Пентозан полисулфатът инхибира атеросклерозата при наследствени от Watanabe хиперлипидемични зайци
абстрактно
Хепаринът и хепариноподобните молекули намаляват клетъчната пролиферация, увеличават производството на извънклетъчен матрикс в няколко клетъчни типа и намаляват секрецията на матрични металопротеинази (MMP) in vitro. 1, 2, 3, 4 Натрупването на получени от макрофаги пенопластни клетки в атеросклеротични плаки корелира с повишено освобождаване на тумор некротизиращ фактор α (TNF α) и MMPs, 5, 6, които влияят на съдовото ремоделиране и разкъсването на плаката и по този начин предизвикват остри усложнения може като нестабилна стенокардия и остър миокарден инфаркт. 7, 8, 9, 10, 11
Пентозан полисулфатът (PPS) е перорален хепариноидоподобен препарат, който по същество няма антикоагулантно действие и е одобрен за лечение на интерстициален цистит. По-рано установихме, че лечението с PPS предотвратява развитието на хронични възпалителни лезии и хистологични лезии при 5/6 нефректомирани плъхове. 13 Открихме също така, че PPS намалява мезангиалната клетъчна пролиферация in vitro, 14 човешки съдови гладкомускулни клетки, получени от съдови присадки, 15 и гладкомускулни клетки, получени от интерстициум на простатата. 16 В допълнение, PPS увеличава секрецията на MMP-2 и стимулира производството на тъканни инхибитори на металопротеиназа (TIMP) -1 и отделянето на TIMP-3 от повърхността на мезангиалните клетки. 14-ти
В това проучване ние изследвахме ефекта от пероралното лечение с PPS върху прогресията на установените атеросклеротични лезии при зайци Watanabe с наследствена хиперлипидемия (WHHL). 17 Проучихме ефекта на PPS върху установени атеросклеротични лезии като най-клинично значимия и строг тест за ефективността на PPS.
РЕЗУЛТАТИ
Прогресия на установените атеросклеротични лезии
Активност на матричната металопротеиназа (ММР) в моноцитни макрофаги. U937 човешки промоноцитни клетки или човешки периферни кръвни производни моноцити (PBMs) в среда RPMI, допълнена с 10% фетален говежди серум (FBS), са приложени в присъствието или отсъствието с 10 ng/ml тумор некротизиращ фактор? (TNFα) стимулира пентозан полисулфат (PPS) (100 µg/ml) или хепарин (100 µg/ml), 3 h при 37 ° C и след това 16 h в 0,1% говежди серумен албумин (BSA ) - среда без серум, инкубирана за -18 часа, както е описано в раздела Материали и методи. ( а ) Представителен зимографски анализ на клетъчни супернатанти U937. ( б ) Активността на MMP-2 се определя количествено чрез денситометрия в супернатантите от нестимулирани U937 клетки. Отворен бар, без лечение; Напълнена лента, обработка със 100 μg/ml PPS. Данните са изразени като процент от контрола (нестимулирани клетки U937). Показани са средните стойности ± 5 от пет независими експеримента. ** P * P ** P * P ** P
Модулация на митоген-активираната протеин киназа (MAPK) и активирането на основния фактор κ B (NF-κ B) в RAW клетки. ( а ) RAW клетките бяха третирани с фактор на туморна некроза & agr; (TNF & agr;) (10 ng/ml), третирани и фосфорилирани в присъствието или отсъствието на пентозан полисулфат (PPS) (400 ug/ml), и общо JNK, I & kgr; Нивата на B p38 се определят чрез Western blot. Същите мембрани бяха сондирани с β-актин, за да се оцени натоварването с протеин. Относително изразяване на p-JNK, pI? B, p-p38 до? -Актин (съответно б - д; # P * P ¶ P 13, 24, 25 Следователно може да се заключи, че инхибирането на прогресията на атеросклерозата, индуцирано от PPS лечение при WHHL зайци, не се медиира от намаляване на кръвното налягане.
Предполага се използването на хепарин и подобни на хепарин молекули за лечение на атеросклероза. 1 Изискването за парентерално приложение обаче ограничава употребата им за тази индикация, ограничение, което не се отнася за PPS. Пероралният PPS се използва широко за лечение на интерстициален цистит. 12 Той има много малко токсични странични ефекти, дори когато се използва за дълъг период от време. Лечението с 26 PPS предотвратява развитието на гломерулни и съдови лезии, както и тубулоинтерстициално възпаление и фиброза при индуциран от стрептозотоцин диабет. 27 bGH трансгенни мишки. 27 плъха с циклоспорин А нефропатия. 28 или 5/6 нефректомия. 13 намалява симптомите на възпалителен артрит. 29 и намалява размера на инфаркта в експериментален модел на миокардна исхемия/реперфузионно нараняване. 30-ти
Точният механизъм, чрез който PPS постига своя защитен ефект, все още не е изяснен. Установихме, че атеросклеротичните плаки при лекувани с PPS зайци WHHL съдържат по-малко макрофаги, отколкото при третирани с вода контроли. Други показаха, че PPS и хепарин инхибират активирането на каскадата на комплемента, 31 свързват или изместват възпалителните цитокини, 32 NF-? Активирането на В намалява, 33 изчиства свободните радикали, 31 намалява адхезията и инфилтрацията на неутрофили. Тези механизми могат директно да помогнат за намаляване на набирането на макрофаги и да подобрят развитието и стабилността на плаките.
Предишни доклади корелират повишената активност на MMP на моноцитни макрофаги с развитието на остри усложнения като руптура на плака и тромбоза. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 33 Открихме, че PPS повишава ензимната активност както на MMP-2, така и на MMP-9 в два вида човешки моноцити, промоноцитна клетъчна линия (U937 клетки) и РВМ от нормални доброволци, инхибирани. За да потвърдим допълнително тази хипотеза, ние изследвахме активността на MMP в предизвикани перитонеални макрофаги, получени от мишки, лекувани орално с PPS. При тези животни TNF-a-стимулираната активност на MMP е значително намалена след третиране с PPS в сравнение с контролните животни, което предполага, че този механизъм може да присъства in vivo. Тъй като концентрациите, използвани за експериментите in vitro, са близки до плазмените нива, постигнати in vivo след перорално приложение на PPS27, това съединение може да се използва терапевтично при тези болестни процеси при хора. В допълнение, инхибиторната активност на PPS върху MMPs все още е била значима, когато лекарството е било използвано до 3 часа след TNF & agr; Приложена е стимулация.
Доказано е, че възпалителни медиатори като TNF & agr; играят активна роля в прогресията на атеросклерозата. Важен механизъм, чрез който TNF & agr; Нарастващото възпаление е регулиране на провъзпалителните гени в макрофагите. 44 Тъй като установихме, че PPS потиска стимулираното от TNFα фосфорилиране на IkB, транскрипцията на NFκB и фосфорилирането на p38, възможно е PPS директно да намалява индуцираните от TNFα активности на NFκB и AP-1. Констатацията, че PPS повишава експресията на iNOS, MCP-1, ICAM-1 и CXCL-1, стимулирана от TNF-α в mRNA в бъбречни проксимални тубуларни клетки и подоцити чрез инхибиране на NF-κ. B намалява косвено подкрепя това заключение.
Следователно, благоприятните ефекти на PPS върху установени атеросклеротични лезии могат да включват стабилизиране на количеството колаген в плаките, медиирано чрез модулиране на MMP и TIMP дейности, намаляване на инфилтрацията на макрофаги в атеросклеротичната плака и инхибиране на възпалението в моноцити/макрофаги, които се илюстрират с намаляване на активността на MMP, NF-? B активиране и p38 фосфорилиране.
PPS също намалява свързването на ацетилирани липопротеини с ниска плътност към ендотелните клетки45 и селективно инактивира няколко хепарин-свързващи растежни фактора. 46 В допълнение, PPS е едновременно отрицателно заредена и хидрофилна. Две свойства насърчават локализацията му върху ендотелната клетъчна повърхност и поддържането на гликокаликсния щит. 31
В обобщение показахме, че пероралното приложение на PPS забавя прогресията на установената атеросклероза при WHHL зайци. Ефектът на PPS изглежда е свързан със способността му да намалява възпалението, включително инфилтрация на макрофаги, и да регулира активността на MMP и TIMP в стената на атеросклеротичната аорта по начин, който насърчава отлагането на колаген, а не разграждането на колагена. . Тези свойства могат да насърчат стабилността на плаката. Лечението с PPS повишава активността на MMP-2 и TIMP в рамките на атеросклеротичната плака, докато инхибира активността на MMP-2 и MMP-9 в моноцити/макрофаги. Необходими са допълнителни проучвания, за да се оцени значението на тези наблюдения за лечението на пациенти с установена атеросклероза.