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NO DONORS E RISULTATO ISCHEMICO
Oltre agli effetti negativi, l’NO possiede effetti citoprotettivi in quanto a bassa concentrazione (nell’ordine di nM) possiede un azione anti-apoptotica .
I meccanismi sono vari (fig.16):
-Induzione delle proteine da stress. L’ NO può ossidare il glutatione ridotto
(GSH) intracellulare e riducendo i livelli di tale antiossidante all’interno della cellula, provoca così stress ossidativo o nitrosativo.
ATTIVITà ANTIOSSIDANTE GLUTATIONE:
2 GSH + ROOH GSSG + ROH +H2O
2 GSH + H2O2 GSSG +2 H2O
Il glutatione è uno dei più importanti agenti antiossidanti espressi dall’organismo. La sua azione è rilevante contro i radicali liberi o molecole come perossido di idrogeno, nitriti, nitrati, benzoati e altre. Svolge un'importante azione nel globulo rosso, proteggendo tali cellule da pericoli ossidativi che causerebbero l'emolisi. Elemento importante per il suo funzionamento è il NADPH. Tale molecola è un derivato della vitamina PP (acido nicotinico) e funziona da cofattore ossido-riduttivo dell'enzima glutatione reduttasi (o GSR). L'enzima rigenera il glutatione ossidato (o GSSG) attraverso gli elettroni ceduti dal NADPH, che vengono trasferiti sul GSSG rigenerando il glutatione ridotto (o GSH).
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La riduzione dei livelli di GSH induce la produzione di proteine da shock termico (HSP) come la HSP32 e la HSP70, note proteine antiapoptotiche. Esse infatti sembrano mediare l’inibizione dell’attivazione delle caspasi (direttamente o indirettamente), attraverso il sequestro del citocromo c rilasciato nel citosol.
-Accumulo del GMPc. L’NO è in grado di stimolare l’attività della GCs ed
indurre l’accumulo del secondo messaggero GMPc. Il GMPc induce un calo della concentrazione del Ca2+ intracellulare che rappresenta un segnale chiave nell’instaurarsi del processo apoptotico. I meccanismi molecolari alla base dell’inibizione dell’apoptosi NO/GMPc-dipendente coinvolgono l’attivazione delle protein-chinasi e l’inibizione dell’attivazione delle caspasi [70].
Soppressione dell’attività delle caspasi. Tutte le caspasi presentano nel sito
catalitico una cisteina che risulta essere essenziale per l’attività. L’NO inattiva le caspasi attraverso la S-nitrosilazione di quella cisteina prevenendo così l’attivazione anomale delle caspasi.
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-Inibizione del rilascio del citocromo c. Un altro sistema di inattivazione delle
caspasi consiste nel controllo del rilascio del citocromo c. [71]. L’NO sembra direttamente coinvolto nell’inibizione del rilascio del citocromo c nel citosol.
Numerosi studi hanno consolidato l’importanza dell’attivazione delle caspasi nelle malattie acute (ischemia, infarto) e in quelle croniche (Morbo di Parkinson, Morbo di Alzheimer, Morbo di Huntington). Tale effetto è stato osservato anche nell’ischemia indotta da danno cerebrale, in quanto le caspasi giocano un ruolo centrale nella morte neuronale dopo ischemia cerebrale. L’inibizione delle caspasi, avendo come obiettivo quello di ridurre la morte cellulare e quindi il tessuto danneggiato, è considerato un buon trattamento farmacologico in quanto il danno cerebrale si riduce dopo induzione di ischemia. La scoperta del ruolo biologico dell’NO ha fornito le basi per comprendere il meccanismo d’azione di farmaci donatori di ossido nitrico ed ha suggerito anche di affiancare all’uso di questi farmaci una terapia a base di L-arginina, fornendo quindi il substrato metabolico per generare endogeneticamente NO. La L-arginina però non ha ottenuto buoni risultati e ciò può essere dovuto all’abilità di essa di incrementare l’NO attraverso percorsi dannosi, come pure benefici, dal momento che essa potenzialmente accresce l’NO attraverso tutti e tre le isoforme della NOS. In maniera interessante, i pazienti con ictus ischemico acuto hanno livelli più bassi di L-arginina nel plasma e nel CSF (fluido cerebro spinale), e concentrazioni basse fanno la loro comparsa in associazione con danni cerebrali maggiori [72]. Seguendo l’ischemia sperimentale, sono stati investigati i nitrati organici, il sodio nitroprussiato, sidnone immina, gli S-nitrosotioli, i NONOati (diazeniumdiolati) e pure i donatori ibridi NO (fig.17) . Molti mostrano beneficio, sebbene entro una finestra temporale terapeutica relativamente breve. I donatori NO hanno rivelato dei risultati promettenti in seguito all’ischemia sperimentale (nitroaspirina; [73]), ma il loro inserimento nella pratica clinica non è ancora avvenuto.
48 Nitroglicerina S-nitrosotiolo Dietilammina NONOates 3-morpholinosydnonimine S-nitroso-N-acetilpenicillamine
Fig.17: Donatori di ossido nitrico
Il fatto che gli esteri nitrati e gli S-nitrosotioli rappresentino la parte attiva di molti donatori di NO, ha suggerito la manipolazione chimica di composti già esistenti mediante l’opportuna introduzione di questi gruppi. Un esempio largamente studiato è quello di unire farmaci antiinfiammatori non steroidei (FANS) con
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gruppi NO-donors. I FANS presentano un effetto gastrolesivo che spesso limita l’impiego. Tale effetto può essere controllato grazie all’azione citoprotettiva dell’NO. Gli NO-FANS rappresentano una nuova classe di farmaci in fase di sviluppo, per il trattamento di svariate patologie. In seguito a somministrazione si verifica un’idrolisi enzimatica che porta alla liberazione del FANS di partenza e ad un rilascio di NO. Grazie a questo approccio sono stati cosi ottenuti nuovi antiinfiammatori donatori di NO, denominati NO-NSAID (a nitric oxide-releasing nonsteriodal antiinflammatory) che risultano essere meno gastrolesivi dei FANS classici, grazie all’attivazione del microcircolo e all’inibizione di alcuni dei processi infiammatori.
Gli NO-FANS, originariamente progettati per il trattamento dell’artrite, come l’NO-flurbiprofene, HCT-1026 (23), sono stati ampiamente studiati anche per il trattamento di processi infiammatori coinvolti nelle patologie neurodegenerative come il morbo d’Alzheimer. Il flurbiprofene è un FANS che inibisce la COX e l’attivazione dei monociti; oltre alla sua attività antiinfiammatoria questo farmaco ha la capacità di ridurre i livelli di Aβ1-42 neurotossico che si accumula a livello
cerebrale durante l’Alzheimer [74]. L’R-flurbiprofene è stato selezionato per esperimenti clinici perché, essendo un isomero COX inattivo, possiede una gastrotossicità attenuata; la sicurezza eccellente e i bassi livelli nel plasma di Aβ
1-42 sono stati riportati in associazione con gli elevati livelli plasmatici del farmaco
[75].
Gli NO-FANS presentano un miglior profilo farmacologico rispetto ai FANS. Attualmente l’NO-flurbiprofene è in fase di studio per il trattamento dell’ischemia cerebrale [76]
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Flurbiprofene
