Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

MAIN DIRECTIONS OF DEVELOPMENTOF ANTI-AGGREGANTS AND CARDIOPROTECTORS

Abzalilov T.A. 1 Khayrzamanova K.A. 1 Nurlanova S.N. 1 Bashirov I.I. 2
1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Bashkir State Medical University of Russian Ministry of Healthcare
2 Izhevsk State Medical Academy
Myocardial infarction and the concomitant phenomenon of ischemic-reperfusion injury (a phenomenon that occurs as a result of the restoration of blood flow in the affected area in the postinfarction period) is one of the main causes of death worldwide, which makes the prevention and treatment of this condition a frequent task for clinicians. This pathological condition in the composition of acute coronary syndrome as a complication of atherosclerosis determines various pathogenetic mechanisms and represents a thrombogenic response inappropriate to needs. For treatment, the clinic currently undergoes mechanical reperfusion of the affected area of the heart and often uses potent antithrombotic drugs. The need to apply the above measures is accompanied by the requirement to maintain a balance with the individual risk of developing internal bleeding, which can manifest itself as a significant deterioration in the condition, up to a lethal outcome. An additional potentially severe complication of myocardial infarction can be damage from ischemia-reperfusion of the myocardium. For use in the prevention and treatment of this condition, research has been carried out on experimental heart conditioning (which is mostly of little use in clinical practice), new pharmacological preparations are also being searched for and their effectiveness is being verified in terms of their ability to induce a cardioprotective effect.
antiplatelet agents
cardioprotectors
ischemic-reperfusion injury
myocardial infarction
acute coronary syndrome

Инфаркт миокарда находится на первом месте среди причин смертности во всем мире, часто являясь следствием ишемической болезни сердца и коронарных артерий, которые могут развиваться как осложнение атеросклеротических поражений. Острый коронарный синдром как осложнение атеросклероза определяет различные патогенетические механизмы, включающие в себя воспаление, эндотелиальную дисфункцию, активацию тромбоцитов и образование тромба. Инфаркт миокарда с элевацией сегмента ST представляет собой неадекватный не соответствующий потребностям тромбогенный ответ, существенное количество случаев может определяться как полная тромботическая окклюзия эпикардиальных коронарных сосудов [1]. Инфаркт миокарда часто впоследствии может приводить к таким осложнениям, как феномен no-reflow (отсутствие восстановления объема кровотока, несмотря на проведенную реперфузию), станнирование и гибернация миокарда, постинфарктное ремоделирование [2].

В настоящее время рекомендуемым способом лечения острого коронарного синдрома являются ранняя механическая реперфузия и использование сильнодействующих антитромботических препаратов, чтобы наиболее эффективно восстановить проходимость сосудов и значительно снизить риск развития острых и поздних сердечно-сосудистых событий. Широкое использование внутрикоронарных приспособлений во время чрескожного коронарного вмешательства вызывает необходимость предотвращения потенциально опасных для жизни осложнений, связанных с этими приспособлениями, таких как ранний и поздний тромбоз стента. Необходимость скорой реперфузии и ингибирование тромбоза должны быть в балансе с индивидуальным риском развития внутреннего кровотечения, что является осложнением и четко установленной причиной заболеваемости и смертности у пациентов, прошедших процедуру чрескожного коронарного вмешательства [1, 3, 4].

Существует два пути образования тромба: коагуляция и активация тромбоцитов. Активация приводит к аутокринному и паракринному выпуску активных медиаторов и последующей агрегации. В течение нескольких лет были открыты и изучены молекулы, способные ингибировать активацию тромбоцитов, данные соединения фокусируются на трех ключевых стадиях процесса, таких как ингибирование формирования тромбоксана А2, блокада рецептора АДФ P2Y12 и блокада интегрин IIb-IIIa [1].

Ацетилсалициловая кислота (аспирин) является первым синтезированным эффективным антитромботическим агентом и играет важную роль в лечении сосудистого тромбоза и предотвращении развития крупных сердечно-сосудистых событий. Механизм действия препарата состоит в необратимой блокаде ЦОГ-1 и ЦОГ-2 (менее эффективно) путем ацетилирования их активного сайта, что способствует предотвращению продукции простагландина и тромбоксана. Но в последние два десятилетия были открыты и изучены, а впоследствии начали широко использоваться в клинической практике препараты с иными механизмами действия [5, 6].

В исследовании Sinan Demirtas et al. (2015) были изучены потенциальные протективные эффекты антикоагулянтов и антиагрегантов против оксидативного повреждения, индуцированного периферической ишемией-реперфузией. В экспериментальные группы входили ацетилсалициловая кислота, клопидогрел, ривароксабан, бемипарин натрия и энокзапарин натрия. По результатам эксперимента было выяснено отсутствие существенной разницы в уровнях монооксида азота среди всех групп, включая контрольную, однако в группах препаратов уровни малонового диальдегида в сердце и почках были значительно выше, а активность параоксоназы-1 была ниже по сравнению с группой контроля. Авторами был сделан вывод, что эффективность ацетилсалициловой кислоты была аналогична эффективности более новых препаратов [7].

Клопидогрел является блокатором рецептора P2Y12 второго поколения, активируется в печени путем цитохром-опосредованного двухстадийного окисления. Активное соединение необратимо связывается к свободному цистеину на рецепторе P2Y12, тем самым ликвидируя активность тромбоцита до момента прекращения его функционирования. Однако из-за различных метаболических уровней клопидогрела отмечаются значительные вариации толерантности к препарату, что может приводить к резистентности к препарату и вследствие этого – к снижению его эффективности. Данный препарат широко использовался в клинической практике как ингибитор агрегации тромбоцитов до открытия соединений нового поколения. В исследовании L. Ma et al. (2020) сравнивались эффективность клопидогрела и тикагрелора на пациентах с острым инфарктом миокарда. Было выяснено, что применение тикагрелора позволило снизить частоту развития побочных реакций и уменьшило количество основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Также было отмечено улучшение результатов количества тромбоцитов, максимального уровня агрегации и тропонина I [3].

Прасугрел является тиенопиридином третьего поколения, механизм действия которого схож с механизмом действия клопидогрела, с тем отличием, что полиморфизм молекул цитохрома не имеет значительного эффекта на метаболизм прасугрела. В основе лежит кишечная реакция, опосредованная эстеразой, которая формирует тиолактоны, впоследствии конвертируемые в их активную форму системой цитохрома P450. В работе Hautamaki et al. (2021) были сравнены препараты клопидогрел, прасугрел и тикагрелор в контексте лечения острого коронарного синдрома до проведения чрескожного коронарного вмешательства. В итоге было определено, что прасугрел и тикагрелор способствовали более полному восстановлению кровотока в артерии, ранее приведшей к развитию патологического состояния, и способствовали снижению уровня смертности [8].

Тикагрелор является первым представителем нового класса блокаторов АДФ, также именуемых тиазолопиримидинами; препарат действует как аналоги АДФ, напрямую связываясь с P2Y12, что вызывает обратимую блокаду рецептора. В работе Hamzah Khan et al. (2020) была исследована возможность применения тикагрелора как альтернативного варианта антитромботического препарата у пациентов, имеющих низкую чувствительность к аспирину. Феномен нечувствительности к аспирину определялся как неспособность малой дозы аспирина (81–325 мг) полностью ингибировать агрегацию тромбоцитов, индуцированную арахидоновой кислотой, что потенциально может развить у пациентов риск неблагоприятных кардиотромботических событий. В результате было выяснено, что все пациенты, нечувствительные к аспирину, имели 100%-ную чувствительность к тикагрелору [6]. В исследовании Wen-bin Zhang et al. (2021) проводилась оценка эффективности и безопасности монотерапии тикагрелором после осуществления чрескожного коронарного вмешательства. По результатам метаанализа было выяснено, что применение данного препарата после краткосрочного периода двойной антитромбоцитарной терапии позволило оптимизировать риск ишемии и кровотечения и снижало частоту проявления крупных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (инфаркта миокарда, реваскуляризации, инсульта и тромбоза стента) [4].

С открытием новых антитромботических препаратов была развита концепция двойной антитромбоцитарной терапии, при которой одновременно используются ацетилсалициловая кислота и ингибитор P2Y12 (тикагрелор, прасугрел или клопидогрел) в лечении пациентов с инфарктом миокарда с элевацией сегмента ST и отсутствием элевации. Однако применение данной опции должно быть скорректировано с потенциальным риском развития кровотечений. В сетевом метаанализе Yi Xu et al. (2021) было определено, что краткосрочные периоды (1–3 месяца) двойной антитромбоцитарной терапии имели схожие уровни эффективности с более долгими периодами данной терапии (6 месяцев) у пациентов с болезнью коронарных артерий после установки стента с лекарственным напылением, в то время как у пациентов с острым коронарным синдромом терапия обязательно должна была быть продлена до 6 месяцев. Ранняя деэскалация двойной антитромбоцитарной терапии после 3 месяцев с переходом к монотерапии ингибитором P2Y12 рекомендовалась для пациентов с высоким риском кровотечения, сопровожденного ишемией. Продолжительность терапии больше 12 месяцев значительно снижала частоту тромботических осложнений, но также существенно повышала риск крупных кровотечений [9].

Иной мишенью для антитромбоцитарной терапии стал гликопротеин IIb/IIIa, который связывается с адгезивными молекулами фибриногеном, фибронектином, витронектином, фактором фон Виллебранда. Таким путем была образована группа препаратов, именуемых «ингибиторы гликопротеина IIb/IIIa», первый представитель которой, абсциксимаб, получил подтверждение в США в 1994 г. В 1996 г. был представлен препарат под названием «эптифибатид». Следующим подтвержденным препаратом был тирофибан [1]. Различными исследователями проводилась проверка возможности применения данных препаратов с аспирином или блокаторами рецептора АДФ. В работе Zhi-Jiang Xie et al. (2021) изучали эффективность и безопасность комбинированного применения тикагрелора и ингибиторов гликопротеина IIb/IIIa в сравнении с одиночным тикагрелором у пациентов с острым коронарным синдромом. В результате анализа было предположено, что пациенты, получившие комбинированную терапию, имели больший риск крупных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, любого вида кровотечения, также потенциально мог повыситься риск тромбоза стента и кардиогенного шока, но снизиться риск ишемического инсульта в сравнении с монотерапией тикагрелором [10].

Как уже было упомянуто выше, основным путем лечения при остром инфаркте миокарда является наиболее скорое проведение реперфузии. Однако было установлено, что восстановление кровотока в артериях сердца после ишемии может вызвать дисфункцию сердечной мышцы вследствие развития ишемического-реперфузионого повреждения, что впоследствии может привести к увеличению зоны инфаркта, повышению частоты аритмий и сильному нарушению параметров гемодинамики. В основе механизма повреждения от ишемии-реперфузии лежат перегрузка ионами Ca2+ в цитозольном содержимом кардиомиоцитов, недостаток производства АТФ, производство чрезмерного количества активных форм кислорода, индукция воспалительного процесса, повреждение аппарата митохондрий, активация и повреждение эндотелиальных клеток, запуск программируемой клеточной смерти (апоптоз или аутофагия) [11, 12].

С целью профилактики и ликвидации возможного развития данного опасного состояния на базе определения сигнальных путей и механизмов, отвечающих за ионную регуляцию и стабильность функционирования митохондрий в кардиомиоцитах, были разработаны фармакологические и нефармакологические варианты лечения [13]. При исследовании кардиомиоцитов в них были открыты сигнальные пути, способствующие снижению и устранению ущерба от ишемии-реперфузии. Данный феномен клеток миокарда стал называться кардиопротекцией [14].

В течение последнего десятилетия были идентифицированы препараты, способные вызывать кардиопротекцию, или данное свойство было обнаружено в соединениях, используемых в других областях медицины, к их числу относятся пурины (аденозин), катехоламины, тестостерон, брадикинин, адреномедулин, ангиотензин, фенилэфрин и эндотелин [15]. Кроме экспериментальных подтверждений эффективности уже известных агентов, дополнительно и многочисленно проводятся работы по поиску новых кардиопротективных соединений.

В исследовании Shan Lu et al. (2020) изучался эффект иминостилбена – простого низкомолекулярного соединения дибензоазепина. Было выяснено, что иминостилбен in vivo приводил к заметному ограничению зоны инфаркта миокарда у крыс и способствовал подавлению воспалительной реакции. По результатам in vitro экспериментов было видно, что препарат ингибировал транскрипцию и снижал уровни экспрессии воспалительных цитокинов, через стимуляцию падения экспрессии изофермента пируваткиназы типа М2 понижал экспрессию HIF1α и фосфориляцию STAT3 [16].

В работе Lu Wang et al. (2020) была проведена верификация одного из механизмов ишемии-реперфузии миокарда, исследовался эффект направленного подавления P2Y12 в макрофагах при ишемическом-реперфузионном состоянии сердца, для этой цели использовался лентивирусный вектор малых РНК, образующих шпильки (small RNA P2Y12). В результате был сделан вывод, что shRNA P2Y12 мог уменьшать частоту аритмий при реперфузии и после нее и снижал вероятность развития воспаления в модели инфаркта миокарда у крыс [17].

Lorenzo Nesti et al. (2021) проверяли возможность использования препарата тиазолидиндиона пиоглитазона (применяется в роли агента, повышающего чувствительность к инсулину) в плане эффекта на ишемию миокарда. По результатам нескольких исследований было выяснено, что пиоглитазон мог быть напрямую связан со снижением риска острого инфаркта миокарда и ишемического инсульта, мог подавлять прогрессирование атеросклеротических изменений в сосудах. Точные механизмы данных эффектов еще изучаются [18].

Потенциально полезные эффекты метформина были определены в исследованиях Tian Li et al. (2020) и Qun Chen et al. (2021). Результатом работы Tian Li et al. было выявление способности метформина к подавлению заряженного мультивезикулярного белка организма 2B через AMPK-atrogin-1-зависимый путь, это помогало поддерживать стабильное состояние механизмов аутофагии и способствовало устранению ее нарушений, что впоследствии улучшало состояние сердечной мышцы после ишемического-реперфузионного повреждения. В исследовании Qun Chen et al. метформин опосредовал уменьшение зоны повреждения миокарда путем улучшения предышемической функции митохондрий и устранения стресса эндоплазматического ретикулума [19, 20].

Pema Raj et al. (2021) исследовали полифенольное соединение стилбена ресвератрол, которое проявляло кардиопротективные свойства, в модели на животных с атеросклеротическими изменениями сосудов, ишемической болезнью сердца, инфарктом миокарда. Основным положительным эффектом было снижение зоны инфаркта по сравнению с контрольной группой животных [21].

В работе Dingyi Lv et al. (2021) изучался эффект применения тритерпеноидного сапонина Тубеймозид I в эксперименте ишемии на мышах. Препарат вводился интраперитонеально через 15 мин после стадии ишемии. В результате были определены улучшение постишемической сердечной функции, уменьшение зоны инфаркта, понижение релиза лактат дегидрогеназы, ослабление оксидативного стресса и снижение апоптотического индекса. Также было обнаружено, что применение Тубеймозида I в некоторой степени восстанавливало уровень SIRT3 (он опосредует деацитилирование большинства митохондриальных белков, высоко экспрессируется в сердце), сниженный ишемическим-реперфузионным повреждением, но кардиопротективные эффекты данного соединения отменялись ингибитором SIRT3 3-(1Н-1,2,3-триазол-4-ил) пиридином. Авторами был сделан вывод, что Тубеймозид I может являться кандидатным препаратом для устранения ишемического-реперфузионного повреждения и его последствий [22].

Ana Mata и Susana Cadenas (2021) изучали свойства фактора 2, связанного с ядерным фактором эритроидом-2 (Nuclear factor erythroid-2 related factor 2 – Nrf2), в условиях инфаркта миокарда на мышах и крысах. Nrf2 является транскрипционным фактором, который контролирует ответы клеточной защиты против токсического и оксидативного стресса путем моделирования экспрессии генов, вовлеченных в антиоксидантный ответ. Исследователями было обнаружено, что Nrf2 в составе сигнального пути Nrf2/Keap1 играл ключевую роль в защите против оксидативного стресса, вызванного чрезмерным образованием активных форм кислорода в постинфарктный период. Потеря эффективности наблюдалась у мышей, нокаутных по Nrf2. Были определены несколько соединений, проявивших эффективность в активации Nrf2 и, соответственно, кардиопротективные свойства. В числе таких соединений были сероводород, сульфорафан, карнозная кислота, куркумин, лютеолин, ресвератрол и диметил фумарат [23].

Заключение

Таким образом, исследователями по всему миру ведется поиск лекарственных соединений, имеющих более высокую эффективность как антитромботические агенты, в частности антиагреганты, и как кардиопротективные средства, для лечения острого коронарного синдрома, устранения последствий инфаркта миокарда, профилактики и ликвидации ишемического-реперфузионного повреждения. С этой целью более глубоко изучаются молекулярные и клеточные механизмы, сигнальные пути в явлении ишемии миокарда, определяются новые мишени и, соответственно, разрабатываются новые агенты для воздействия на них. При применении антитромботических препаратов, в особенности двойной антитромбоцитарной терапии, обязательно должен учитываться индивидуальный риск развития крупных и мелких кровотечений с возможной деэскалацией приема препаратов и/или заменой его на монотерапию. При поиске кардиопротективных агентов требуемые свойства могут быть найдены у препаратов, достаточно долгое время применяющихся в других областях медицины, либо у полностью новых натуральных или синтезированных соединений. Процесс верификации эффективности большинства таких соединений находится на этапе экспериментов in vitro и in vivo, не переходя в область клинических исследований.