Corso di Laurea in Chimica e Tecnologie
Farmaceutiche
Insegnamento di Patologia Generale e
Terminologia Medica
Caludio Paoli
UO Neurologia
Azienda USL 6 di Livorno
BUONO
CATTIVO
RAPIDO/LENTO
“Noi siamo il nostro cervello”
Il Neurone
2 settimane
7 anni !!!!!!!!!!
La Malattia di Alzheimer
La Malattia di Parkinson
Ictus ischemico
Malattia di Alzheimer
Principale malattia neurodegenerativa
13% sopra 65 anni
50% sopra 85 anni
Mild Cognitive Impairment → Dementia
Esame post-mortem:
A. grovigli neurofibrillari e
B: β-amiloide sotto forma di placche.
Malattia di Alzheimer
Esordio:
- AD INSORGENZA PRECOCE (<65 anni), più rara
- AD INSORGENZA TARDIVA, più diffusa
Eziologia:
A) fattori genetici
B) sporadica, multifattoriale
A) Mutazioni in:
presenilin 1, amyloid precursor protein, presenilin 2
→ early-onset familial AD
B) Polimorfismi in Apolipoproteina E
→ associati alla forma idiopatica
L’ eziologia non è conosciuta
Aspetti Neuropatologici
Alterazioni morfologiche quantitative:
- riduzione di peso e di volume dell’organo
- dilatazione cavità ventricolari
- ampliamento dei solchi e delle
scissure a livello della corteccia
- maggiore atrofia
“anche lui può essere CLINICAMENTE Alzheimer
Patologia della malattia di Alzheimer
PLACCHE DI AMILOIDE:
Proteina precursore dell’ amiloide APP
depositi amorfi extracellulari di proteina β-amiloide (Aβ)
sotto forma di placche
Buona
Cattiva
GROVIGLI NEUROFIBRILLARI:
intreccio intracellulare
di neurofibrille formate da proteina TAU anomala
Placche senili
1.
CLASSICHE: sono accumuli extracellulari, costituiti da un nucleo
centrale di β-amiloide, circondato da un anello di neuroni distrofici,
microglia e astrociti (“neuritiche”)
2.
DIFFUSE (assenza di reazione neuritica periplacca): sono una forma preliminare
rispetto alle classiche e localizzate in aree cerebrali non sintomatiche
dell’AD
Placche di amiloide
Sono ammassi di sottili filamenti (7-10 nm) che si formano nello spazio extracellulare
nel cervello dei malati di AD.
Sono costituiti da una forma insolubile del peptide che deriva dalla proteina
precursore del β-amiloide (APP) e queste placche possono avere un nucleo denso
centrale.
PROTEINA
PRECURSORE
DELL’AMILOIDE
Colorazione rosso congo
Ruolo dell’amiloide nei neuroni
L’amiloide agisce attraverso recettori sulla membrana cellulare,
stimolando cambiamenti all’interno della cellula:
1. anormale fosforilazione di tau
2. aumento dello stress ossidativo
3. aumentata suscettibilità all’ eccitotossicità
4. Danno diretto alle membrane, alla neurotrasmissione.
5. Azione proinfiammatoria
L’amiloide stessa è in grado di generare radicali liberi, che
provocano danni alle membrane, con conseguente
degenerazione;
L’amiloide può causare danni al DNA e/o dare origine ad
apoptosi;
Causa dell’accumulo delle Placche
Due cause principali dell’accumulo delle placche:
1.
Forme dominanti della malattia associate alla disfunzione dei geni
che controllano il metabolismo della proteina amiloide: α-, β-, and γsecretasi e preseniline 1 e 2
2. Forme non dominanti della malattia (incluse le forme sporadiche) che
coinvolgono i meccanismi della rimozione della Aβ.
Il precursore dell’amiloide
Recettore ?
Blu → PS1
Verde → APP
Rosso → Mutazioni
La proteina precursore dell’amiloide viene normalmente degradata per l’azione di una
serie di proteasi, chiamate secretasi: α-, β-, e γ-secretasi che tagliano la proteina in
sequenze specifiche (vedi forbici)
Queste proteasi sono sotto il controllo di due altre proteasi: le preseniline 1 e 2
Mutazioni nelle preseniline, α-, β-, e γ-secretasi o nella APP stessa determinano l’
accumulo extracellulare di Aβ (vedi aa rossi) sono causa di malattia.
Preseniline e neurotossicità
La PS1 e la PS2 ( funzionalità meccanismi trasduzione del segnale) fanno
parte di un complesso enzimatico
la γ-secretasi;
(Aβ42/Aβ40)
Mutazioni in queste proteine aumentano la produzione di Aβ, fornendo
un legame per la deposizione di amiloide;
APP processing and Aß accumulation
Mature APP (center, inside dashed box) is metabolized by 2 competing pathways:
A) the α-secretase pathway that generates sAPP α and C83 (also known as CTF α; left)
B) and the ß-secretase pathway that generates sAPPß and C99 (right).
Some ß-secretase cleavage is displaced by 10 amino acid residues and generates sAPPß' and C89.
All carboxyterminal fragments (C83, C99, and C89) are substrates for γ-secretase, generating the APP intracellular domain (AICD)
and, respectively, the secreted peptides p3 (not shown), Aß (right), and Glu11 Aß (see Figure 4).
Aß aggregates into small multimers (dimers, trimers, etc.) known as oligomers.
Oligomers appear to be the most potent neurotoxins, while the end stage senile plaque is relatively inert.
Rimozione dell’amiloide
Ruolo dell’ApolipoproteinaE (ApoE)
Proteina plasmatica implicata nel trasporto del colesterolo
Nel SNC e’ prodotta dagli astrociti e interviene nei meccanismi di crescita e
riparazione dopo un danno e nel trasporto del colesterolo nei neuroni
Nell’AD la ApoE è legata alle placche di Aβ e ai grovigli neurofibrillari
ApoE inibisce la formazione di fibrille di Aβ
I peptidi amiloidi interagiscono direttamente con ApoE legandovisi
Nei cervelli di soggetti sani ApoE si lega e sequestra Aβ in modo più efficiente che
in quelli dei malati di AD
ApoE ε4
Patologia neurofibrillare
Sono anormali strutture filamentose che includono filamenti a doppia elica e
filamenti lineari che contribuiscono alla formazione di matasse nei corpi
cellulari .
Questi filamenti sono altamente insolubili e permangono nello spazio
extracellulare anche dopo la morte del neurone.
Grovigli neurofibrillari
Colorazione con Sali d’
argento
Mutazioni nel MAPT
demenze frontotemporali
I grovigli neufibrillari sono dovuti a fasci di filamenti insolubili che derivano da alterata
fosforilazione delle proteine TAU, associate al citoscheletro dei neuroni, che si
accumulano nel corpo neuronale
L’iperfosforilazione riduce l’affinità delle TAU per i microtubuli causando una
perdita di stabilità nel neurone e può portare alla modificazione del metabolismo dell’
APP
Queste masse neurofibrillari si trovano principalmente:
A.
nelle cellule piramidali dell’ippocampo e
B.
nei piccoli neuroni piramidali della corteccia fronto-temporale
Correlati, anche quantitativamente, alla perdita della memoria recente
All’inizio le matasse neurofibrillari sono intracellulari e non c’è un’
apprezzabile perdita di neuroni;
quando si sviluppano le placche e i grovigli si diffondono alla
neocorteccia, i neuroni degenerano e lasciano grovigli extracellulari.
Individui non dementi, con depositi di β-amiloide nella
neocorteccia possono avere deficit cognitivi
quindi
Stadio precoce di AD
Forse fase preclinica, prevista dalla cascata patologica
dell’AD
Lo sviluppo delle placche nelle aree
neocorticali precede la patologia
neurofibrillare e la demenza clinica
eccitotossicità
IPOTESI COLINERGICA
Inibitori acetil colinesterasi
AChI
• Rivastigmina
• Donepezil
• Galantamina
(ATTRAVERSANO LA BARRIERA
EMATOENCEFALICA)
( REVERSIBILI )
Rivastigmina
• Più alta selettività per forma molecolare
G1 ( meno ubiquitaria ) dell ACh esterasi
-minore incidenza di effetti collaterali periferici
( ?)
DONEPEZIL
• Il Donezepil è metabolizzato dall’isoenzima
CYP2D6, coinvolto nel metabolismo della
maggior parte dei farmaci. Il locus CYP2D6 è
altamente polimorfico, con più di 100
differenti alleli identificati che dividono la
popolazione dei pazienti che assume il
donepezil in metabolizzatori normali, poveri
ed ultrarapidi
GALANTAMINA
• INIBITORE COMPETITIVO REVERSIBILE
• Nonostante i meccanismi d’azione dei tre
inibitori differiscano parzialmente, il loro
effetto terapeutico è pressochè equivalente ed
in caso di cattiva tollerabilità od inefficacia del
farmaco originariamente prescritto è possibile
sostituirlo con uno degli altri due
Cerotto !
IPOTESI GLUTAMMATERGICA
• Il principale neurotrasmettitore del Sistema Nervoso
Centrale (SNC) è risultato essere il glutammato,
responsabile del 70% delle risposte eccitatorie a
livello del SNC. Si ipotizza come un’eccessiva
stimolazione dei recettori per il glutammato possa
contribuire alla perdita dei neuroni nel SNC con
conseguente formazione di placche amiloidee o
determinare un danno di tipo eccitotossico a carico
dei neuroni resi più vulnerabili dopo l’esposizione all’
amiloide
MEMANTINA
Soluzione orale
Processi di apprendimento e memoria ( LTP)
Antagonizza l’ eccitotossicità
glutammatergica tonica
TAU
• Tra i composti che hanno come target la proteina tau, vengono annoverati,
per esempio, gli inibitori GSK-3, il blu di metilene e la taslaclidina.
• L’ipotesi dell’ inibizione della glicogeno sintetasi-chinasi 3 (GSK3)
ritiene che tale chinasi sia implicata nello sviluppo di tutti gli hallmarkers
della patologia poiché media l’iper-fosforilazione della proteina tau, l’
aumento della produzione di αβ da APP (proteina precursore di αβ), i
processi che causano la compromissione mnesica e il potenziamento delle
risposte infiammatorie in prossimità delle placche amiloidee
• La Talsaclidina (altro composto che ha come target la proteina tau),
• non sono ad oggi disponibili dati significativi su outcome clinici rilevanti
nell’AD.
•
Un altro farmaco che ha come bersaglio la proteina tau è il blu di
metilene (Rember), un colorante chimico, che diminuisce l’aggregazione
della suddetta proteina ed aumenta l’attività mitocondriale (13).
!!!
• trattando pazienti con diagnosi di MCI, con acido
acetilsalicilico (ASA) associato ad antiossidanti, dopo 6 mesi,
questi mostravano dopo trattamento una stabilità del quadro
cognitivo (74,5%) mentre l’80% dei soggetti, trattati con
AchEI (rivastigmina 25%, Donepezil 20%, altri 5%)
progrediva verso il deficit cognitivo. È stata utilizzata l’ASA
in quanto potrebbe essere considerato un trattamento
farmacologico in grado di intervenire nella patogenesi dell’
AD, poiché sarebbe in grado di prevenire o, addirittura,
invertire la formazione di β-amiloide, riducendo, inoltre, la
fosforilazione a proteina TAU della serina 422 e sopprimendo
la secrezione della proteina precursore dell’amiloide.
VACCINO
• Lo scopo dell’ immunoterapia è stimolare il sistema immune a
riconoscere ed eliminare Aβ o introdurre anticorpi preformati
per prevenire la deposizione in placche di Aβ o aumentare l’
eliminazione delle placche. La vaccinazione attiva è in grado
di indurre un’eccessiva risposta autoimmune proinfiammatoria
TH1-mediata, compromettendo gli eventuali benefici derivanti
dalla rimozione delle placche. Nell’immunoterapia passiva la
somministrazione passiva di anticorpi può aggirare la risposta
T-cellulare indesiderata associata alla vaccinazione attiva,
mantenendo le importanti attività biologiche correlate all’
efficacia (16).
!
Malattia di Parkinson
• Parkina (att proteasica fisiologica)
• Alfa sinucleina (turnover vescicole)
dopamina
Hornykiewicz
Guggenheim
Il miracolo
La Dopamina non attraversa la BEE
L-DOPA ( O. Sacks)
Elevati dosaggi (10 gr / die!!)
( molti effetti collaterali per azione periferica della
dopamina, soprattutto nausea e vomito subcontinui)
DOPA
Dopamina
dopa decarbossilasi
Paradosso dell inibitore delle decarbossilasi
( Carbidopa / Benserazide)
Passa BEE
Inibitore DOPA decarbossilasi
!
Non passa BEE
Non passa la BEE
Parkinsonismi
dopamina
dopamina
ICTUS ISCHEMICO
• 15% della gittata
• 20% del consumo di ossigeno
• Glucosio
Autoregolazione miogena, P Co2/O2,
Metabolica
Ischemia
• globale
• Focale:
- lacune
- aree piu’ o meno estese
( fino a infarto devastante)
Strategie terapeutiche per lo stroke acuto
RIPERFUSIONE
(approccio vascolare)
( Flusso ematico)
• Edema tissutale
• Trombolisi
• Angioplastica
• Endarterectomia
NEUROPROTEZIONE
(approccio parenchimale
( vulnerabilità del tessuto)
•
•
•
•
Eccitotossicità ([Ca2+]i,
Radicali liberi
Infiammazione
Apoptosi
Dinamiche spazio-temporali dello sviluppo e dell’evoluzione del danno
ischemico cerebrale
Molti vecchi
TIA!!
3h
72 h
I° Parte
Meccanismo e Strategie della Riperfusione
Riperfusione
•E’ dimostrato che il rapido ripristino del flusso ematico cerebrale in caso di occlusione
vascolare acuta può determinare il completo recupero della funzionalità del tessuto cerebrale
•
La riperfusione del tessuto ischemico può
avvenire attraverso 3 meccanismi:
•
•
•
Ricanalizzazione spontanea
Trombolisi farmacologica e/o meccanica
Collaterali leptomeningei
A 15 anni dall’avvento delle prime terapie trombolitiche, numerosi studi e la pratica clinica
hanno confermato il beneficio della riperfusione precoce
Trombolisi
• Sistemica, endovenosa:
rtPA 0.9 mg/kg entro 3 ore dall’esordio.
• Endovascolare, intrarteriosa
rtPA, urokinasi
Meccanica
Fibrinolisi farmacologica
Urokinasi
• Prodotto da tutte le cellule nucleate
• Non ha recettori sulla fibrina
tPA
•
•
•
Prodotto dalle cellule endoteliali
Ha recettori sulla fibrina
Si lega alla annessina II sulla superficie
endoteliale
Alcuni studi clinici di trombolisi endovenosa nello stroke
NINDS I
e II
ECASS I
1995 rt-PA <3 h migliora outcome 3 mesi, aumenta rischio ICH
1995 rt-PA <6h ± outcome, aumenta rischio ICH
ECASS II
1998 rt-PA <6h ± outcome aumenta rischio ICH
ECASS III 2008 rt-PA 3-4,5 h
migliora outcome 3 mesi, aumenta rischio ICH
ATLANTIS A
ATLANTIS B
1999 rt-PA 3-5 h NON migliora outcome 3 mesi, aumenta rischio ICH
2002 rt-PA <3 h migliora outcome 3 mesi, aumenta rischio ICH
DEFUSE
EPITHET
2006 rt-PA 3-6 h DWI/PWI mismatch
2008 rt-PA 3-6 h DWI/PWI mismatch
SITS-MOST
2007 rt-PA <3h migliora outcome 3 mesi, aumenta rischio ICH
DIAS I
DEDAS
DIAS II
(fase 2)
(fase 2)
(fase 3)
2005 desmotelpase
2006 desmotelpase
2009 desmotelpase
migliora outcome se DWI<80% PWI (41% casi)
NON riduce volumi infartuali, > % riperfusione
3-9 h DWI/PWI mismatch>1.2 migliora outcome e riperfusione
3-9 h DWI/PWI mismatch>1.2 migliora outcome e riperfusione
3-9 h NON migliora outcome
Ogni 1000 pz che ricevono rt-PA entro 3 ore 140 evitano la morte o dipendenza a 3 mesi
Ogni 1000 pz che ricevono rt-PA entro 6 ore 57 evitano la morte o dipendenza a 3 mesi
Agenti trombolitici studiati nella riperfusione in seguito a stroke ischemico
rt-PA (alteplase)
Duteplase
Reteplase
u-PA (urokinase)
SK (streptokinase)
TNK (tenecteplase)
DS-PA (desmoteplase)
Plasmin
Microplasmin
…in associazione ad antiaggreganti
…in associazione ad anticoagulanti
!
…in associazione a ultrasuoni (sonotrombolisi)
rt-PA (alteplase) + 2-MHz Doppler Transcranico (studio CLOTBUST)
Trombolisi combinata
(Sistemica+ Locoregionale)
1. Nella terapia dell’ ictus grave da occlusione di grossi
vasi prossimali
• Razionale: associare la rapidità di inizio trattamento
della trombolisi SISTEMICA alla maggiore efficacia di
ricanalizzazione sui grossi vasi prosssimali della
INTRA-ARTERIOSA.
2. Come intervento di salvataggio in caso di
insuccesso della trombolisi ev
Controllo a 24 ore:
ricanalizzazione completa
II° parte
DANNO DA RIPERFUSIONE
Definizione
Si parla di danno da riperfusione quando la circolazione sanguigna
torna al tessuto dopo un periodo di ischemia causando danno
al tessuto stesso invece della ripresa della normale funzionalità.
A livello cerebrale…..
Gli effetti della riperfusione non sono solo e sempre positivi. La riperfusione
tissutale che segue la trombolisi o l’embolectomia innesca una cascata di
eventi molecolari che risultano lesivi per il parenchima cerebrale.
Parte del tessuto ischemico cerebrale, soprattutto quello a livello della
“penombra ischemica” è ancora vitale al momento della trombolisi ma,
paradossalmente, muore durante la riperfusione
DANNO DA RIPERFUSIONE:
IL COSIDDETTO “OXYGEN PARADOX”
In seguito alla trombolisi, la riperfusione ematica riporta i livelli di ossigeno tissutale a livelli fisiologici
ma in un tessuto sofferente a causa del precedente insulto ischemico. Ne risulta una marcata
formazione
di radicali liberi dell’ossigeno, ROS, attraverso vari meccanismi.
I principali sono:
1 – In tutte le cellule: diretta riduzione dell’ossigeno molecolare
2 – Endotelio: reazioni enzimatiche catalizzate da xantina ossidasi, ciclossigenasi,
nitrossido sintetasi.
3 – Leucociti (soprattutto neutrofili attivati): mediante la NADPH-ossidasi
(produzione di superossido nella fase tardiva della riperfusione)
4 - Cellule neuronali e gliali: a livello del complesso I e III della catena respiratoria mitocondriale
(diretta formazione di superossido), ossidazione di metaboliti endogeni quali catecolamine
e lipidi di membrana
Effetto dei ROS prodotti a causa della riperfusione
ione superossido: O2perossido d’idrogeno: H2O2
ossigeno singoletto O°
perossinitrito ONOOGlutammato/eccitotossicità
NOS i NOS n NOS e
NMDA/AMPA GLUr
Ca++ Na+ acidosi cell
Perossidazione dei lipidi di membrana, con conseguente:
aumento permeabilità: disionie, depolarizzazione
danno reticolo sarcoplasmatico: blocco sintesi proteica, trafficking cellulare
blocco della respirazione mitocondriale: crisi energetica, aumentata produzione di ROS (circolo vizioso)
blocco scavengers
Ossidazione delle proteine, con conseguente :
alterazione dei canali ionici e pompe ioniche (Na+/K+ ATPasi, Ca++ ATPasi, scambiatore Na+/Ca++): disionie,
depolarizzazione
Danni agli acidi nucleici, con conseguente :
blocco trascrizionale e innesco della cascata apoptotica
PARP1 caspasi indipendente
NO
Danno da riperfusione e funzionalità endoteliale
ROS
endotelio
alterata permeabilità endoteliale ed aumento della pressione intracapillare determinano un aumento della
filtrazione di fluidi nell’interstizio = edema tissutale.
Basale
5’ Riperfusione
30’ Riperfusione
B.E.E:
Principale molecola
citoscheletrica per
conservazione dell’ integrità
dell’ endotelio
Danno da riperfusione e Barriera Ematoencefalica
Early blood-brain barrier disruption in human focal brain ischemia
77.
Ann Neurol. 2004 Oct;56(4):468-
In 144 ictus ischemici la perdita della barriera ematoencefalica (BBB) avviene nel 45% dei riperfusi e 18% dei non riperfusi
Una prognosi infausta si verifica nel 63% nei pazienti con perdita di BBB e 25% nei pazienti con mantenimento della BBB
La perdita di BBB è un forte predittore di trasformazione emorragica
Evidence of reperfusion injury, exacerbated by thrombolytic therapy, in human focal brain ischemia using a novel imaging
marker of early blood-brain barrier disruption.
Stroke, 2004, 35:2659-61
La distruzuione della BBB si può evidenziare alla MRI come: HARM: “Hyperintense Acute Reperfusion Marker”
Dopo circa 3 h dalla riperfusione è presente nel 33% dei pazienti ischemici e si associa a trasformazione emorragica e cattiva
prognosi.
La riperfusione è il principale predittore di distruzione della BBB.
Danno da Riperfusione e Granulociti Neutrofili
•
I Neutrofili sono la maggiore componente cellulare della risposta infiammatoria che contribuisce al
danno da riperfusione
•
Nel parenchima cerebrale post-ischemico sono i primi ad attivarsi e migrano nei tessuti), quindi si attiva
la componente macrofagica e linfocitaria
•
Sono richiamati nel parenchima cerebrale post ischemico da componenti del complemento e da
mediatori rilasciati dall’ endotelio
•
Sono una importante fonte di:
1 - ROS che, innescando un circolo vizioso, aumentano l’adesione dei neutrofili stessi all’endotelio
2 - Enzimi proteolitici
3 - Citochine pro-infiammatorie, leucotrieni, prostanoidi
Aumento permeabilità vascolare, edema, trombosi, morte neuronale
Conclusioni
Il danno da riperfusione:
Si associa frequentemente alla riperfusione cerebrale
E’ tanto maggiore quanto più tardiva è la riperfusione
Time is brain
E’ causato da disfunzione endoteliale, formazione di radicali liberi e infiltrazione
granulocitaria
Può essere visualizzato con MRI nell’uomo
A livello preclinico può essere ridotto con opportune tecniche capaci di bloccare i
fenomeni patogenetici che ne stanno alla base (ROS, infiammazione)
Tali strategie non hanno dato risultati analoghi nell’uomo
Il suo contenimento è un obiettivo principale nell’ambito della terapia farmacologica
dell’ictus ischemico, soprattutto alla luce di un possibile prolungamento oltre le 3 ore
dell’attuale finestra di riperfusione
I
Patogenesi del danno ischemico
cerebrale
INSULTO ISCHEMICO
• NEURONE DEGENERA (vacuolizzazione /rottura)
• Macrofagi / angiogenesi infiammatoria / Gliosi reattiva
• Poroencefalia
10 ml / 100gr/min
INSULTO ISCHEMICO
• Si riduce ATP
( non si mantiene potenz membrana /
si ha depolarizzazione , disfunzione mitocondriale)
• Incremento Glutammato / eccessiva
eccitotossicità
• Incremento ingresso calcio/sodio
• Cascata di segnali
• Infiammazione / Radicali liberi / Danno
mitocondriale
• Penombra/ Apoptosi /Necrosi
Chronological sequence of mechanisms in postischemic neuronal death
Zaleska et al., Neuropharmacology 56: 329, 2009
Eventi molecolari alla base della progressione del danno ischemico
cerebrale:
II – vie di morte tissutale
Morte neuronale ischemica
“Excyting, Radical, Suicidal”
DEPOLARIZZAZIONE
PERIINFARTUALE
• Diffusione attività elettrochimica (CSD)
• Incremento eccitotossicità
• Promozione per interleuchina 1 β e TNF-α
Aumento del calcio intracellulare
Danno mitocondriale/stress
ossidativo ROS
Danno al DNA
Attivazione PARP ( caspasi indip)
Citocromo C nel citosol
TNF
Caspasi iniziatrici
Caspasi effettrici
( azione su proteine citoplasmatiche e nucleari)
Nel corso dell’apoptosi:
il DNA si frammenta
il citoscheletro
collassa
la cromatina si
condensa
la cellula si contrae
formando una
serie di bolle (BLEBS)
che, separandosi dalla
cellula, formano i corpi
apoptoci, i quali
vengono fagocitati da
circolanti professionali
o da cellule epiteliali
contigue (fagociti
occasionali)
opsonizzazione
rapidità
Le possibilità di una modulazione
farmacologica della
neurodegenerazione ischemica
ECCITOTOSSICITA’
“If
glutamate or another compound stimulating excitatory amino acid
receptors, is present in synaptic clefts for a prolonged period of
time it can kill cells on which it normally acts as a neurotransmitter”
(Bruyn & Stoot)
[Glu]o
Morte neuronale eccitotossica
Glutamate receptors
Besancon et al., TIPS. 29: 268, 2008
Kalia et al., Lancet Neurol. 7: 742, 2008
NMDA-R: potential sites for drug action
Kalia et al., Lancet Neurol. 7: 742, 2008
Target farmacologici per la neuroprotezione ischemica
I – ECCITOTOSSICITA’
Esempi di passati trial clinici falliti con strategie anti-eccitotossiche
Lee et al., Nature 399 (supp): A7, 1999
Target farmacologici per la neuroprotezione ischemica
II – STRESS OSSIDATIVO
Ischemia cerebrale
Attivazione dei reccettori glutammatercgici
Disfunzione mitocondriale
Ativazione della NADPH ossidasi
Attivazione della nNOS
Attivazione delle cellule infiammatorioe
Radicali
Superossido
Idrossile
Perossido d’idrogeno
Ossigeno singoletto
Malondialdeide
Ossido nitrico
Perossinitrito
Disufenton sodium
NXY-059 for acute stroke therapy: clinical trials
Danno tissutale
Morte neuronale
CHANT (Cerebral Hemorrhage And NXY Treatment) A double-blind, randomized, placebo-controlled, parallel-group, multicenter, Phase IIb study to assess the
safety and tolerability of 72 hours intravenous infusion of NXY 059 in adult patients with acute intracerebral hemorrhage (ICH).
SAINT I (Stroke – Acute Ischemic – NXY Treatment) A Double Blind, Randomized, Placebo Controlled, Parallel Group, Multicenter, Phase IIb/III Study to Assess
the Efficacy and Safety of Intravenous NXY-059 in Acute Ischemic Stroke.
SAINT II (Stroke – Acute Ischemic – NXY Treatment) A Double Blind, Randomized, Placebo Controlled, Parallel Group, Multicenter, Phase IIb/III Study to Assess
the Efficacy and Safety of Intravenous NXY-059 in Acute Ischemic Stroke.
26 October 2006: AstraZeneca Announces SAINT II Trial Results Showed No Efficacy in Acute Ischaemic Stroke
NXY-059 (disufenton sodium) was discontinued from development following the results from the SAINT II (Stroke Acute Ischemic NXY-059 Treatment) trial,
which showed that the investigational drug NXY-059 did not meet its primary outcome of a statistically significant reduction in stroke-related disability,
as assessed by the Modified Rankin Scale (mRS) (p=0.33, odds ratio 0.94) compared to placebo.
There was no evidence of NXY-059 lowering the incidence of symptomatic intracranial haemorrhage when administered with rt-PA (p=0.56).
Mortality and the incidence and profile of adverse events in patients receiving NXY-059 were similar to placebo.
Target farmacologici per la neuroprotezione ischemica
III- INFIAMMAZIONE
Infiammazione e stroke
Infiammazione placca ateromasica
Stroke
pegg
ioram
ento
Attivazione astrociti/microglia
Infiltrazione leucocitaria
infiammazione
CLINICAL TRIALS WITH ANTIINFLAMMATORY DRUGS AS STROKE NEUROPROTECTANTS
- Leukocyte adhesion inhibition
Anti-ICAM-1 antibody (enlimonab) (EAST) Adverse Effect
HU23F2G – leukocyte adhesion inhibitor (HALT) No benefit
- Inhibition of cytokines
IL-1 R antagonist
Per ora nessun risultato
Target farmacologici per la neuroprotezione ischemica
IV - APOPTOSI
VARI INIBITORI DELLE CASPASI CON DIFFERENTI STRUTTURE MOLECOLARI
SPERIMENTALI NELL’ANIMALE
Non sono mai stati compiuti clinical trials con inibitori delle caspasi
L’entusiasmo si è notevolemente ridotto
Neuroprotezione
Selected ongoing trials of neuroprotection
Sacco et al., Lancet 369: 331, 2007
Recenti studi clinici per la neuroprotezione ischemica
I – Citicolina
Cytidine-5’-diphosphocholine (Citicoline)
Intermediate in the synthesis on phosphatidylcholine.
Essential for the biosynthesis of membrane
phospholipids
Inhibits the activity of some phospholipases,
Restores some enzymatic activities bound to neuronal
membranes
Elevates brain levels of some catecholamines.
Membrane stabilization
fallito
Recenti studi clinici per la neuroprotezione ischemica
II – Albumina umana (in fase di reclutamento)
fallito
ALBUMIN:
Enhances red cell oxygen transport capacity,
Reduces leukocyte adhesion within the brain micorcirculation
Endowed with antioxidant effects
La minociclina: una tetraciclina neuroprotettiva
Possibili meccanismi neuroprotettivi
Antiossidante
Antinfiammatoria
Inibisce le metalloproteinasi
Promuove l’espressione di Bcl-2
Inibisce la poli (ADP-ribosio) polimerasi
?
Recenti studi clinici per la neuroprotezione ischemica
IV – Statine (in corso)
STATINS
3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase inhibitors
Pleiotropic effects in addition to cholesterol
lowering properties
Reduce ishemic volumes in several preclinical experimental
models
Figure 1. The pleiotropic effects of statins in stroke
A schematic of the cholesterol biosynthesis pathway showing the
effects of inhibition of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A
reductase by statins. Decreased isoprenylation of signaling
molecules leads to modulation of various signaling pathways.
Neurology 2013. Cappellari et al
Azione antiinfiammatoria , promozione sinaptogenesi
protezione endoteliale, incremento di VEGF
?!
Il concetto di “unita neurovascolare”
dalla neuroprotezione alla protezione neurovascolare
control
ischemia
Edward Jenner 1796
( apprendista farmacista)
PRIONE