La preparazione alla PCI nelle SCA Razionale all’impiego degli antiaggreganti e degli anticoagulanti Firenze, 23 gennaio 2010 Maddalena Lettino Fondazione IRCCS Policlinico S. Matteo, Pavia

Hemostasis is the process that maintains the integrity of a closed, high-pressure circulatory system after vascular damage An impermeable platelet and fibrin plug is formed at the site of injury (to prevent blood loss) Platelets and coagulation must be localized, avoiding clot propagation in the vessel lumen The clot is later dissolved by protease reaction, fibrinolysis, which also prevents the vessel from being occluded by the clot

L’ulcerazione del cappuccio fibroso che ricopre la superficie di una placca aterosclerotica ad elevato contenuto lipidico e’ uno dei meccanismi patologici che piu’ spesso danno origine ad una sindrome coronarica acuta. Se il trombo non e’ occlusivo la manifestazione clinica piu’ probabile e’ quella dell’angina instabile o dello NSTEMI.

1. Fase di Inizio La lesione della parete vascolare mette il sangue a contatto con le cellule subendoteliali. Il fattore tissutale (TF) viene esposto e si lega al FVIIa o FVII che viene di conseguenza convertito in FVIIa. Il complesso TF/ FVIIa attiva FIX e FX. Il FXa si lega al FVa sulla superficie della cellula.

Toschi V et al, Circulation 1997 E’ stata documentata la presenza di elevati quantitativi di Tf attivo nel contesto delle placche a prevalente contenuto fibrinico che sono anche quelle piu’ altamente trombogeniche Toschi V et al, Circulation 1997

2. Fase di Amplificazione Il complesso FXa/FVa converte piccole quantità di protrombina in trombina. La trombina così generata attiva FVIII, FV, FXI e le piastrine a livello locale. Il FXIa converte il FIX in FIXa. Le piastrine attivate legano FVa, FVIIIa e FIXa.

Gli anticoagulanti L’eparina non frazionata (UFH) Le eparine a b.p.m.(LMWH) Gli inibitori del Xa (fondaparinux) Gli antitrombinici diretti (bivalirudina)

Xa IIa AT MS MS MS MS MS MS MS p MS MW 1.7-5.4 kDa MW > 5.4 kDa >17 monosaccharide units Anti-FXa and anti-thrombin activity p = pentasaccharide MW 1.7-5.4 kDa 5-17 monosaccharide units Only anti-FXa activity p = pentasaccharide Figure 1. Differences between the mechanism of AT-mediated inhibition of FXa and that of thrombin by heparins. Inactivation of FXa only requires binding of a short heparin residue containing a short pentasaccharide chain to AT, whereas for thrombin inhibition both binding to AT and to thrombin is necessary, which is only possible with molecules of a MW > 5.4 kDa and consisting or more than 17 monosaccharide units.

Factor Xa: At the core of the coagulation cascade1 Intrinsic pathway Intrinsic pathway Extrinsic pathway VIIIa Ca2+ PL IXa 1 Inhibition of one molecule of factor Xa can inhibit the generation of 50 molecules of thrombin2 Xa X Xa Va PL Ca2+ 50 II IIa Fibrin Fibrinogen Clot 1. Rosenberg RD, Aird WC. N Engl J Med 1999;340(20):1555–64. 2. Wessler S, Yin ET. Thrombo Diath Haemorrh 1974;32(1):71–8.

Thrombin Fibrinogen binding site Arg Val Active site In questa sequenza viene mostrato come questi inibitori diretti della trombina impediscono il legame del fibrinogeno alla trombina e la azione catalitica di quest’ultima C Mattson, AstraZeneca

Arg Fibrin Thrombin Val Fibrinopeptides C Mattson, AstraZeneca

Thrombin Val Arg Val Arg Val Arg Val Arg Val Arg Val Arg Val Arg Val DTI C Mattson, AstraZeneca

Platelets and Coronary Thrombosis Coronary plaque Erosion/rupture Thrombotic occlusion Davies MJ. Am J Cardiol. 2001 Aug 16;88(4A):2F-9F

3. Fase di Propagazione Il complesso FVIIIa/FIXa attiva il FX sulla superficie delle piastrine attivate. Il FXa in associazione al FVa converte quantità maggiori di protrombina in trombina generando un “burst” di trombina. Il “burst” di trombina induce la formazione di un coagulo stabile di fibrina.

The Role of Platelets in Atherothrombosis 1 Adhesion 3 Aggregation On the left is a scanning electron micrograph (SEM) of adherent platelets. Platelets adhere to cell surfaces through their cell surface adhesion molecules and membrane receptors such as glycoprotein Ib/IX (GP Ib/IX), the ligand for von Willebrand factor. On the right is an SEM showing aggregated platelets forming a first hemostatic plug. When activation occurs, the glycoprotein IIb/IIIa membrane receptor (GP IIb/IIIa) is exposed. This receptor forms bridges using fibrinogen, which result in platelet aggregation. Without this aggregation, the platelet "plug" would rapidly be washed downstream by flowing blood. Platelet activation also exposes a phospholipid surface (meeting place) upon which coagulation proteins carry out their reactions. The sequential activation of these coagulation factors ultimately leads to the formation of fibrin, which is critical for stabilizing the hemostatic plug. 2 Activation References Colman RW, Hirsh J, Marder VJ, Salzman EW. Overview of the thrombotic process and its therapy. In: Colman RW, Hirsh J, Marder VJ, Salzman EW, eds. Hemostasis and Thrombosis. 3rd ed. Philadelphia, Pa: J.B. Lippincott; 1994:1153. Cotran RS, Kumar V, Robbins SL, eds. Robbins Pathologic Basis of Disease. 5th ed. Philadelphia, Pa: W.B. Saunders; 1994:101-103.

clopidogrel Gli inibitori del recettore per l’ADP agiscono precocemente nella fase di attivazione piastrinica: prevengono la degranulazione e la fase di rilascio dei mediatori di flogosi e di trombosi; inibiscono di conseguenza il fenomeno di attivazione del recettore GPIIbIIIa. Si legano in modo selettivo e irreversibile al recettore tienopiridinico e in particolare alla subunita’ P2Y12; il clopidogrel e’ un profarmaco che viene trasformato in vivo in un metabolita attivo a breve emivita. ASA e clopidogrel esercitano un’azione sinergica sull’inibizione della funzione piastrinica.

Thrombogenesis Platelet Aggregation GPIIb/IIIa Fibrinogen 10

GPIIb/IIIa Inhibitors Binding Small molecule Abciximab Artist’s conception. Competitive blockade Highly specific for GPIIb/IIIa Mimic amino acid sequences Steric hindrance Nonspecific Binds with 3 chain on GPIIb/IIIa, v3 18

Recettori piastrinici

Esiste una stretta relazione tra l’attivazione della cascata emocoagulativa e l’attivazione piastrinica e le piastrine, oltre che essere a loro volta una fonte di attivatori della coagulazione, offrono anche il supporto anatomico (la membrana cellulare) per l’assemplaggio del complesso protrombinasico.

Badimon JJ, Lettino M, Toschi V et al, Circulation 1999 CONTROL CONTROL TFPI TFPI E’ questo e’ stato confermato anche dalle immagini in immunofluorescenza. LIPID RICH PLAQUE Badimon JJ, Lettino M, Toschi V et al, Circulation 1999

Platelet TF & Thrombus Growth 3.6 months Nemerson Y, 2000

Tissue Factor P-selectin Resting Platelets Unstimulated Unstimulated 47 KDa HUVEC TNFa Resting Platelets TF P-selectin Tissue Factor ADP Unstimulated ADP Unstimulated Platelet as a sorce of TF Camera et al ATVB 2003

Platelets contain TF mRNA Leukocytes Negative Ctrl TF plasmid Marker 1000 bp 700 bp 500 bp TF Le piastrine infine contengono l’RNA messaggero per il TF, derivato verosimilmente dai megacariociti progenitori forniti di nucleo. In conclusione lo studio documenta che le piastrine contengono TF e l’mRNA per produrlo. Stimolate dagli agonisti piu’ comuni possono incrementare la quota attiva di TF che viene espressa sulla loro membrana. Lo studio ha anche evidenziato che diverse categoria di farmaci antiaggreganti influenzano diversamente l’espressione del TF piastrinico. Le piastrine, nonostante la mancanza di un proprio nucleo, mantengono l’mRNA per il TF durante tutto il proprio ciclo vitale. Il reperto aggiunge nuovi dati alle capacita’ piastriniche di alimentare la formazione di un trombo e di fatto di amplificare la cascata coagulatoria e offrono un modello sperimentale di verifica dell’effetto farmacologico di preparati che interferiscono con l’aggregazione/coagulazione. 200 bp CD 45 100 bp Camera M et al, 2002

Hemostasis is the process that maintains the integrity of a closed, high-pressure circulatory system after vascular damage An impermeable platelet and fibrin plug is formed at the site of injury (to prevent blood loss) Platelets and coagulation must be localized, avoiding clot propagation in the vessel lumen The clot is later dissolved by protease reaction, fibrinolysis, which also prevents the vessel from being occluded by the clot

La microembolizzazione periferica e la riocclusione Inibitori del recettore GPIIbIIIa Anticoagulanti Antiaggreganti piastrinici Aggregati di piastrine attivate e leucociti possono migrare distalmente all’occlusione coronarica e compromettere il microcircolo, limitando il beneficio della riperfusione. In sede di lisi/frantumazione del trombo lo stimolo alla retrombosi e’ elevatissimo

Clopidogrel Improved Coronary Perfusion1 25 36% reduction* p <0.001 21.7 20 15.0 15 Primary endpoint* (%) 10 5 The major finding of the Clarity trial, is that Clopidogrel improved coronary perfusion in STEMI patients The primary endpoint for this study was the composite of occluded infarct-related artery (as defined by TFG 0/1), or death or MI by the time of pre-discharge angiogram or hospital discharge (maximum 8 days) if no angiography was performed1 For all randomized patients, the primary composite endpoint (TFG 0/1, death or MI) rate was 21.7% in the placebo group versus 15.0% in the clopidogrel group, reflecting an odds reduction of 36% (95% CI 2447%; p <0.001)1 Note: Relative risk reduction and odds reduction are not interchangeable terms. The CLARITY trial calculated odds reductions for all comparisons. Instead of using ‘relative risk reduction’ for describing comparisons, differences between the groups should be described by using the odds ratio or by using terminology such as ‘reduced the odds of xxx by x%’. Reference 1. Sabatine M et al. New Eng J Med 2005; 352: 1179–1189. Clopidogrel (n=1,752) Placebo (n=1,739) *Based on odds of an occluded infarct-related artery (TFG 0/1), death or MI by angiography for clopidogrel versus placebo (odds ratio: 0.64 [0.530.76]; p <0.001) 1. Sabatine M et al. New Eng J Med 2005; 352: 1179–1189.

Formazione e propagazione del trombo Microembolizzazione periferica Riocclusione