Более 10 лет преклинических исследований вымостили путь для клинического тестирования концепции, что м. создавать новые сосуды для уменьшения ишемии. Несмотря на нашу способность использовать ангиогенные факторы роста для восстановления кровотока и функции в ишемических тканях у мышей, собак и свиней (Рис. 1), перенос этих данных в клиническую практику невозможен по нескольким причинам.
Хотя в первоначальной серии open-label, не сопровождаемых контролем исследований сообщалось об очевидном успехе, последующие double-blind, рандомизированные и сопровождаемые контролем испытания (Табл. 1) были более отрезвляющими. Первое испытание, которое проверяло агенты в форме рекомбинантных белков, применяемых в комбинации с внутрикоронарным и внутривенным введением vascular endothelial growth factor (
VEGF)
165 при (VEGF in Ischaemia for Vascular Angiogenesis (VIVA) испытании), не выявило достоверного успеха у пациентов в отношении признаков способности к мышеным усилиям (exercise tolerance), кровоснабжения миокарда, angina симптомов или функционального класса в течение 60 дней. Однако выявлена тенденция в отношении высокой дозы VEGF
165 после 120 дней
1. FGF Initiating Revascularization Trial (FIRST) тестирорвал эффект внутрикоронарного введения fibroblast growth factor-2 (
FGF2); наблюдались достоверные улучшения функционального статуса и симптомов при действии FGF2, но не при введении плацебо placebo в отношении exercise capacity и кровоснабжения миокарда спустя 90 дней
2. Небольшое рандомизированное испытание polymer-released FGF2, имплантированного в коронарную артерию при хирургическом вмешательстве по шунтированию в нереваскулизируемый миокард, выявило достоверное улучшение кровоснабжения и symptom status после 90 дней в группе с высокой дозой FGF2 по сравнению с контролем
3. Интересно, что благоприятный эффект FGF2 терапии все ещё проявляется и спустя 3 года
4>. Наконец, в первом рандомизированном испытании на пациентах с peripheral vascular disease, одиночное, но не двойное (с интервалом в 30 дней) внутриартериальное введение FGF2 пациентам с
CLAUDICATION улучшало время пика начала хождения в 90 дней по сравнению с плацебою Однако, не выявлено достоверных различий между леченными и контролыми группами спустя 6 мес.
5.
Испытания, сопровождаемые контролем, которые затрагивали перенос генов казались многообещающими, но в конечном счете не дали позитивных клинических результатов. Внутрикоронарные введения
FGF4-кодирующих аденовирусов adenovirus (Ad) продемонстрировали тенденцию в направлении улучшения выполнения упражнений, которое было особенно наглядным у пациентов с низкими титрами анти-аденовирусных антител
6. Небольшие испытания с инъекциями внутрь миокарда VEGF2 плазмид продемонстрировали достоверное улучшение angina symptom class и тенденцию в отношении улучшения выполнения упражениний и кровоснабжения миокарда
7. Но не перенос ни плазмид, ни adenoviral-based VEGF
165 гена в стенку коронарных артерий во время
ANGIOPLASTY не оказали эффекта на
RESTENOSIS, но пациенты, получавшие Ad-VEGF
165 инъекции, обнаруживали меньше дефектов в кровоснабжении при nuclear scans
8.
Итак, первоначальная серия double-blind рандомизированных испытаний (Табл. 1) с VEGF и FGF не дала чётких доказательств терапевтической эффективности. Хотя и имеются отдельные положительные указания, но в целом результаты неудовлетворительны. Тем не менее, мы полагаем, что ограниченный успех строго подтверждает концепцию, что агенты, вызывающие терапевтический ангиогенез, м.б. успешными у пациентов с сердечнососудистыми заболеваниями.
На первый взгляд стратегическая цель исследовательских программ по этому вопросу кажется слишком прямолинейной. Агенты, которые индуцируют реваскуляризацию в преклинических моделях, идентифицированы и предложены для клинического тестирования, была продемонтрирована эффективность средней выраженности и очень обнадеживающая безопасность; так что наиболее разумным считается оптимизация этих агентов, чтобы продемонстрировать улучшение эффекта в преклинических испытаниях и лишь потом возвращение к клиническим испытаниям. Однако, становится очевидным, что проблем значительно сложнее. По крайней мере, три соображения приходят на ум. Во-первых, преклинические модели обычно молодые и здоровые животные м. иметь фундаментально отличную биологию от той, что у старых пациентов с выраженным атеросклерозом. Во-вторых, тестируемые агенты м.б. более подходящими для капилярного роста (настоящего ангиогенеза) скорее, чем для роста или увеличения больших сосудов (артериогенез (Рис. 2)); a, следовательно, м. оказаться неспособными обеспечить дарматическое увеличение кровотока. И последенее, возможно, что пригодные агенты способны вызываать ответы, обнаруживаемые на преклинических моделях, у пациентов и что улучшение во время целенаправленного воздействия на ткань будет давать благоприяные результаты.
Такие изменения в уровне и/или времени экспозиции м. нуждаться в др. формах введения, чем рекомбинантные белки, даваемые в виде одиночной большой пилюли. Возможно polymer-based введение или механизм генного переноса будут скорее всего менять фармакокинетику агента. Или напротив, отидельные, но родственные растворы, для продукции благоприятной фармакокинетики м.б. локально вводимыми лекарствами в орган мишень с помощью прямых инъекций. Др. оптимумом, который м.б. рассмотрен, являются низко молекулярные (химические) единицы, которые м. вводиться систематически в течение короткого периода времени; применением м.б. в виде посторных циклов, как это необходимо при ишемии. Очевидно, что любой данный revascularization агент, м. иметь несколько комбинаций, которые м.б. доступны для преклинических и клинических испытаний.
Focus on arteriogenesis
<
В то время как развитие васкулатуры в ходе эмбрионального роста изучено достаточно хорошо, довольно мало информации о процессах, отвечающих за рост и поддержание их в зрелых взрослых тканях. Три принципиальных ответа м.б. представлены как настоящий ангиогенез, артериогенез (Рис. 2) и васкуллогенез, которые м. участвовать в росте сосудов, хотя их относительное значение и лежащие в основе молекулярные тригеры и пути остаются неизвестными.
Настоящий ангиогенез используется здесь для описания пролиферации капиляров в ишемические ложа. Тканевая гипоксия является основным двигателем этого процесса. Повышенная экспрессия hypoxia-inducible factor-1α (
HIF-1α) белка, ядерного транскрипционного фактора, является первичным молекулярным событием, стимулирующим ангиогенез. Это увеличение экспрессии HIF-1α является результатом прежде всего стабилизации наследственно нестабильного зрелого белка
9-11. Тип клеток, в которых происходит увеличение экспрессии HIF-1α, отличается от других по разным признакам, но включает преимущественно пре-васкулярные клетки, такие как перициты (pericytes) и кардиальные или скелетные миоциты, так как эндотелий сам по себе редко оказывается ишемическим.
Повышенная экспрессия HIF-1α ведет к усилению транскрипции ряда генов, участвующих в ангиогенезе, включая VEGF, рецепторы VEGF
FLT-1 и
angiopoietin-2 и др.
9. Эти изменения в экспрессии генов преимущественно активируют VEGF-зависимую пролиферацию эндотелиальных клеток. Передача сигналов др. ангиогенными факторами, наиболее вероятно FGFs
12 и platelet-derived growth factors (PDGFs)
13, которые м. стимулировать гладкомышечные клетки, необходимые для поддержания и стабилизации крупных сосудов, затрагиваются несущественно. Одним из исключений является повышенная чувствительность гипоксических эндотелиальных клеток к FGF2, обусловленная HIF-1α-зависимым увеличением FGF2-связывания последовательностей heparan sulfate
14.
Итак, первичным физиологическим ответом на тканевую ишемию является локальный рост капиляров. Хотя такая реакция безусловно используется при заживлении ран и при др. репаративных процессах, однако неясно, достаточна ли она для компенсации ишемии при проксимальной закупорке главного артериального ствола, как это происходит у многих пациентов с коронарной или peripheral vascular болезнью. На самом деле, теоретические размышления указывают на то, что обширное увеличение капиляров в bed size необходимо, чтобы компенсировать закупору одиночной среднего размера артерии
15, 16. М. ли VEGF сам по себе индуцировать рост крупных сосудов (артериол и артерий, т.е. процесс arteriogenesis) не установлено, но кажется, что он менее активен в этом отношении, чем FGFs и PDGFs. Одним из потенциальных механизмов артериогенеза в этих условиях является VEGF-обусловленное рекрутирование циркулирующих моноцитов, которые затем стимулируют процесс локального артериогенеза. Второй потенциально важной ролью VEGF является поддержание вновь сформированной васкулатуры. Генетически измененные мыши показывают, что вновь сформированные сосуды полностью исчезают после ограничения воздействия VEGF, а продолжительная стимуляция с помощью VEGF (10–14 дней) ведет к продукции зрелых сосудов, которые не резорбируются после удаления фактора роста
17.
Преклинические испытания в основном согласуются с наблюдаемой ограниченной эффективностью VEGF на стимуляцию существенной реваскуляризации при одиночном использовании. Хотя временный благоприятный эффект и наблюдается в ряде модлей, но абсолютное улучшение довольно мало, продолжительность жизни вновь сформированных сосудов неизвестна. Более того, др. фармакологические свойства VEGF, включая его склонность вызывать тяжёлую гипотензию
18 и отёчность ткани, ограничивают дозу, котора м.даваться систематически, ниже той, что м.б. эффективной
19. Это скорее всего ограничивает терапевтическое использование VEGF для локального введения и указывает на то, что этот фактор роста необходимо использовать в комбинации с агентами, индуцирующими образование крупных сосудов.
HIF-1α , по-видимому, является более мощным агентом, чем VEGF
20, это указывает на то, что др. гены, активируемые с помощью транскрипционного фактора, м. благоприятно влиять на его терапевтические характеристики. Какие из HIF-1α-индуцируемых генов обеспечивают эти доболниельные реакции, неизвестно.
В противоположность ишемией управляемому ангиогенезу, факторы, регулируюие артериогенез (Рис. 2) изучены плохо. Артериогенез, или рост крупных сосудов, затрагивает все три слоя стенки сосуда. Это м. происходить или за счёт ремоделирования пред-существующих небольших коллатералей
16 или за счёт роста новых сосудов
21. Относительный вклад этих двух событий неясен. При артериогенезе рост новых сосудов происходит вокруг места закупорки питающего артериального ствола (эпикардиальные коронарные артерии в сердце, крупные проводчщие артерии в конечностя). Тщательные исследования продемонстрировали отсутствие тканевой ишемии в местах артериального роста, тем самым существенно исключалась гипоксия и HIF-1α в качестве первичных медиаторов. Альтернативные кандидаты м. включать многочисленные происходящие из крови активированные мкрофаги, которые обнаруживаются вдоль хода развивающихся сосудов, указывая тем самым, что эжти клетки м.б. интимно связаны с этим процессом. Роль макрофагов, производных моноцитов, ещё больше подчеркивается способностью monocyte chemoattractant protein-1 (
MCP-1) индуцировать артериогенез
22-25 и наблюдениями снижения артериогенной реакции на устранение моноцитов
26.
Хотя эти наблюдения подтверждают роль моноци тоов в артериогенезе, но сигнал, отвечающий за инициацию накопления моноцитов, неизвестен. Изменение shear stress в сосуде, проксимальнее закупорки, было предположено в качестве одного из возможных механизмов.
Vasculogenesis, термин, первоначально предложенный для образования первичной васкулатуры из клеток предшественников во время эмбрионального развития, используется теперь и для описания сходных процессов у взрослых. Основным отличием однако является то, что во взрослых тканях циркулирующие клетки предшестенники м. вносить вклад в образование новых сосудов совместно с ангиогенезом и артериогенезом. Сегодня значение вклада этих клеток в начало неоваскуляризации при ишемии, остается неясным. Несколько факторов мешают участию клеток эндотелиальных предшественников в артериогенезе. Один из них это отсутствие соглашения по definition эндотелиальных клеток предшественников; предложены многочисленные антигенные маркеры, но мало данных по корреляции этих маркеров с исходами
27. Др. является эффект клеточных слияний, при котором ядерное содержимое двух клеток сливается и образуются клетки с двойным набором хромосом, которое м. препятствовать интерпретации экспериментальных результатов
28, 29. Циркулирующие клетки костного мозга, по-видмому, особенно чувствитиельны к такой судьбе; если такие клетки пометить, то затем флюоресценция маркёра в клетках, обнаруживающих признаки дифференцированных клеток (такие как эндотелиальные клетки) не обязательно указывает на то, что произошла транс-дифференцировка.
Много внимания было уделено демонстрации функционального благоприятного эффекта клеточной терапии. К сожалению, эти исследования также трудно интерпретировать. Напр,, мнгочисленные исследователи продуемонстрировали, что вливание клеток костного мозга (неотобранных или изолированных популяций) улучшает восстановление ишемических моделей у летально облученных мышей и что трансплантированные клетки обнаруживаются в формирующихся сосудах
27. Неясно, однако, будет ли наблюдаться такой же благоприятный эффект у необлученных животных, если рассматривать вклад моноцитов и возникающих из моноцитов макрофагов в артериогенез.
Ещё одним возможным подходом является перенос аутологичных клеток, изученный на крупных животных
30, 31 и в клинических испытаниях
32-34. Если проанализировать эти исселдования, то важно заметить, что наибольшее внимание было уделено демонстрации орган-специфического восстановления скорее, чем оценке образования новых сосудов. Напр., улучшение восстановления миокардиальной функции после инъекций клеток костного мозга в область инфаркта м. означать создание новых миоцитов из предшественников костного мозга, стимуляцию роста сосудов для бездействующего миокарда с последующим восстановлением или просто приданием тонуса дискинетической области и в результате улучшение общей систоличесокй эффективности.
Привлекательно рассмотреть значение роли клеток эндотелиальных предшественников в неоваскуляризации во взрослых такнях для разработки фармакологических средств. Потенциальные мишени м. включать агенты, которые расширяют (
in vivo или
ex vivo) популяции специфических клеток, и те, которые улучшают гнездовку клеток в ишемических областях. Альтернативно, такие клетки м. использоваться как биологические основатели для высвобождения ростовых факторов целенаправлено в ткань.
Разработка и одобрение артериогенных агентов будет, по-видимому, сдерживаться некоторыми концептуальными изменениями в сосудистой биологии. Напр., м. показать, что терапия с комбинированием двух (или более) агентов, которые действуют на разные аспекты механизма реваскуляризации являются более эффективными в обкспечении улечшения кровоснабжения, чем каждый из них в отдельности. Такая возможность будет усложнять клиническое тестирование и поступление на рынок. Но скорее всего такие комбинации лекарств будут более эффективны и надёжные, чем каждый в отдельрности.
Вторым путём для улучшения кровоснабжения будет открытие новых агентов с заметно большей эффективностью. Конечно нужно думать над формой лекарств, способм введения и идеальными фармакокинетическими свойствами таких агентов. Одна из возможностей - это использование определенных белков, которые м. оперировать как 'master gene switches' и стимулировать активность множественных факторов роста, достигая при этом биологических эффектов, вызываемых комбинацией агентов. HIF-1α, как уже отмечалось, является одним из таких мастеров переключения, т.к. обладает способностью активировать и VEGF и angiopoietin-2 пути. Др. пример включает hepatocyte growth factor, который обладет как прямым ангиогенным эффектом, так и способностью активировать VEGF
35, и PR39 пептид, который активирует и VEGF и FGF пути
36.
Др. возможностью является использование факторов, которые м. обеспечивать как ангиогенез, таки и артериогенез (и вообще vasculogenesis) за счёт действительной своей способности активировать множественные биологические процессы. Примером таких плейотропных факторов является placental growth factor, который, по-видимому, стимулируют артериогнез (вообще-то посредством рекрутирования моноцитов) , а также способствуя ангиогенезу
37. Др. примером является
PDGF-B, который м. обеспечивать капилярный рост в дополнение к развитию крупных сосудов
38.
М. представить и open-ended подход для открытия новых факторов, базирующийся на геномике, при котором экспрессия генов у пациентов с мощным образованием коллатеральных сосудов после закупорки сосуда с пациентами, у которых не происходит образования новых сосудов, и тогда м. исследовать факторы, кодируемые такими повышающими/понижающими генами. Сходный подход м.б. осуществлен и на белковом уровне с вероятностью обнаружения ткани с помощью биопсии скелетных мышц, циркулирующих моноцитов или перикардиальной жидкости во время хирургического шунтирования aorta coronary.
Оценка гена или белка кандидата в качестве агента, способствующего реваскуляризации, требует тестирования в нескольких методических подходах и
in vitro и
in vivo.
In vitro методы часто включают измерение пролиферации эндотелиальных клеток, их миграцию и образование трубок на искусственном матриксе. Имеется множесто
in vivo методик, которые м.б. использованы для дальнейшей оценки. Моделью часто служит ишемия нижних конечностей (обычно у кроликов, крыс или мышей) и модель ameroid constrictor coronary ischaemia (обычно у собак или свиней). К сожадлению многие агенты, обнаруживающие обнадеживающие результаты в этих моделях оказываются менее эффективными при использовании их у людей.
Optimal time course of growth factor therapy
Одним из наиболее важных уроков, извлечённых из клинических испытаний, это выявление необходимости более продолжительного воздействия на ткань ростового фактора для развития крепкой и устойчивой неоваскуляризации
39. Хотя ряд исследований на животных демонстрирует способность одиночной крупной пилюли с ростовым фактором индуцировать образование здровых новых сосудов
40, но такой подход менее успешен в клинической практике. Необходимо продолжительное присутствие ростового фактора
17. Значение этой находки необходимо оценить на крупных модельных животных с тепапевтическим ангиогенезом, требующим больше времени, чем обычные 3 недели
41. Очевидно, что оптимальное время экспозиции позволит отличать определнные ростовые факторы, предлагать определенные стратегии введения для каждой комбинации.
Др. источником фундаментальных отличий между преклиническими и клиническими испытаниями является механизм высвобождения
42. Хотя м.б. использованы разнообразные средства для введения достаточных количеств ростовых факторов, чтобы стимулировать образрование новых сосудов на животных моделях, клинические возможности более ограничены. Самый простой способ (системные и внтрикоронарные инъекции) наиболее экстенсивно используется у пациентов. Наиболее распространенным методом являются внутривенные вливания, но в настоящее время доступные ангиогенные агенты не вводятся таким способом из-за осложнений в виде dose-limiting гипотензии и несоотвествующего ангиогенеза.
Др. потенциально более эффективными методами введения (Рис. 3) являются локальные внутримиокардиальные или внутримышечные инъекции, введение в перикард или использование устойчивых к распаду полимеров, они тестированы лишь в небольших испытаниях или клинически не проверены сосвем. Очевидно, что организации, разрабатывающие подобные ростовые факторы, д. сотрудничать с компаниями, производящими катетры или устройства для введения.
Тщательные преклинические исследованимя показали, что одиночные инъекции bolus белка
43 или аденовируса
44-46 в коронарные артерии дает в результате мелкомасштабное отложение материала и очень короткое пребывание в ткани. Хотя ряд стратегий м.б. использован на животных моделях для повышения эффективности внутрикоронарного переносе генов, такое как разрушение эндотелиального барьера
45, 47 возможность проведения и безопасность таких подходов у людей еще нужно аппробировать.
Внутримиокардиальные введения (Рис. 3) обеспечивают значительно лучший перенос и сохранение и лекарства и белков, хотя проблема неполного сохранения материала после инъекции остается
48, возможно из-за оттекания (back-leak) по каналу от иглы, из-за абсорбции в лимфу и кровь. Остаётся много неясностей, включая и возможность не-флюороскопического наведения на специфическое место для инъекции, находящееся в зоне миокарда (нормального, пограничного, ишемичного) и каковы технические характеристики системы введения (размер иглы, длина. форма или что-то ещё) являются идеальными. В качестве иллюстрации, напр., выбор миокардиальной зоны м. влиять на дозу реваскуляризирующего агента. Эффективность генного переноса, по-видимому, снижается в ишемической ткани, а старые миоциты обнаруживают снижение эффектвиности аденовирусом-опосредованной генной экспрессии
49. Возможно, что период полу-жизни белка будет существенно снижен в ишемической ткани, особенно во время начала резорбции ткани и процесса репарации.
Одной из стратегий введения, которая гарантирует ожидания, является перикардиальное введение, которое имеет преимущества медленного вымывания из этого пространства и отложение введенного агента вблизи эпикардиальных коронарных артерий. Подход с перикардиальным введением оказался эффективным как для белков
40 иак и вирусов
50. Этот метод имеет два больших ограничения: он является инвазивным, и он неприложим к пациентам без функционального перикардиального пространства, это встречается у многих, которые прошли через хирургическое шунтирование. Др. метод, представляющий потенциальный интерес, это кардиальная перфузия с помощью ретроградного введения через coronary sinus
51. Этот многообещающий способ введения делает возможной избирательную инфильтрацию областей-мишеней; более того, фармакокинетические характеристики и белков и генов, инъецируемых с помощью этого способа кажутся сравнимыми с внутримиокардиальными инъекциями. Основным затруднением для широкого его использования этого подхода является анатомическая изменчивость у людей коронарного синуса, которая увеличивает техническую сложность этого подхода, и частые vein-to-vein шунты, которые препятствуют целенаправленному введению лекарства, наряду с его инвазивностью.
Базирующаяся на клетках терапия недавно достигла состояния клинических испытаний. Эти подходы м.б. подразделены на те, что используют клетки предшественники из специфических тканей в надежде, что они смогут устранить имеющееся повреждение (напр., эндотелиальные предшественники для стимулирования роста сосудов, предшественники миоцитов для восполнения потери миоцитов и восстановления кардиальной функции), и на тк, которые используют клетки как средство для введения
ex vivo gene transfer. Более того, инъекции большого количества клеток, вообще-то независимо от их происхождения (bone marrow, skeletal muscle, adipocytes and so on) м. служить средством для введения больших количеств множественных ростовых факторов.
Patient selection and clinical trial end points
Выбор популяции пациентов и clinical end-points для тестирования агентов, способствующих сосудистому росту, является важным для успешной разработки этого класса лекарств. Избранная стратегия д. сбалансировать не только биологические и клиниеские факторы, но потребности для полновесного разрешения. Т.к. ещё нет лекарств, одобренных для такой терапевтической реваскуляризации, то все заключения о том, что больше всего необходимо для такого разрешения являются пока предположительными. Одним из подходов д. тестирование агента и демонстрация его благоприятного действия на популяцию, для которой существует на сегдня лишь ограниченный терапевтический выбор. Понятно, что полномочные агентства склонны к приему лекарств, которые открывают возможность улучшить клинические исходы у таких пациентов. Однако безопасность остается важной для таких лекарств, предполагаемое благоприятное действие таких лекарств у пациентов, для которых нет адекватной терапии, перевешивает риск побочных эффектов, которые м. сдержать разработку лекарств для заболеваний, где нет подобной ситуации. Одной из таких групп пациентов является группа с тяжелой ишемией миокарда, для которых невозможны облегчения за счёт percutaneous coronary вмешательств или шунтирования. Др. группой м.б. пациенты с peripheral arterial occlusive disease, для которых нет удовлетворительного лечения. Др. более широкой популяцией м.б. пациенты кандидаты для др. формы терапии, напр., для пациентов кандидатов на ангиопластику и шунтирование; однако, прежде чем агент будет разрешен для этих причин д.б. чётко подтверждено его благоприятное действие как в отношении клинических исходов так и в отношении надежности по сравненнию с уже имеющейся терапией.
Основным сображением при выборе пациента является является чёткое различие в более легкой индукии ангиогенного ответа у молодых, здровых животных по сравнению со старыми, no-option/poor-option пациентами с обширной атерослеротической сосудистой болезнью. Такие индивиды часто имеют далеко зашедшую болезнь и непригодны для стандартных форм терапии. Такой выбор безусловно 'обречен, т.к. у индивидов естественные механизмы реваскуляризации ущербны и которые м.б. особенно устойчивы к терапии ростовыми факторами. Эта концепция ещё до конца не разработана, но наблюдения, которые подтверждают эту точку зрения, указывают на то, что только рандомизированные испытания с выбором широкого круга пациентов с коронарной болезнью сердца скорее, чем no-option популяция, смогут продемонстрировать наиболее перспективные результаты, даже при использовании стратегии внутрикоронарного введения
6.
В широком смысле все проведенные исследования продемонстрировали очень высокую изменчивость в реакции пациентов, это указывает на то, что некоторые неизвестне ещё биологические факторы м. влиять на способность пациентов отвечать на ангиогенные факторы. Анализ
post hoc подгрупп из двух FGF2 испытаний подтверждает, что симптоматическая тяжесть болезни в основном предопределяет величину ответа, у пациентов с более выраженными симптомами выявляется более значительное улучшение от терапевтических агентов. Более того, изучение пациентов с далеко зашедшей коронарной болезнью, но с разной степенью развития коллатералей, выявляются заметные различияв способности привлечения происходящих из крови моноцитов в ответ на гипоксию за счёт повышения уровня HIF-1α
52. Наконец, ингибиторы ангиогенеза м. влиять на резистентность к терапии. Нарушение продукции nitric oxide часто наблюдается при далеко зашедшем атеросклерозе оно м. стимулировать продукцию angiostatin с последующим ингибированием нетивного коронарного ангиогенеза
53. Если пациенты обнаруживают значительную изменчивость в уровнях циркулирующих ингибиторов, тогда эти неучтенные различия м. и в дальнейшем вносить свой вклад.
Итак, биологические различия между пациентами м. иметь важное значение в определении терапевтических эффектов пациентов на факторы роста. Однако, мы не имеем биологических маркёров, способных предстказать такие реакции, которые бы позволили сделать более униформный выбор пациентов. Поиск таких биомаркеров их оценка для прогноза исходов и терапевтических реакций являются важными для данной области исследований.
Помимо выбора пациентов успешность разработки таких лекарств и их последующего одобрения нуждается в тщательном выборе clinical end points
54. A time-honoured end point for clinical testing is major adverse cardiovascular events, a composite end point that includes death, myocardial infarctions and other end points such as recurrent ischaemia and the necessity for intervention. The complexity of the patient population means that achieving this end point would require large and expensive trials, even with an optimistic view concerning the effect of promoting neovascularization.
As such, clinical end points have focused more on the measurement of myocardial ischaemia, in terms of the time taken to develop myocardial ischaemia during exercise testing, accompanied by non-invasive assessment of ischaemia. Tools with growing popularity and acceptance include questionnaires to assess quality of life and the frequency of angina, such as SF-36 and Seattle Angina Questionnaire (SAQ)
55. Whether positive outcomes on these measures will be sufficient to win regulatory approval remains untested; as noted above, the perceived benefit to patients will be balanced against the real or perceived risk to the patient, and the relative attractiveness of other, established modes of therapy.
One of the biggest challenges in the successful development of agents that promote arteriogenesis is the identification of easily measured surrogate markers of the effects of drugs. An ideal surrogate marker would be a reliable indicator of the action of the drug on its purported target, as well being closely connected to the therapeutic goal of neovascularization. So far, there are few, if any, measures that allow investigators to easily correlate an arteriogenic drug dose with the desired effect, which has complicated dose selection for many such agents. In terms of surrogate markers of efficacy, the clearest need is for a method to image newly formed vessels repetitively, and/or measure perfusion in the target organ (such as the heart or leg). Angiography has long been the gold standard for vessel detection and characterization, but its resolution does not always allow for the detection and quantification of newly formed collaterals, and its invasive nature makes it impractical for repetitive use. A discussion of the technologies now under investigation for non-invasive assessment of vascularity and perfusion, including magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET) and contrast ultrasound is beyond the scope of this review. The establishment of one or more of these modalities as a generally available and reproducible surrogate for improved vascularity of the target organ would be a major step in facilitating the development of angiogenic drugs.
A clinical plan to develop an arteriogenic drug for peripheral arterial occlusive disease is attractive, and is in some respects simpler than that for ischaemic heart disease because of the relative simplicity of intramuscular injection. Patients with peripheral arterial disease can be grouped into two broad categories: those with severe limb ischaemia at rest, and those with claudication but without a critically ischaemic limb. End points for the latter group include peak walking times and ankle brachial indices, which is a measurement of perfusion and blood pressure of the lower extremity. Limb salvage is a clinically important and clearly determined end point in the group with severe limb ischaemia, but, as is the case with coronary artery disease, the complexity of the disease process, along with the heterogeneity of the patient population, makes reducing limb loss a challenging end point to achieve in a double-blinded, placebo-controlled study. In trials that examine the effect of arteriogenic agents on claudication, some successes have been reported; however, the 'softness' of the peak walking time end point has also become evident, as the improved peak walking time seen at six months was no longer evident by twelve months
5, raising questions as to the clinical significance of the early positive finding.
An important consideration is that the excellent safety profile of current agents with the current mode of delivery could also result from the lack of interaction with target receptors. For this reason, vigilance for untoward effects will need to take the entire clinical delivery plan into account.
Placebo effect and concomitant medications
An important factor that has emerged from early double-blind studies of therapeutic angiogenesis agents is the importance of the placebo effect in the evaluation of trial data. Although the occurrence and significance of the placebo effect has long been appreciated, its extent and prevalence in this patient population surpassed expectations and sets the precedent that the evaluation of efficacy is only possible in a double-blind trial format. Strikingly, the placebo effect is not limited to 'soft' symptomatic end points such as angina class, angina frequency or exercise capacity, but has also been observed in such 'hard' end points as PET, MRI and single-photon emission computed tomography (SPECT)-determined improvement in myocardial perfusion and function in these patients.
These observations indicate that the placebo effect in these trials is a real biological phenomenon. Part of the explanation could lie in the improved compliance of trial patients with their medical regimens. Another part could be the documented contribution of increased physical activity and exercise to the promotion of angiogenesis
56. Other, not understood, biological factors might also be involved.
The contribution of concomitant drug therapy to the effectiveness of therapeutic angiogenesis interventions has not been thoroughly examined. Anecdotal reports indicate that a number of common medications, including captopril, isosorbide dinitrate, lovastatin and furosemide, might potentially interfere with angiogenesis
54. Even aspirin and other non-steroidal anti-inflammatory drugs, which are frequently used over-the-counter medications, might have anti-angiogenic effects
57. Equally important could be the anti-angiogenic effects of inhibitors of cyclooxygenase-2 (58). Careful accounting of concomitant medication usage is therefore required for trials of therapeutic angiogenesis.
Summary
The field of therapeutic stimulation of new vessel formation has matured and evolved during the past decade. In the absence of any clear success stories, all suggestions as to what is likely to work in this new class of drugs must be offered tentatively. Indeed, the successful development of a drug capable of revascularization of tissues would be a major milestone in the history of medicine. Despite these challenges, the incentive offered by the large unmet clinical need and the progress in our understanding of angiogenesis biology lead us to believe that successful agents will emerge and will open truly revolutionary possibilities for cardiovascular therapeutics.
