOS identifica l’unica isoforma inducibile (iNOS) mentre la dizione cNOS identifica e comprende sia l’isoforma costitutiva cerebrale (nNOS) sia l’isoforma costitutiva endoteliale (eNOS).

Le isoforme NOS-1 e NOS-3 oltre che costitutive sono calcio-sensibili, in quanto caratterizzate da una attività basale, che però viene modulata da Ca- CAM, che si comporta da “molecular switch”, mentre l’isoforma NOS-2 è inducibile e calcio-insensibile, dal momento che viene espressa solo dopo attivazione cellulare ed è attiva anche a basse concentrazioni di Ca²⁺, poiché la CAM rimane costantemente legata a NOS-2, comportandosi come una subunità dell’enzima. L’azione regolatrice di Ca-CAM sarebbe quella di causare una modificazione della conformazione della NOS, così da consentire l’interazione spaziale tra i domini N-terminale e C-terminale.

Le tre isoforme differiscono anche per la localizzazione intracellulare:

- NOS-1, nel tessuto nervoso, è localizzata nella membrana post-sinaptica, mentre nel muscolo scheletrico è associata con il citoscheletro, grazie alla interazione con il complesso della distrofina;

- NOS-2, inizialmente ritenuta enzima citoplasmatico, è risultata associata alla membrana plasmatica, sia pure in modo ancora indefinito;

- NOS-3 è situata nella membrana cellulare.

Molto importante è il ruolo dei recettori beta-adrenergici nella attivazione di NOS-3, attraverso la fosforilazione dell'enzima in Ser1177 ad opera di Akt/PKB (proteina chinasi B, una serina/treonina chinasi). Una volta prodotto, NO attraversa facilmente la membrana plasmatica delle cellule muscolari lisce e attiva la guanilato ciclasi, a cui consegue il rilasciamento della muscolatura e la vasodilatazione.

L’attivazione della guanilato ciclasi è dovuta al legame di NO con l’eme dell’enzima, per formare nitrossil-eme: questa interazione altera la conformazione dell’eme, dislocando il Fe⁺³ dal piano dell’anello porfirinico e rimuovendo l’inibizione che esso esercita sull’enzima. Il GMPc prodotto dalla guanilato ciclasi regola essenzialmente tre classi di molecole effettrici: 1) PK- GMPc (proteina chinasi-GMP ciclico); 2) PDE (fosfodiesterasi); 3) canali ionici GMPc-dipendenti.

La vasodilatazione, il più tipico effetto dell’NO, è il risultato della diminuzione della concentrazione del Ca⁺² intracellulare, dovuta,come abbiamo accennato, a:

- iperpolarizzazione della membrana plasmatica per attivazione della pompa Na⁺-ATPasi e dei canali del K⁺ attraverso la modulazione della loro fosforilazione da parte di PKG (proteina chinasi GMPc-dipendente):

l’iperpolarizzazione inibisce l’ingresso di Ca⁺² attraverso i canali VOC (voltaggio dipendenti);

- efflusso del Ca⁺² dalla cellula ad opera della pompa Ca⁺²-ATPasi e dello scambiatore Na⁺/Ca⁺² ;

- reuptake del Ca⁺² nel reticolo sarcoplasmatico per fosforilazione PKG- dipendente delle proteine IP3R (recettori per IP3, che si comportano da canali del Ca⁺²) e del fosfolambano (proteina regolatrice della Ca⁺²-ATPasi);

- ridotta sensibilità delle proteine contrattili al Ca⁺² mediata dall’intervento della PP-1M (protein fosfatasi 1M) che regola la fosforilazione della catena leggera della miosina.

Di estremo interesse è l’osservazione che in diverse condizioni fisiologiche e/o patologiche NO e prostanoidi operano cooperativamente e sinergicamente, ad esempio per inibire l’attivazione e l’aggregazione piastrinica rilassando il tono vascolare così da mantenere la fluidità del sangue ed il normale tono vascolare:

si ritiene che l’azione sia mediata dalla contemporanea attivazione di NOS-3 e COX-1, ad esempio in caso di stress endoteliale.

Pari attenzione è stata posta anche all’osservazione che NOS-2 e COX-2 vengono contemporaneamente indotte nei tessuti infiammati giocando così un ruolo innegabile nei disordini infiammatori e nei danni tissutali.

L’intricato legame di cooperazione tra COX e NOS non è ancora ben definito ma gli studi che via via si sono indirizzati in tal senso hanno contribuito al contempo a chiarire ruolo ed attività dell’NO nell’organismo.

Nei sistemi biologici, l’NO agisce come un importante messaggero intra- ed inter-cellulare regolando numerosissime funzioni, in primis quella dell’endotelio

vascolare con azione vasodilatatrice, anti-proliferativa, anti-trombotica ed anti- aterogena.

Infatti, in seguito ad adeguata stimolazione (meccanica o chimica, tipicamente da acetilcolina, bradichinine, serotonina, ADP) ed all’attivazione delle NOS, le cellule endoteliali producono l’NO che, in parte, diffonde nel compartimento ematico, riducendo l’aggregabilità delle piastrine e l’adesività dei leucociti alle pareti dei vasi sanguigni, e, in parte, raggiunge la sottostante muscolatura liscia vascolare inducendone il rilasciamento. I conseguenti effetti anti-aggreganti, anti-infiammatori ed anti-ipertensivi sono ritenuti di grande importanza nella prevenzione dell’aterosclerosi. D’altronde, i famosi nitriti esteri e la stessa nitroglicerina sublinguale (Carvasin^®), ampiamente usati come anti-anginosi decenni prima della “scoperta” dell’NO, sono, in realtà, dei “donatori” di questo mediatore ed è relativamente recente, come vedremo, la messa a punto delle nitro-aspirine, derivati “nitrati” dell’acido acetilsalicilico in grado di rilasciare NO a livello periferico, nonché di altri nitro-farmaci. Rimanendo nell’ambito della farmacologia cardiovascolare, giova anche sottolineare che il sildenafil (Viagra^®) agisce “prolungando” la durata d’azione dell’NO a livello dei corpi cavernosi del pene (attraverso l’inibizione della fosfodiesterasi di tipo 5, o 5- PDE, responsabile della degradazione del GMPc), contribuendo in questo modo a migliorare la funzione erettile, variamente compromessa nell’impotenza maschile.

Oltre all’effetto primario sull’endotelio, all’NO è riconosciuto un ruolo determinante di mediatore biochimico in numerose funzioni, a livello cerebrale (ad esempio controllo dell’apprendimento e della memoria), gastrointestinale (ad esempio modulazione delle secrezioni e della motilità), respiratorio (ad esempio modulazione del tono della muscolatura liscia bronchiale) e renale (ad esempio autoregolazione del flusso ematico).

All’NO, in quanto radicale, è anche attribuita un’importante funzione di difesa nei confronti delle infezioni batteriche e, probabilmente, nel controllo della crescita dei tumori. A questo proposito occorre aggiungere, comunque, che condizioni di aumentato stress ossidativo (ad esempio eccessiva produzione di anione superossido) comportano la conversione dell’NO in perossinitrito, una forma radicalica alla quale è legata la tossicità del mediatore primario.

Dopo che ha agito, l’NO viene trasformato in una serie di derivati, quali i nitriti ed i nitrati, che si accumulano, in funzione della quantità del mediatore primario prodotto, nel sangue ed in altri fluidi extracellulari per poi essere definitivamente allontanati dall’organismo attraverso le urine. Infatti, numerosi studi sperimentali e clinici hanno documentato che i livelli plasmatici ed urinari di nitriti/nitrati correlano abbastanza bene con la produzione “endogena” di NO, anche dopo particolari terapie.

Poiché la ridotta biodisponibilità dell’NO è ritenuta responsabile dell’insorgenza e/o dell’aggravamento di numerose quanto diffuse e temibili malattie, quali l’ipertensione arteriosa e l’aterosclerosi, numerosi studi (pur dubbi in alcuni

casi) hanno valutato la possibilità di aumentare la sintesi endogena del mediatore centrato sull’azoto attraverso l’integrazione alimentare.

Passaggio molto più evoluto, al fine di sfruttare tutti i benefici dell’NO, è quello d’incorporare la molecola dell’NO (tramite l’inserimento di un opportuno gruppo chimico in grado di rilasciarlo durante il metabolismo, generalmente ONO2) in un farmaco affinchè possa essere rilasciata di pari passo al farmaco stesso, esplicando così non solo i suoi effetti ma compensando e diminuendo eventualmente anche gli effetti collaterali del farmaco che la legava.

Questo meccanismo di fondo è stato sfruttato per progettare la nuova categoria di farmaci antiinfiammatori non steroidei di cui andremo a parlare, i CINODs (“Cox Inhibiting Nitric Oxide Donors” o “Cox Inhibiting Nitric Oxide Donators”, anche conosciuti come NO-NSAIDs, “Nitric Oxide Non Steroidal Anti Inflammatory Drugs”), con lo scopo primario di limitare i principali effetti collaterali dei FANS non selettivi e dei FANS selettivi COX-2 (COXIB) a livello gastrointestinale e cardiovascolare, ambiti critici di queste classi farmaceutiche.

- CINODs (“Cox Inhibiting Nitric Oxide Donors”):

FARMACI ANTIINFIAMMATORI NON STEROIDEI DONATORI DI OSSIDO NITRICO (NO) -

Sebbene l’utilizzo di molecole atte a rilasciare NO sia prassi consolidata da anni nel trattamento dell’angina (con tipici nitro-vasodilatatori quali nitroglicerina, isosorbide dinitrato o isosorbide 5-mononitrato solo per citarne alcuni) lo studio

di principi attivi che leghino NO o gruppi atti a rilasciarlo nell’ambito di terapie antiinfiammatorie (ed in molti altri ambiti verso i quali le ricerche stanno puntando, ad esempio il trattamento del diabete e della colesterolemia od anche le terapie oftalmiche, ogni attività dell’NO in determinate funzioni fisiologiche può essere sfruttata per progettare molecole donatrici di NO che puntino a queste funzioni) è frutto di ricerche molto recenti e con ampie promesse che ben lasciano sperare circa la reale riduzione delle principali reazioni avverse dei classici FANS e COXIB.

Molti composti negli ultimissimi anni sono stati progettati con queste intenzioni e la lista di CINODs (“Cox Inhibiting Nitric Oxide Donors” o “Cox Inhibiting Nitric Oxide Donators”), o NO-NSAIDs, oggetto di ricerca è ben folta, tuttavia i progressi più avanzati nelle varie fasi cliniche riguardano due molecole che stando alla bontà dei trial clinici fin qui eseguiti rappresenteranno un concentrato di innovazione e rivoluzione nella classe dei farmaci antiinfiammatori non steroidei:

- la nitro-aspirina (nota come NCX-4016 o NO-aspirina o NO-ASA considerando il principio attivo acido acetilsalicilico, giunta in fase II di sperimentazione clinica e quindi con ancora tempi lunghi prima di ottenere risposte mirate circa il suo valore terapeutico ma comunque con eccellenti risultati clinici già emersi);

- il nitro-naprossene (noto come naproxcinod o HCT-3012 o NO-naprossene, giunto al superamento della fase III di sperimentazione clinica e con presumibile

richiesta di NDA, “New Drug Application”, alla FDA nella prima metà del 2009 per successiva commercializzazione nel 2010).

Entrambe le molecole, come si desume dalla loro denominazione, sono derivate (tramite esterificazione) di FANS classici (Aspirina^® e naprossene) la cui struttura chimica è stata adattata, come vedremo tra breve, al nuovo gruppo funzionale introdotto per il rilascio dell’NO, appunto il gruppo ONO2 .

Fondamentale ai fini del raggiungimento di questo scopo è la catena (“linker” o

“spacer”) che lega il gruppo ONO2 alla molecola madre (ottendendosi pertato la struttura basilare della molecola del tipo FANS-SPACER-ONO2 , laddove nel caso di altre classi terapeutiche si lavorerà su molecole del tipo FARMACO- SPACER-ONO2), catena da cui dipendono caratteristiche farmacologiche e farmacocinetiche fondamentali del farmaco quali, oltre all’ovvio rilascio dell’NO, la cinetica di tale rilascio, il tempo necessario per la rottura della catena e dunque per il rilascio dell’NO, nonché la formazione dei metaboliti e la forza del legame alle proteine plasmatiche. Infatti, pur essendo a seguito del distacco dell’NO la molecola residua praticamente identica al FANS classico da cui deriva (essendo il CINOD fondamentalmente una molecola del tipo FANS- NO in grado di scindersi a seguito del metabolismo in FANS + NO), il comportamento della molecola non è chiaramente paragonabile ad FANS come non lo sono le caratteristiche fondamentali a livello fisiologico, avendo il CINOD caratteristiche tali che vanno molto oltre la semplice combinazione tra farmaco ed ossido nitrico in quanto tale combinazione conferisce alla molecola

proprietà tipiche e distintive, sia per la presenza dello “spacer” che dell’NO, proprietà che ne fanno a tutti gli effetti una nuova entità chimica che come tale deve attraversare tutte le fasi della sperimentazione clinica.

In via generale la struttura FANS-SPACER-ONO2 di un CINOD è, dunque, così rappresentabile (Figura 30):

Figura 30 – STRUTTURA GENERALE DI UN CINOD.

L’effetto di base che si ottiene a seguito dell’introduzione del farmaco nell’organismo, considerando tale effetto con la massima semplificazione, è quello dell’azione sinergica tra il FANS madre e la molecola dell’NO, così rappresentabile (Figura 31):

Figura 31 – A) METABOLISMO DELLA MOLECOLA DEL CINOD E SCISSIONE IN FANS (NSAID) ED NO; B) LIVELLI DI NITRATI E  NITRITI NEL PLASMA DOPO SOMMINISTRAZIONE DEL CINOD.

Il CINOD viene metabolizzato dalle esterasi (principalmente nel fegato e nel plasma) e scisso nel FANS (NSAID) madre e nello “spacer” legante l’NO, l’ulteriore metabolismo di questo porta alla liberazione dell’NO ed al suo rilascio prolungato nell’organismo con un picco plasmatico che viene raggiunto dopo diverse ore dalla somministrazione del farmaco necessitando la liberazione dell’NO appunto una serie sequenziale di metabolismi, permettendo questo fatto di comprendere quanto detto in precedenza circa l’importanza dello “spacer” nel conferire proprietà fondamentali al CINOD.

Considerandosi questo l’effetto di base esistono poi effetti e proprietà tipiche di ogni molecola che vedremo dettagliatamente trattando gli specifici CINOD nelle pagine che seguono, effetti e proprietà per i quali i trial clinici hanno permesso di delineare tratti ben precisi sotto diversi profili e con rigore.

- CINOD: NITRO-ASPIRINA (NCX-4016) -

La nitro-aspirina, o NCX-4016, chimicamente corrisponde al 2-(acetil-ossi)-3- [(nitrossi)metil]fenil-estere dell’acido benzoico, risultando dunque chimicamente correlata all’acido 2-acetossibenzoico (acido acetilsalicilico o Aspirina^®). La parentela ben si evince nelle strutture chimiche (Figura 32):

Figura 32 – CONFRONTO DELLE STRUTTURE CHIMICHE DI: A) ASPIRINA^®; B) NCX‐4016.

La sintesi dell’NCX-4016 si svolge come segue (Figura 33):

Figura 33 – SINTESI DELL’NCX‐4016.

L’acido acetilsalicilico 1 è convertito nel cloruro acilico 2 tramite cloruro di tionile in diclorometano in presenza di piridina e quindi il cloruro acilico 2 viene condensato con p-HOPhCHO, m-HOPhCHO ed o-HOPhCHO in diclorometano in presenza di trietilammina ottenendo i corrispondenti isomeri di posizione 3; la funzione aldeidica degli isomeri di posizione 3 viene ridotta a funzione alcoolica 4 tramite idrogenazione catalitica con H2/Pd/C in AcOEt e quindi trasformata in funzione alogenata 5 con SOCl2. Il prodotto finale NCX-4016 è ottenuto per nitrazione di 5 con AgNO3 in CH3CN. Lo “spacer” è rappresentato dal gruppo PhCH2 .

I principali metaboliti dell’NCX-4016 sono i seguenti (Figura 34):

Figura 34 – NCX‐4016 E SUOI METABOLITI.

L’azione dell’NCX-4016 si esplica dunque per attivazione metabolica e degni di attenzione tra i metaboliti sono l’acido acetilsalicilico (Aspirina^®) ed il 3- (nitrossi-metil)-fenolo (NCX-4015).

Le maggiori evidenze avute dai trial clinici finora effettuati sull’NCX-4016 sono le seguenti:

- l’NCX-4016 agisce come inibitore diretto ed irreversibile della COX-1 in modo simile all’Aspirina^® e con una percentuale d’inibizione solo leggermente inferiore (Figura 35):

Figura 35 – INIBIZIONE DI COX‐1 E COX‐2 DA PARTE DELL’ASPIRINA^®, DELL’NCX‐4016 E DEL SUO METABOLITA NCX‐4015.

La presenza dello “spacer” e del gruppo donatore di NO rendono la cinetica d’inibizione dell’NCX-4016 più lenta rispetto a quella dell’Aspirina^®, i metaboliti sono inattivi come inibitori della COX-1 ma è degno di attenzione il

fatto che l’inibizione della COX-2 risulta più elevata nell’NCX-4016 che nell’Aspirina^®;

- il danno gastrico prodotto dall’NCX-4016 è estremamente inferiore a quello prodotto dall’Aspirina^® e questo effetto può ricondursi al rilascio dell’NO ed al ruolo gastroprotettivo che esso è in grado di svolgere, ottenendo così conferma della possibilità di ottenere farmaci antiinfiammatori non steroidei privati della loro principale reazione avversa a livello gastrico (Figura 36):

Figura  36  –  CONFRONTO  DEL  DANNO  GASTRICO  PROVOCATO  DALL’ASPIRINA^®  (ASA,  “ACIDO  ACETILSALICILICO”)  E  DALL’NCX‐4016 IN UNA SINGOLA DOSE E IN 5 DOSI GIORNALIERE.

- a differenza dei classici farmaci donatori di ossido nitrico (quali gli antianginosi) l’NCX-4016 non produce rapida e non controllata vasodilatazione con conseguente caduta della pressione sanguigna, il lento rilascio dell’NO

“pilotato” dallo “spacer” consente infatti di distribuire nel tempo l’assorbimento della molecola;

- a differenza dell’Aspirina^® l’NCX-4016 non aggrava gli stati ipertensivi ma è piuttosto in grado di esercitare effetto antiipertensivo soprattutto grazie al rilascio di NO, questa caratteristica, unita all’effetto anti-trombotico che pure caratterizza l’NCX-4016, ne suggerisce un utilizzo sicuro nei pazienti ipertesi costituendo una valida alternativa all’Aspirina^®;

- a differenza dell’Aspirina^® l’NCX-4016 non interagisce con i COXIB (ad esempio celecoxib) nell’aggravare il danno gastrico durante la contemporanea somministrazione dei composti (Figura 37);

Figura  37  –  CONFRONTO  DEL  DANNO  GASTRICO  PROVOCATO  DALL’ASPIRINA^®  (ASA,  “ACIDO  ACETILSALICILICO”)  E  DALL’NCX‐4016 A VARI DOSAGGI, SINGOLARMENTE ED IN ASSOCIAZIONE CON COXIB (CELECOXIB).

- l’NCX-4016 è in grado di inibire non solo la cicloossigenasi (COX) ma anche la lipoossigenasi (LOX), attività tipicamente propria dei farmaci antiinfiammatori steroidei;

- l’NCX-4016 mostra un’attività anti-piastrinica superiore a quella dell’Aspirina^®, essendo in grado d’inibire sia l’adesione piastrinica sia l’aggregazione piastrinica dovuta alla trombina sulla quale l’Aspirina^® non ha effetto in quanto non dipendente dalla COX;

- l’NCX-4016 mostra effetto anti-trombotico superiore all’Aspirina^® in quanto oltre ad inibire la sintesi di trombossano (TX) dai monociti attivati (in maniera analoga all’Aspirina^®) è in grado d’inibire in maniera concentrazione- dipendente il rilascio di alcune citochine (TNFα, “Tumor Necrosis Factor

Alpha”, ed IL-6, “Interleuchina-6”) coinvolte nell’iniziazione e nel progresso di trombosi ed aterosclerosi, laddove l’Aspirina^® non ha alcun effetto;

- l’NCX-4016 riduce l’attività del “Tissue Factor” (TF), parimenti coinvolto in trombosi ed aterosclerosi ed ugualmente non sensibile all’Aspirina^®;

- l’NCX-4016 è in grado d’inibire la caspasi-1 (o ICE, “IL-1β converting enzyme”), enzima fondamentale per la maturazione ed il rilascio di due citochine pro-infiammatorie (ovvero le interleuchine IL-1β ed IL-18) rilasciate

dai macrofagi e coinvolte nella maggior parte dei processi infiammatori, profilandosi pertanto un ulteriore bersaglio nell’attività antiinfiammatoria della molecola (Figura 38):

Figura 38 – INIBIZIONE DELL’ENZIMA CASPASI DA PARTE DELL’NCX‐4016.

- alcune evidenze sperimentali suggeriscono un possibile effetto antineoplastico dell’NCX-4016, sulla base dell’inibizione combinata dei lipidi bioattivi derivati da COX-1 e COX-2 (quali la PGE2) stimolanti la migrazione cellulare, la proliferazione cellulare e la neo-vascolarizzazione associate ai tumori e sulla base delle proprietà antiinfiammatorie e anti-proliferative dell’NO che promuovono l’inibizione della crescita delle cellule tumorali, la prevenzione dell’angiogenesi e l’induzione dell’apoptosi nelle cellule neoplastiche.

Le maggiori proprietà farmacologiche dell’NCX-4016 ottenute dalle sperimentazioni cliniche a livello antiinfiammatorio e cardiovascolare e

dall’Aspirina^® possono essere evidenziate nelle seguenti tabelle che riassumono quanto discusso sinora:

- principali parametri dell’attività antiinfiammatoria dell’NCX-4016 confrontati con la medesima attività posseduta o non posseduta dall’Aspirina^® (Figura 39):

Figura  39  –  CONFRONTO  TRA  I  PRINCIPALI  EFFETTI  ANTIINFIAMMATORI  DELL’NCX‐4016  E  DELL’ASPIRINA^® (ASA,  “ACIDO  ACETILSALICILICO”).

- principali parametri dell’attività cardiovascolare dell’NCX-4016 confrontati con la medesima attività posseduta o non posseduta dall’Aspirina^® (Figura 40):

Figura  40  –  CONFRONTO  TRA  I  PRINCIPALI  EFFETTI  CARDIOVASCOLARI  DELL’NCX‐4016  E  DELL’ASPIRINA^® (ASA,  “ACIDO  ACETILSALICILICO”).

- CINOD: NITRO-NAPROSSENE (NAPROXCINOD) -

Il naproxcinod (o nitro-naprossene o NO-naprossene o HCT-3012 o AZD-3582), chimicamente corrisponde al 4-nitrossibutil-(2S)-2-(6-metossinaftalen-2-il)- propanoato, risultando dunque chimicamente correlato al naprossene o (+)-(S)-

2-(6-metossinaftalen-2-il)-propanoato. Lo “spacer” tipico del CINOD e legante il gruppo ONO2 necessario al rilascio di ossido nitrico è costituito da un gruppo nitrossibutil estere. La parentela è ben evidente nelle strutture chimiche (Figura 41):

Figura 41 – CONFRONTO DELLE STRUTTURE CHIMICHE DI: A) NAPROXCINOD; B) NAPROSSENE.

L’azione del naproxcinod, similmente all’NCX-4016, si esplica per attivazione metabolica a livello epatico e plasmatico ad opera di esterasi che permettono il rilascio di naprossene ed ossido nitrico (NO).

Le evidenze generali ottenute dai trial clinici sul naproxcinod sono le seguenti:

- il naproxcinod ha un miglior profilo di tolleranza gastrointestinale rispetto al naprossene, essendosi evidenziato nel naproxcinod un numero di erosioni gastroduodenali tre volte minore che nel naprossene e risultando oltre metà dei pazienti trattati con naproxcinod addirittura privi di erosioni; inoltre il naprossene aumenta la permeabilità intestinale mentre questa caratteristica non è stata riscontrata nel naproxcinod; ciò conferma come nel caso dell’NCX-4016 la possibilità di ottenere farmaci antiinfiammatori non steroidei privati della loro principale reazione avversa a livello gastrico sfruttando le proprietà

gastroprotettive dell’NO che viene rilasciato durante il metabolismo del farmaco, rilascio che anche nel caso del naproxcinod avviene lentamente permettendo un’azione prolungata e duratura e quindi un notevole protrarsi degli effetti dell’ossido nitrico rilasciato; il confronto dell’incidenza di erosioni nel naproxcinod e nel naprossene è visualizzabile nel grafico sottostante (Figura 42):

Figura  42  –  CONFRONTO  DELL’INCIDENZA  DI  EROSIONI  NEL  TRATTAMENTO  CON  NAPROXCINOD  (AZD‐3582)  E  NAPROSSENE.

- il naproxcinod non provoca aumento di pressione come il naprossene ed inoltre non aggrava stati ipertensivi preesistenti mostrando così rispetto al naprossene un assai migliore profilo pressorio che ne permette l’utilizzo in terapia anche in pazienti con disturbi cardiovascolari aggiungendo alla sicurezza gastrointestinale mancante nei classici FANS non selettivi anche la sicurezza cardiovascolare mancante nei FANS selettivi COX-2 (COXIB) (Figura 43):

Figura  43  –  CONFRONTO  DELL’AUMENTO  PRESSORIO  NEL  TRATTAMENTO  CON  NAPROXCINOD  E  NAPROSSENE  NEL  PERIODO TEMPORALE DI RIFERIMENTO DI 4 SETTIMANE.

- il naproxcinod si è dimostrato efficace nel trattare il dolore con profilo analgesico superiore ai COXIB ed inoltre la sua efficacia nell’osteoartrite dell’anca e nell’osteoartrite del ginocchio si è rivelata migliore di quella del

naprossene mostrando al contempo miglior tolleranza gastrointestinale e miglior sicurezza cardiovascolare con miglior profilo pressorio.

Il naproxcinod ha superato tutte le fasi cliniche necessarie a valutare i criteri farmacologici e di sicurezza necessari per garantire l’applicazione terapeutica e per ottenere l’autorizzazione all’immissione in commercio per il trattamento dell’osteoartrite, nell’osservazione che oltre 70 milioni di persone tra Europa ed USA soffrono di osteoartrite ed oltre il 50% di essi risultano ipertesi, assumendo così grande importanza la possibile disponibilità di un farmaco efficiente sotto il profilo terapeutico e sicuro sotto il profilo della tolleranza gastrointestinale e della sicurezza cardiovascolare (Figura 44):

Risulta pertanto molto interessante evidenziare il percorso degli studi di fase clinica III (studi 301, 302, 303 e 304, tutti in doppio cieco e confrontati con placebo e naprossene):

- lo studio 301 è stato condotto in 92 cliniche per 13 settimane coinvolgendo 918 pazienti con osteoartrite del ginocchio e valutando la sicurezza clinica, l’efficacia terapeutica nonché il profilo pressorio del farmaco rispetto al naprossene (500 mg/bid, “bis in day”) ed al placebo, dimostrando l’efficacia e la sicurezza del naproxcinod (375 mg/bid e 750 mg/bid) nella patologia e suggerendo che il naproxcinod non interviene nell’innalzare la pressione sanguigna (Figura 45);

Figura 45 – SUPERIORE EFFICACIA E SICUREZZA DEL NAPROXCINOD RISPETTO A NAPROSSENE E PLACEBO UTILIZZANDO GLI  INDICI WOMAC DELL’OSTEOARTRITE.

- lo studio 302 è stato condotto in 150 cliniche per 53 settimane coinvolgendo 1020 pazienti con osteoartrite del ginocchio e valutando la sicurezza clinica, l’efficacia terapeutica nonché il profilo pressorio del farmaco rispetto al naprossene (500 mg/bid) ed al placebo, dimostrando l’efficacia e la sicurezza del naproxcinod (375 mg/bid e 750 mg/bid) nella patologia e suggerendo che il naproxcinod non interviene nell’innalzare la pressione sanguigna;

- lo studio 303 è stato condotto in 120 cliniche coinvolgendo 810 pazienti con osteoartrite dell’anca e valutando la sicurezza clinica, l’efficacia terapeutica nonché il profilo pressorio del farmaco rispetto al naprossene (500 mg/bid) ed al placebo, dimostrando l’efficacia e la sicurezza del naproxcinod (750 mg/bid) nella patologia e suggerendo che il naproxcinod non interviene nell’innalzare la pressione sanguigna;

- lo studio 304 riassume i risultati degli studi 301, 302 e 303 valutando soltanto il profilo pressorio del naproxcinod e confermando che il farmaco non provoca aumenti di pressione mantenendosi ai livelli del placebo, in contrasto con l’aumento di pressione tipico del naprossene, confermando così l’efficienza del farmaco sotto il profilo cardiovascolare (Figura 46).

Figura  46  –  IMPATTO  SULLA  PRESSIONE  SANGUIGNA  SISTOLICA  E  DIASTOLICA  DEL  NAPROXCINOD  IN  CONFRONTO  CON  NAPROSSENE E PLACEBO.

- CONCLUSIONI -

Allo stato attuale delle conoscenze la terapia antiinfiammatoria non può in alcun modo prescindere dall’inibizione delle cicloossigenasi e quindi dall’utilizzo di farmaci antiinfiammatori non steroidei (FANS) sia di tipo non selettivo che di tipo selettivo come i COXIB, mettendo però in evidenza i limiti dovuti alle reazioni avverse che questi farmaci hanno negli ambiti della tollerabilità gastrointestinale, renale, epatica e cardiovascolare, limiti che spesso sono di serio intralcio nella progressione della terapia antiinfiammatoria.

Le scoperte susseguitesi nelle proprietà fisiologiche della semplicissima molecola dell’ossido nitrico (NO) e l’intuizione che tali proprietà potessero essere applicate ai FANS, soprattutto in termini di sicurezza gastrointestinale e

cardiovascolare, con la successiva progettazione dei CINODs (“Cox Inhibiting Nitric Oxide Donors” o “Cox Inhibiting Nitric Oxide Donators”) e l’individuazione delle loro caratteristiche derivanti dal possesso sia della molecola del FANS che di quella dell’NO, hanno permesso di maturare la convinzione che i limiti di FANS e COXIB possano essere superati.

La nuova entità chimica e farmacologica del CINOD ed i risultati incoraggianti ottenuti dai trial clinici di due tra le molecole più innovative e promettenti appartenenti alla classe (la nitro-aspirina o NCX-4016, ed il nitro-naprossene o naproxcinod) permettono ora di guardare sotto nuova luce al futuro assai prossimo della terapia antiinfiammatoria, prospettandosi l’apertura di una nuova era terapeutica che possa cancellare le ombre portate negli anni da FANS e COXIB ed offrire nuove speranze ai milioni di persone per cui tale terapia è indispensabile, vista la purtroppo enorme diffusione delle patologie infiammatorie collegate alla via dell’acido arachidonico ed alle COX.

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