Посещений:
Ингибирование Простагландинами

COX-2 AND BEYOND: APPROACHES TO PROSTAGLANDIN INHIBITION IN HUMAN DISEASE
Garret A. FitzGerald (garret@spirit.gcrc.upenn.edu)
Nature Reviews Drug Discovery 2, No.11, 879-890 (2003); doi:10.1038/nrd1225




Рис.1.  | Structural distinction between hydrophobic channels in PGG/H synthase isozymes.


Рис.2.  | Prostaglandin biosynthetic cascade.


Рис.3.  | Selective inhibitors of COX-2.


Рис.4.  | Prostacyclin modifies the cardiovascular response to thromboxane in vivo.


Рис.5.  | Posthoc depiction of cardiovascular events in non-aspirin users in the CLASS study.


Рис.6.  | Dose-related increase in reports of hypertension as a serious adverse event in trials of celecoxib and rofecoxib.


Рис.7.  | Distinct effects of COX-1 and COX-2 inhibition on the systemic pressor response to infused angiotensin II.

Табл.1 Clinical pharmacology of the coxibs

Links

DATABASES
LocusLink: AGTR1 | COX-1 | COX-2 | EP1 | EP2 | EP3 | EP4 | FP | IP | MRP4 | PGE synthase-1 | Ptgs1 | Ptgs2 | TP
Online Mendelian Inheritance in Man: Alzheimer disease | familial adenomatous polyposis | Parkinson disease
Селективные ингибиторы cyclooxygenase (COX)-2 вызывают облегчение боли и воспаления. Они м. также использоваться для хим. защиты от рака, были изучены при целом ряде нейрологических заболеваний. Это новый класс лекарств значительно в меньшей степени вызвает изъязвления в желудке, чем traditional nonsteroidal anti-inflammatory drugs (tNSAIDs). Однако, ингибиторы COX-2 м. вызывать тромбоз или почечно-сосдудистую гипертензию у пациентов, предрасположенных к таким заболеваниям. Мало данных о структуре отдельных ингибиторов в соотв. популяциях, которые согласовались бы с такой возможностью, хотя частично это м. объяснить кардиозащитным эффектом tNSAID naproxen.
Prostaglandins являются короткоживущими липидными медиаторами, которые осуществляют свои разнообразные биологические функции вблизми мест своего образования за счёт активации с высоким сродством G-protein-coupled receptors (GPCRs). Они образуются из arachidonic acid, в результате её мобилизации из sn-2 положения в мембранных фосфолипидах под действием любого из широкого набора стимулов. Prostaglandin G2/H2 synthase (PGG2/H2S) катализирует эту биотрасформацию, вызывая последовательное образование prostaglandin endoperoxides PGG2 и PGH2, посредством cyclooxygenase (COX) и hydroperoxidase (HOX) активностей белка1. Arachidonic acid, как полагают представляет собой конфигурацию шпильки, чтобы усилить доступ к COX сайту через гидрофобный канал, который проникает вглубь PGG2/H2S2. tNSAIDs являются конкурирующими ингибиторами за COX активный сайт и не модулируют функции HOX (Рис. 1). Как PGG2 увеличивает доступ к сайту HOX site, который находится на наружной поерхности молекулы, неизвестно, как и механизм, с помощью которого PGH2 высвобождается к нижестоящей synthases, которая отвечает за образование prostaglandin (Рис. 2). Prostaglandins м. усиливать доступ к своим GPCRs посредством пассивной диффузии через клеточную мембрану и/или посредством транспортёров. Белок резистентности ко многим лекарствам (multidrug-resistance protein) MRP4 участвует в экспорте prostaglandin3, тогда как prostaglandin transporter PGT м. импортировать prostaglandins на внутриклеточную деградацию4. Активация prostaglandin рецепторов м. регулировать транспортную функцию 5, облегчая временную активацию рецепторов prostaglandin с помощью picomolar концентраций лиганда, что сопровождается быстрой компенсацией действия. Некоторые prostaglandins, особенно cyclopentanone 15-deoxy Δ12,14 PGJ2 также м. активировать ядерные рецепторы6. Однако это происходит только при концент рациях, которые вряд ли достижимы in vivo7.
First-generation COX-2 inhibitors


Два гена, кодирующие PGG2/H2Ss, известны как COXs8-10. Хотя различие их функциональных ролей не является абсолютным, но в целом COX-1 генерирует продукты, которые в основном обеспечивают функции 'housekeeping', такие как цитопротекция желудка и гомеостаз; COX-2, напротив, регулируется с помощью цитокинов и митогенов и как полагают, отвечает в основном за формирование prostaglandin при воспалениях и раке. Однако оба изозима регулируются онтогенетически11; более того, COX-1-продуцируемые prostaglandins м. вносить свой вклад в воспаление12, известна и конституитивная экспрессия COX-2 в головном мозге и почках 13,14. Несмотря на эти отклонения от простой гипотезу о двух различных ролях изоформ COX, эта гипотеза служит базисом для разработки избирательных ингибиторов COX-2, которые эксплуатируют сущестование латерального расширения гидрофобного канала15 в этом изоэнзиме (Рис. 1). Эндоскопические исследования выявляют четкие и заметные отличия между прототипическими COX-2 ингибиторами celecoxib (Celebrex; Pharmacia) и rofecoxib (Vioxx; Merck), и столь же эффективными дозами tNSAID comparators, и ведет к их одобрению US FDA для лечения артритов16.
Усиление активности COX-2 по краям заживающих язв и доказательства от использования COX ингибиторов у грызунов открывают возможности, что COX-2 ингибиторы м. задерживать заэживление имеющихся язв, так что пациенты с симптоматическими язвами д.б. исключены из клинических испытаний этих соединений. В настоящее времяt, только две Phase III клинических испытаний предусмотрены для выявления м. ли COX-2 ингибиторы действительно изменять показатели серьёзных желудочнокишеных неблагоприятных событий (в основном кровотечений) по сравнению с NSAIDs. В одном испытании показатели этих событий снижались с 4% до 2% у пациентов, получающих rofecoxib по сравнению с naproxen при Vioxx Gastrointestinal Outcomes Research (VIGOR) исследовании17. В др. испытании Celecoxib Long-Term Arthritis Safety Study (CLASS) установлено, что летальные желудочнокишечные исходы не отличаются достоверно у пациентов, получавших celecoxib, diclofenac (Catalflam; Anakena) или ibuprofen18.

Second-generation COX-2 inhibitors


К настоящему времени разработано второе поколение COX-2 iингибиторов (Рис. 3). Valdecoxib (Bextra; Pfizer)19 одобрен US FDA, a etoricoxib (Arcoxia; Merck)20 одобрен в Европе EMEA. Терапевтический профиль COX-2 ингибиторов расширен, получены доказательства эффективности при ANKYLOSING SPONDYLITIS21 и GOUT22. Наиболее избирательным из этих лекарств в настоящее время является lumiracoxib (Prexige; Novartis)23,который отличается от др. тем, что он является diclofenac аналогом. Его карбоксильная и липофильная половинки образуют в результате an AMPHIPHILIC MOLECULE (Рис. 3), a некоторые экспериментальные доказательства показывают, что он м. распространяться более быстро к месту воспаления, чем др. coxibs24. С др. стороны, ассоциация diclofenac с hepatotoxicity25 позволяет думать, что это поставить под вопрос и lumiracoxib. USFDA недавно отсрочила использование lumiracoxib до завершения Therapeutic Arthritis Research and Gastrointestinal Event Trial (TARGET) Phase III испытаний до клинически значимых исходов. Ранее ингибиторы COX-2 одобрялись на базе эндоскопических исследований.
Клиническая фармакология этих соединений совершенно отлична (Табл. 1) и все более селективные соединения продолжают появляться 26. Однако получение COX-2 ингибиторов, которые были бы более избирательны, чем rofecoxib необходимо. Мало внимания уделено межвидовым различиям в реакциях COX-2 ингибиторов, хотя существенная изменчивость между индивидами в отношении реакции на концентрации в плазме опичана для celecoxib16, в дополнение к серии полиморфоизмов в COX-2 и метаболизирующих энзимов избранных ингибиторов. Из COX-2 ингибиторов сегодны на рынка США присутствуют — celecoxib, rofecoxib и valdecoxib — они доминируют по продажам по сравнению с NSAIDs. COX-2 ингибиторы составляют примерно 3/4 из ~US $7.75 billion продаж предписываемых варчами NSAIDs в США27.
Учитывая величину благоприятного эффекта в VIGOR исследовании и двухсмысленность исхода исследований CLASS, организации здравоохранения и др. полагают, что эти лекарства д.б. ограничены индивидами с высоким демографическим или персональным риском NSAID-связанной гастропатии. Подсчёты, базирутся на цене эффективности отказа от госпитализаций в широкой популяции28, 29 и качестве жизни, уменьшение боли и ассоциированых симптомов.

Cardiovascular implications of COX-2 inhibition


Prostaglandins оказывают разнообразные эффекты на сердечнососудистую функцию. Их значение подчеркивается эффективностью низких доз аспирина для вторичного предпреждения инфаркта миокарда и инсультов 30. Ограниченная способность безядерных тромбоцитов регенерировать белок делает их особенной мишенью для действия аспирина. Хроническое применение низких доз аспирина не достаточно для блокирования полностью COX-1 в тромбоцитах при даче одиночных доз, оно кумулятивно ингибирут способность энзима генерировать его главный продует, thromboxane (Tx) A2 (31). TxA2 высвобождается активированными тромбоцитами и сам умножеат этот процесс, действуя и как тромбоцитарный агонист и как мощный vasoconstrictor32.
Prostacyclin (PGI2), напротив является преимущественным COX продуктом эндотелия крупных сосудов in vitro33. Хотя только COX-1 экспрессируется в статических условиях, COX-2 в эндотелии усиливает свою активность при laminar shear stress in vitro34. Мы наблюдали, что и celecoxib35 и rofecoxib36 депрессируют экскрецию с мочой 2,3-dinor 6-keto PGF1α (PGI-M) — показатель биосинтеза PGI237 — до степени, сходной с таковой, индуцируемой структурно отличающимися tNSAIDs у здоровых добровольцев, но без сопровождающего ингибирования TxA2-зависимой функции тромбоцитов. Это привело нас к предположению, что COX-2 индуцируется гемодинамически в эндотелиальных клетках in vivo и является преимущественным источником PGI2 при физиологических условиях у людей. Мы выдвинули гипотезу, что этот механизм м. отвечать за риск тромбоза от COX-2 ингибиторов у предрасположенных индживидов 35.

COX-2 and the risks of thrombosis


Результаты исследования VIGOR, при котором выявлено достоверное пятикратное расхождение показателей инфаркта миокарда между пациентами. получавшими rofecoxib или naproxen, открывают возможность того, что COX-2 ингибиторы м.б. на самом деле ассоциированы с нанесением ущерба сердечнососудистой системе. Это вызвало многочисленные споры38, включая и спекуляции, что результаты отражают шансы кардиозащитного эффекта naproxen или вредж наносимый структурными свойствами rofecoxib, не связанными с его свойством ингибировать COX-2.

A plausible mechanism.
PGI2 сильно ингибирует агрегацию тромбоцитов, индуцируемую всеми распозноваемыми агонистами, пролиферацию сосудистых гладкомышечных клеток и сосудистые tone in vitro и in vivo33. Биосинтез PGI2, отражаемый содержанием в моче PGI-M, усиливается вместе с TxA2 при синдромах с активацией тромбоцитов у людей in vivo39, 40. Хотя точный вклад этого тканевого источника anylate в мочу (или плазму) не м.б. подсчитан37, сосудистая стимуляция изменяет экскрецию PGI-M у людей41, 42. Более того, хотя эндотелиальная PGI synthase у собак колокализуется чаще всего с COX-1, чем с COX-2 (43), но фармакологические манипуляции с экскрецией эндогенной PGI-M отражают ингибирование коронарного тромбоза с помощью эндогенных prostaglandins у собак44. Несмотря на эти наблюдения функциональное значение усиления биосинтеза PGI2 при синдромах активации тромбоцитов у людей остается спекулятивным. Итак, хотя уже 20 лет считается, что совместное увеличение биосинтеза PGI2 и TxA2 отражает гомеостатическую реакцию на усиление взаимодействий тромбоцитов с сосудами 39, функциональные доказательства, подтверждающие эту концепцию, появились лишь недавно. Напр., катетром-индуцированное повреждение кародидных сосудов у мышей вызывает пролиферативный сосудистый ответ и сопутствующую активацию тромбоцитов45, напоминающие реакцию в ответ на ангиопластику у людей46. Делеция PGI2 рецепторов (IP) усиливает эти реакции, которые также усиливаются при избыточной сосудистой экспрессии TxA2 рецепторов (TP), но уменьшаются с помощью антогонизма или делеции TP. Последствия делеции IP устраняются полностью в результате одновременной делеции TP (Рис. 4), демонстрируя, что PGI2модулирует сердечнососудистые эффекты TxA2 in vivo45. Итак, вырисовывается возможный механизм вреда для середечнососудистой системы со стороны COX-2 ингибиторов. Исключая межвидовые различия, становится ясным, что полное отсутствие IP м. не воспроизводить существенную, а лишь неполную депрессию экскреции PGI-M (~50–80%) с помощью COX-2 ингибиторов. С др. стороны, COX-2 также скорее всего генерирует PGE2, который действует через IP47 или через EP2 или EP4 рецепторы, и м. стимулировать многие сердечнососудистые эффекты PGI2 (48, 49).

Data consistent with the mechanism.
Значение prostaglandins в целом выявляется только при соотв. стрессовых ситуациях. Напр., vasodilator prostaglandins, такие как PGI2 и PGE2, являются критическими для поддержания почечного кровотока при renoprival заболеваниях50. Однако ингибирование их образования не сказывается на почечном кровотоке или скорости гломерулярной фильтрации при физиологических условиях. Сходным образом, делеция IP (или EP2 или EP4 рецепторов) не вызывает спонтанных тромбозов. Однако делеция IP усиливает реакцию на тромботические стимулы in vivo51. Эти наблюдаения указывают на то, что риск от COX-2 ингибиторов касается только индивидов, которые по др. причинам склонны к тромбозу. Итак, отсутствие 'cardiovascular signal' в кратковременных исследованиях от недель до нескольких месяцев 52, и в долговременных исследованиях у индивидов со средним демографическим риском тромбозов53-56, делает необходимым восстановление доверия у большинства индивидов, которым приписываются COX-2 ингибиторы. Эти находки полностью согласуются с оригинальной 'PGI2 hypothesis'.
Почему же был получен сигналв в VIGOR исследовании, но не в CLASS? Большинство пациентов в исследовании VIGOR имели ревматоидный артрит скорее, чем osteoarthritis, которые предоминировали в исследовании CLASS. У индивидов, как и оппозитных популяций, трудно предсказать риск сердечных событий. Тем не менее пациенты с ревматоидными артритами считаются группой, имеющей повышенные биологические показатели воспаления и активации гемостатиков57. Более того, относительный риск инфарктов миокарда составляет примерно 1.4 при ревматоидных артритах по сравнению с пациентами с osteoarthritis или не имеющими артритов58. Вообще клиническая группа, исследуемая при VIGOR, обогащена пациентами, чувствительными к побочным осложнениям PGI2 (и вообще E2) супрессии с помощью COX-2 ингибиторов. Помимо более небагоприятной клинической группы примерно 1/5 пациентов в исследовании CLASS получала аспирин59, это м.б. маскировать сердечнососудистые последствия prostaglandin супрессии. Если анализировать a priori показатели сердечнососудистых осложнений по всем данным CLASS, то не выявляется достоверных отличий между двумя группами. Post hoc оценка 60 показателей сердечнососудистых осложнений у пациентов в CLASS, которые не получали аспирина (Рис. 5), имеет только значения для формулировки или пересмотра гипотезы, а статистический анализ данных не подходит для данной ситуации. Учитывая эти противоречия, необходимо предусмотреть возможность того, что celecoxib, оказывающий вредное влияние на середчнососудистую систему, нуждается в дальнейших проспективных исследованиях. Известно, что избирательность diclofenac в отношении COX-2 делает это необходимым и для celecoxib16. Интересно, что показатели середчнососудистых осложнений у людей не принимавших аспирин, кажутся выше в этих двух группах, чем у тех, кто принимал ibuprofen, коротко-живующий tNSAID, который не обеспечивает кардиопротекции.
Хотя данные ограничены, но расхождение в показателях середчнососудистых осложнений наблюдались и при анализе испытаний с etoricoxib и naproxen, сходные с теми, что обнаруживались при VIGOR исследовании61. Наконец, исследование parecoxib, парэнтерально вводимое prodrug of valdecoxib62, было осуществлено на пациентах, перенёсших coronary artery bypass grafting (CABG)63. Активация тромбоцитов наблюдалась у пациентов с атеросклетотической болезнью64 и она была выраженной при CABG65. Хотя эти пациенты получали аспирин, они обычно получали его в течение нескольких часов после reperfusion, тогда как рандомизированный parecoxib (сопровождаемый оральным введением valdecoxib в течение 14 дней) или плацебо инициировались в течение 30 мин после экстубации. Исследование небольшой (n = 462) с использованием analgesia для выявления серьезных побочных дефектов выявило семикратное отличие у индивидов при 5% уровне значимости. Parecoxib был эффективным аналгетиком; потребеление морфина и морфин-подобных аналгетиков снижалось при использовании parecoxib/valdecoxib и пациенты оценивали свою боль как менее выраженную по сравнению с плацебо. Однако серьёзные побочные эффекты были вдвое чаще (19% против 9.9%; p = 0.015) в parecoxib/valdecoxib группе. Различия у индивидов с серьёзными побочными эффектами между группами не достигали уровня достоверности за исключением sternal wound infections (3.2% versus 0%; p = 0.035). Однако инфаркты миокарда (5 против 1), cerebrovascular нарушения (9 против 1) и почечные осложнения (6 против 1) характеризовали parecoxib/valdecoxib группу.
Итак, предложенный механизм, с помощью которого coxibs м. вызывать середечнососудистые осложенения, касается только пациентов с риском тробозов, обусловленным др. причинами. Индивиды, как полагают, имеющие риск тромбозов, должны систематически исключаться из большинства клинических испытаний. Однако пациенты, перенесшие CABG попадают в эту категорию65, что встречается реже у пациентов с ревматоидными артритами 58. Доступные данные по структурно отличающимся ингибиторам и полученные в разных испытаниях сначала не указывали на существованияе середечнососудистых осложнений. Однако, учитывая эти случаи, их результаты оказываются согласующимися с оригинальной гипотезой.

A plausible alternative hypothesis?
Альтернативная гипотеза заключается в том, что naproxen обеспечивает кардиопротекуию в VIGOR исследовании. NSAIDs являются конкурентноспособными, reversible active-site ингибиторами тромбоцитарногоt COX-1. Их быстрая компенсация дефствия умножается функционально за счёт высоко нелинейных взаимоотношений между ингибированием продукции TxA2 и ингибированием TxA2-зависимой активации тромбоцитов. Ингибирование способности тромбоцитов генерировать TxA2, которое м.б. предолено примерно на 95% прежде реакции агрегации, нарушется ex vivo66, а восстановление возможно ~10% после ингибирования аспирином полностью восстановленной функции. Традиционные NSAIDs не способны поддерживать функциональную степень ингибрования Tx тромбоцитов во всех интервалах их доз, это согласуется с эпидемиологическими исследованиями, показывающими, что они не обеспечивают кардипротекции67. Однако некоторые68, но не все69, исследования показывают, что naproxen обладает более продолжительной фармакологической полу-жизнью и м. поддерживать активность, ингибирующую тромбоциты, во всех интервалах доз в VIGOR исследовании. Различные эпидемиологические подходы67,70-76 были предприняты, чтобы определить, м. ли naproxen на самом деле быть кардиопротектором. Не получено ясной картины от этих исследований. Проспективные контролируемы испытания адекватных размеров все ещё необходимы. Однако даже если предположить, что 'naproxen hypothesis' верна и что эффективность naproxen приближается е той, что характерна для низких доз аспирина, величина наблюдаемых различий при исследовании VIGOR (и анализе данных по etoricoxib) превосходит существенно величину максимального благоприятного эффекта в плацебо-контролируемых испытаниях низких доз аспирина30. Более того, дивергентные показатели осложнений наблюдаются и при parecoxib/valdecoxib по сравнению с плацебо45, гипотезы 'PGI2' и 'naproxen' нельзя исключить, и механизмы, которые они обеспечивают, м. совместно вносить вклад в результаты, полученные с rofecoxib и etoricoxib.
Итак, сходство между VIGOR исследованием и данными по etoricoxib, недавние данные по parecoxib и сообщения об острых тромбозах у предрасположенных индивидов77 не позволяют объяснить находки, сделанные при исследовании VIGOR. И механистические гипотезу остаются возможными. С одной стороны, учитывая широко принятую эффективность низких доз аспирина, контролируемое сравнение naproxen с низкими дозами аспирина для вторичного предупреждения инфактов миокарда и инсультов, кажется мало обоснованным. В общем-то naproxen м.б. сравнён скорее с плацебо и аспирином в первичном предупреждении инфакртов миокарда, в ситуации, при которой сохраняется неопределенность относительно благоприятного эффекта низких доз аспирина78. С др. стороны, мало комперческих мотиваций для проделения плацебо-контролируемых оценок COX-2 ингиторов у пациентов с демографическим риском тромбозов. Широко массштабные испытания проводятся в популяциях с низким-средним риском сердечнососудистых заболеваний.

COX-2 inhibitors and low-dose aspirin


Низкие дозы аспирина примерно удваивают низкие показатели серьезных желудочнокишечных кровотечений в испытаниях, призванных предупредить сердечные заболевания78. Однако не известно момут ли — и если да, то до какой степени — уменьшать это осложнение COX-2 ингибиторы. Установленная эффективность низких доз аспирина подтвержает его использование для воричного предупреждения инфарктов миокарда и инсультов30. COX-2 ингибиторы м. обнаруживать предпочтительность по сравнению с tNSAIDs для хронической терапии у пациентов, принимающих низкие дозы аспирина для кардиопротекции. До своей оккупации активного сайта тромбоцитарного COX-1 bс помощью tNSAID ibuprofen предупреждает доступ аспирина к его мишени сериновому остатку (Ser530) и подрывает ингибирование TxA2-зависимого ингибирования тромбоцитов аспирином79. Фактически снижение кардиозащитного эффекта аспирина у пациентов, принимающих NSAIDs, подтверждено в двух эпидемиологических исследованиях80, 81, однако не в третьем82. Этого взаимодействия не происходит с селективными ингибиторами COX-2, т.к. эти изоэнзимы не экспрессируются в зрелых тромбоцитах83. Интересно, что diclofenac, tNSAID, который является избирательным к COX-2 такому как celecoxib, не обнаруживает подобного взаимодействия79 и, по-видимому, не препятстввет кардиопреотективному действию аспирина81.
Итак, нет данных, которые были бы непосредственно адресованы лечению артритов у пациентов, принимающих низкие дозы аспирина для кардиопротекции. Решение в пользу COX-2 ингибитора скорее, чем в пользу tNSAID у таких пациентов базируется сегодня на экстраполяции желудочнокишечных данных в исследовании VIGOR и/или на отсуствии фармакологического взаимодействия между ibuprofen и aspirin.

COX-2 inhibition and hypertension


Prostaglandins осуществляют разнообразное действие в почках84. Кратковременные исследования COX-2 ингибиторов показывают. что они вызывают временную задержку натрия, но не повышают кровяного давления у здровых индивидов36. Однако, NSAIDs уже давно ассоцимируют с анекдотическим сообщением о гипертензии или ухудшении кронтроля за кровяным далением у пациентов. принимающих антигипертензивные лекарства85, 86. Как и с предполагаемым риском тромбозов гипертензивные реакции COX ингибиторов возможно связаны с индивидами с риском; у которых почечный кровоток и/или функция нарушена по др. причинам. Однако чувствительные пациенты, как те, что со вторичным hyperaldosteronism обусловленным сердечной, печеночной или почечной недостаточностью, систематически исключались из клинических испытаний COX-2 ингибиторов. Следовательно, хотя анектодические показатели гипертензии и нарушений почечной функции известны, однако неясно превалируют ли они по сравнению с показателями при tNSAIDs. Тем не менее гипертензия, выявяленная при испытаниях celecoxib и rofecoxib известна US FDA, она обнаруживают приблизительную взаимосвязь с дозой, избирательностью COX-2 ингибирования и продолжительностью экспозиции лекарства (Рис. 6). Пезультаы сходны, хотя rofecoxib более избиретелен к COX-2, чем celecoxib, и имеет более продолжительный период полу-жизни (Табл. 1). Остаётся определить, выше ли толерантность к желудочнокишеным осложнениям у более избирательных лекарств и способствует ли это их повышенному высвобождению в сосудистом компартменте почек. Разнообразны небольшие испытания эффектов COX-2 ингибиторов на кровяное давление. Однако сравнительные исследования не выявили связи между степенью COX-2 ингибирования, избирательностью и вообще с фармакокинетикой различий между соединениями.
Взаимодействия между COX изофофрмами в почках исследовались на мышах (Рис. 7), которые выявили, что показатель гипертензивных осложнений м.б. связан не только со степенью ингибирования COX-2, но также с избирательность ингибирования 87. Итак, делеция или ингибрование COX-1 снижает гипертензивную реакцию на angiotensin II88, 89, тогда как делеция COX-1 и AGTR1 рецептора angiotensin II имеет др. и комплементарный гипотензивный эффект у мышейe90. Напротив, делеция или ингибирование COX-2 усиливают гипертензивную реакцию на angiotensin II и снижают мозговой кровоток по своим собственным правилам89. Итак, в то время как COX-2 является, по-видимому, источником vasodilator prostaglandins — скорее всего PGE2, действующих посредством EP2 (48, 49), и PGI2, действующего посредством IP91 — COX-1-производные vasoconstrictor prostaglandins,по-видимому, включают TxA2 (89, 92), усиливая эффект независимых vasoconstrictors, таких как angiotensin II. Приложимы ли эти механизмы и к человеку, исходя из того, что мыши предрасположены к системным гипертензивным осложнениям в ответ на селективные COX-2 ингибиторы, отличным от таковых при tNSAIDs87.
Эффекты COX-2 ингибиторов на пульмональное кровяное давление у людей неизвестны. Однако, гипоксия, индуцируемая COX-2 экспрессией в клетках легочной артерии человека in vitro93 и гипоксическая индукция пульмональной гипертензии и ремоделирования воздушных путей у мышей значительно увеличивается в отсутствие IP94. Оральное и парэжнтеральное введение аналогов PGI2 используется для лечения легочной гипертензии у людей95. Оба COX изоэнзима экспрессируются в васкулатуре эндотелиальных и гладкомышечных клеток в мелких легочных сосудах крыс и оба вносят вклад в преимущественное образование TxA2, который и обеспечивает легочный гипертензивный ответ на инфузию arachidonic кислоты96.

COX-2 and atherosclerosis


Экспрессия обеих COX изоформ обнаруживается в атеросклеротических повреждениях у людей97, 98. Однако участие COX ингибирования в прогрессе повреждений спорно. Неожиданно отсутствуют исследования адекватных размеров и качества поступления аспирина или tNSAIDs в прогрессировании бляшек у людей. И низкие дозы аспирина и селективные COX-2 ингибиторы, как было показано, улучшают99-101 или усиливают102 сниженную эндотелиальную функцию (необходимое условие для атеросклероза) у hypercholesterolaemic и hypertensive индивидов. Роль COX-2 в стабильности бляшек демонстрируется повышенной экспрессией и колокализацией с микросомной PGE synthase-1 (mPGES-1) и metalloproteinases II и IX в каротидных бляшках индивидов, которым проводили симптоматические курсы переде хирургией103, 104.
Изучение hypercholesterolaemic мышей также дало противоречивые результаты, указывающие на то, что COX-2 ингибирование ускоряет105, неспособно ускорять106, не меняет107, 108 или замедляет109 атерогенез. Различия между исследованиями выключают и высвобождение COX-2-deleted макрофагов в противоположность использованию лекарств, верификацию избирательности режимов введения лекарств, время введения и генетические фоны у hypercholesterolaemic мышей. Предоминирующие продукты COX-2 варьируют среди основных клеточных игроков при атерогенезе и обнаруживают широко отличающиеся эффекты на патогенез болезни. Напр., активация EP4 супрессирует продукцию макрофагами цитокинов110 a TP антогонизм задерживает атерогенез108, 111, тогда как делеция IP ускоряет ход болезни у самок мышей. Это указывает на то, что COX-2-зависимые PGI2 м. вносить вклад в атеропотекцию, наблюдаемую у женщин в пре-менопаузе112.
Итак, COX-2 экспрессируется вместе с COX-1 в atherosclerotic бляшках. Однако формирующиеся доминирующие простагландины варьируют в зависимости от типа клеток и оказывают разные эффекты на ход болезни и вообща не стабильность бляшек. Эффект COX-2 ингибиторов м.б. модулирован временнем введения в ходе болезни и полом.

COX-2 and the heart


Мало информации об эффектах COX-2 ингибиторов на сердечную функцию у людей. Однако, COX-2 м.б. важным для защиты кардиомиоцитов от оксидативных повреждений. COX-2 активируется в кардиомиоцитах грызунов в ответ на оксидативные стимулы , а доминирующим продуктом является PGI2 (113). Оксидативные повреждения в кардиомиоцитах, индуцированные doxorubicin, усиливаются с помощью COX-2 ингибирования in vivo114. Формирование COX-2-зависимого PGI2, по-видимому, взаимодействует с индуцибельной nitric oxide synthase115 чтобы обеспечить позднюю фазу cardiac preconditioning116, a делеция IP усиливает кардиальные reperfusion повреждения117. Экспрессия COX-2 усиливается в кардиомицитах пациентов с сердечной недостаточностью118. Однако предсказуемое участие COX-2 ингибиторов у пациентов с этим заболеванием сложно. Tissue transglutaminase II (tTGII) участвует в про-апоптическом пути и её экспрессия усиливается в кардиомиоцитах пациентов с сердечной недостаточностью. Когда tTGII избыточно экспрессируется в кардиомиоцитах мышей, то это приводит к фенотипу гипертрофии сердца, апоптозу, фиброзу, неспособности и преждевременной гибели. Активность COX-2 усиливается в кардиомиоцитах таких мышей, но здесь основным продуктом являетя TxA2. И COX-2 ингибиторы и TP антогонисты восстанавливают функцию сердца119.

COX-2 and cancer


COX-2 избыточно экспрессируется в раковых повреждениях в толстом кишечнике, а стпень его экспрессии связана с выживаемостью120. COX-2 также избыточно экспрессиируется в предраковых повреждениях у пациентов с familial adenomatous polyposis (FAP), a celecoxib рекомендовен на рынке FAP US FDA благодаря регрессии полипов121. Однако точная роль COX-2, и особенно взаимодействие с COX-1 в канцерогенезе, неизвестна. Итак, хотя делеция Ptgs2 (COX-2) задерживает образование полипов у мышиных моделей polyp FAP122, это вызывает и делеция Ptgs1 (123). Эпидемиологические исследования, которые обратным образом были ассоциированы между потреблением аспирина и показателем colon (и др.) раков, предоставили сходные доказательства связи с низкими дозами (<100 mg per day), которые преимущественно ингибировали COX-1, также как и с высокими дозамиs124. Изучение FAP, которое привело US FDA к разрешению celecoxib, не учитывало аспирин (или tNSAID) контроль при определении м. ли ингибирование COX-2 предоставить какие-либо преимущества по сравнению с ингибированием COX-1 или обоих одновременно.

COX-2 and neurological disease


Роль COX-2 ингибиторов при нейрологических заболеваниях, таких как Alzheimer's disease125, Parkinson's disease126 и судорожные нарушенияs127 продожает привлекать исследователей. Первончалные исследования Alzheimer's disease не смогли подтвердить гипотезу, что COX-2 ингибирование замедляет развитие этой болезни125. Эта гипотеза была выдвинута благодаря повышенной экспрессии COX-2 в Alzheimer's disease повреждениях (вместе с COX-1 в некоторых случаях); усилению амилоидных отложений вследствие избыточной экспрессии нейронального COX-2 у мышей128; и обратной взаимосвязи между потребелением аспирина и tNSAIDs и показателдями Alzheimer's disease129; и благодаря некоторым доказательствам контролируемых испытаний, при которых tNSAIDs м. задерживать прогрессирование болезни Алцгеймера130. Однако неясно, м. ли COX-1 модифицировать роль COX-2,неясно также и то, м. ли значение COX-2 флюктуировать (как это происходит с воспалением) со временем и между индивидами. Если это так, то возможности клинических испытаний непригодны для определения эффективности COX-2 ингибиторов при Alzheimer's disease. Доступные клинические исходы прогрессии Alzheimer's disease также составляют препятсвие для точной оценки действительного хода этой болезни. Наконец, возножность, что благоприятные эффекты tNSAIDs выявляемые эпидемиологами, связаны с механизмами, которые независимы от экспрессии простагландинами. Итак, некоторые, но не все tNSAIDs ингибируют γ-secretase или соединяются с β-amyloid и предупреждают агрегацию, характерную для повреждений при Alzheimer's disease131-133. Сходным образом, tNSAIDs отлдичаются по своим взаимодействиям с др. белками, такими как транскрипционные факторы и транспортеры. Мало информации, чтобы как-то связать эти механизмы непосредственно с клиническими наьболюдениями с tNSAIDs или COX-2 ингибиторами при Alzheimer's disease.

A mutiplicity of COXs?


Др. COXs м. ещё появиться. Вариант COX-1, в котором сохранился интрон, идентифицирован в головном мозге собак и назван 'COX-3'134. Хотя этот варианть наиболее чувствителен, чем COX-1 или COX-2 к ингибированию acetaminophen in vitro, эта избирательность зависит от концентрации субстрата. Помимо COX-независимого механизма действия, наиболее применяемая доза acetaminophen — 1,000 мг в день — вызывает существенное, но не полное (~50%) ингибирование и COX-1 и COX-2 ex vivo79. Сегодня неясно, вносит ли какой-нибудь вклад в механизм действия acetaminophen oили др. NSAIDs , наблюдаемый in vivo при ингибировании 'COX-3'.

Enzymes and receptors beyond COX-2


Более существенная специфичность эффекто м.б. достигнута при движении вниз по пути бтосинтеза/реакции простагландинов. Audoly и др.135 сообщили, что делеция mPGES-1 ослабляет коллегеном-индуцированный артрит у мышей и lipopolysaccharide-индццированнрое образование простагландинов макрофагами. Эффект, по-видимому, сравним с таковым при лечении tNSAID. COX-2 и mPGES-1 по-разному ко-локализуются и их экспрессия ко-регулируется цитокинами и митогенами136, 137. Разработка mPGES-1 ингибиторов базируется на предположении, что эффектвиность COX-2 ингибиторов в основном будет сохраняться, тогда как PGI2-связанные серьёзные побочные эффекты исчезнут. Эта стратегия предполагает, что имется незначительная доля вклада PGE2 в расширение сосудов и ингибирование тромбоцитов с помощью простагландинов у предрасположенных пациентов in vivo. Также степеннь перекрывания в способности биосинтеза PGE2 между mPGES-1 и mPGES-2, который м. давать prostaglandin endoperoxides из COX-1 и COX-2 для синтеза PGE2138, или цитоплазматической изоформой, связанной с COX-1 (139), неизвестна. Известно, что PGE2 является предоминирующим продуктом COX эндотелия микрососудов in vitro140>, и что селективное ингибирование его образования м. иметь отношение к синдромам васкулярной пролиферации, такми как diabetic retinopathy141. Эксперименты на мышах указывают, что необходимо делать упор на антогонистах и агонистах рецепторов142, которые уже используются для лечения боли (напр., EP1 and IP), тромбоза (TP and EP3), заживления костей (EP2), osteoporosis (EP4), asthma (DP1) и преждевременных выкидышей(FP).

Summary


Selective inhibitors of COX-2 have established efficacy in the treatment of pain and inflammation comparable to that of tNSAIDs. They are much less prone to causing gastric ulceration as visualized on endoscopy, and rofecoxib reduced by half the incidence of clinically important gastrointestinal events in the VIGOR study. A second generation of COX-2 inhibitors have been introduced, but the clinical rationale for developing compounds of increasing selectivity remains to be established. Credible mechanisms by which COX-2 inhibitors might enhance the risk of thrombosis and renovascular hypertension in otherwise predisposed individuals have emerged, but remain to be demonstrated conclusively. Structural distinctions amongst COX-2 inhibitors could also prove to be relevant143. However, there is presently no clear evidence that COX-2 inhibitors represent an independent risk for myocardial infarction or stroke in patients at low demographic risk of cardiovascular disease. Considerable interest in the further potential clinical utility of COX-2 inhibitors has emerged. Interest in therapeutic target selection is shifting downstream in the prostaglandin biosynthetic/response pathway, towards specific prostaglandin synthases and receptors.