World Rank Order of Disease Burden 1990 2020 Lower resp infection Diarrhoeal diseases Perinatal Major depression Isch heart disease Cerebrovasc diseas TB Measles Traffic accidents Cong anomalies Malaria COPD Falls Fe-def anaemia Prot-energy malnut 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 Isch heart disease 2 Major depression 3 Traffic accidents 4 Cerebrovasc disease 5 COPD 6 Lower resp infection 7 TB 8 War 9 Diarrhoeal diseases 10 HIV 11 Perinatal 12 Violence 13 Cong anomalies 14 Self-inflicted injuries 15 Bronchial and lung CA 16 17 19 28 33 19 24 25 37 39

Yeghiazarians Y, et al. N Engl J Med 2000; 342; 101-114.

Trombosi Trombosi Arteriosa : Trombosi Venosa : Adesione delle piastrine alla parete vascolare danneggiata - White in colour - Spesso associata con MI, stroke and iscemia cerebrale Trombosi Venosa : Sono il risultato di un rallentamento di flusso del sangue e ad attivazione della coagulazione - Red in color - Spesso associata con Interventi Chirurgici, Patologia Tumorale, Patologia cardiovascolare

Generazione di un trombo Fase Vascolare (disfunzione endoteliale) Fase Piastrinica (adesione, attivazione e aggregazione) Fase Coagulativa (attivazione)

Fase piastrinica Le piastrine sono cellule anucleate che derivano dai megacariociti L’integrità vascolare (endotelio)ne previene l’adesione e la attivazione Dopo danno vascolare (meccanico o chimico) le piastrine aderiscono al sottoendotelio o all’endotelio Subiscono quindi un cambiamento di forma (shape change), il rilascio del contenuto degli alpha-granuli (ADP) ed aggregano

Ruolo delle piastrine nella formazione di un trombo CONDIZIONI FISIOLOGICHE LESIONE VASCOLARE 1) Adesione Flusso Flusso EC EC Sottoendotelio GPIb EC GPVI vWF COL Sottoendotelio

2) Attivazione 3) Aggregazione Flusso EC Sottoendotelio Flusso EC ADP TXA2 GPIIbIIIa GPIb EC GPVI vWF COL vWF Sottoendotelio 3) Aggregazione Flusso TXA2 ADP TXA2 GPIIbIIIa GPIb EC GPVI vWF COL vWF Sottoendotelio

Platelet adhesion, …. ….activation and degranulation …and aggregation GP Ib Platelet adhesion, …. Dysfunctional endothelium Platelet GPIIb EC GPIIIa Adhere to Collagen and von Willebrand factor via GP Ib in the subendothelium ….activation and degranulation GP IIb/IIIa Fibrinogen Adhere to Collagen and von Willebrand factor via GPIb in the subendothelium Platelet …and aggregation Fibrinogen

Meccanismi di attivazione L ADP Collagene TXA2 GPIIb-IIIa Trombina Legame al Fibrinogeno Forza di taglio

Principali farmaci antiaggreganti TICLOPIDINA CLOPIDOGREL ADP ANTAGONISTI GPIIb-IIIa ASPIRINA Collagene TXA2 GPIIb-IIIa Trombina Forza di taglio

L’Aspirina: meccanismo Acetilazione irreversibile della cicloossigenasi-1 TXA2 biosintesi piastrinica di TXA2 vWF, Fn Vn, Tsp Blocco dell'amplificazione della aggregazione piastrinica da TXA2 e da endoperossidi ciclici Collagene PDGF, ßTG, PF4

Aspirina: Dosi Antitrombotiche Patologia Dose minima efficace pro die (mg) Angina Stabile 75 Angina Instabile 75 Infarto Miocardico Acuto 160 TIA o Minor Stroke 50 Stroke Ischemico Acuto 160

Aspirina: Quali Dosi ? 1 2 3 4 1250 1) analgesica 2) antiinfiammatoria 3) antipiretica 4) antitrombotica 1000 750 500 250 1 2 3 4

Farmaci antiaggreganti: aspirina Aspirina - meccanismo Acetila in modo irreversibile la cicloossigenasi Inibizione permane per ~10 giorni (emivita piastrinica) Aspirina - limiti Non inibisce l’aggregazione indotta da agenti che non utilizzano il metabolismo dell’AA (Thr, ADP) Ipersensibilità e “resistenza” Sanguinamenti gastrointestinali

Aspirino-Resistenza Identifica l’incapacità dell’aspirina di inibire l’aggregazione piastrinica o di proteggere un individuo da complicanze trombotiche Possibili meccanismi: ridotta biodisponibilità, indeguato metabolismo, ridotta inibizione del trombossano, fattori genetici…… Rilevanza clinica: da stabilire

Struttura Composti Tienopiridinici

Clopidogrel e Ticlopidina ADP ADP Piastrina Ridotto legame al fibrinogeno Inibizione irreversibile e selettiva del legame dell ’ADP al suo recettore

Recettori P2Y nelle Piastrine ADP ADP A2P5P A3P5p A3P5PS Metaboliti delle Tienopiridine AR-C66096 P2Y1 P2Y12 AC PLC Gaq Gai2 - ATP cAMP Ca++ Fasi iniziali (shape change) Amplificazione AGGREGAZIONE PIASTRINICA POTENZIAMENTO DELLA SECREZIONE PIASTRINICA

Farmaci antiaggreganti: tienopiridinici Tienopiridine (ticlopidina e clopidogrel) Inibiscono in modo irreversibile e selettivo il P2Y, recettore piastrinico per l’ADP Sono profarmaci Effetti collaterali: Reazioni cutanee, disordini gastrointestinali, e di carattere emorragico Per la sola Ticlopidina: alterazioni della crasi ematica

Studio CURE: Risultati 0.14 PLACEBO+ASA Riduzione del rischio relativo 20% 0.12 0.10 Punteggio di rischio globale CLOPIDOGREL+ASA 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 6 12 Follow-up (mesi) The CURE Investigators N Engl J Med 2001, 345, 494

Attivazione piastrinica TICLOPIDINA CLOPIDOGREL ADP Collagene ASPIRINA TXA2 GPIIb-IIIa Trombina Legame al Fibrinogeno Forza di taglio

Complesso glicoproteico GP IIb-IIIa e aggregazione piastrinica Pazienti con trombastenia di Glanzmann mostrano deficit congeniti o alterazioni funzionali del GP IIb-IIIIa Tali alterazioni si accompagnano ad un ridotto o assente legame del fibrinogeno alle piastrine Carenza o mancata funzione del GP IIb-IIIa si accommpagna a un difetto globale di aggregazione piastrinica

Antagonisti complesso GP IIb/IIIa Abciximab: forma chimerica dell’anticorpo monoclonale murino c7E3 Fab (parenterale) diretto contro il complesso glicoproteico GP IIbIIIa Eptifibatide: Antagonista peptidico della sequenza RGD del fibrinogeno (parenterale) Fibani: Composti peptidomimetici che inibiscono in modo competitivo il complesso GP IIbIIIa (parenterale)

Indicazioni terapeutiche degli anti GPIIb-IIIa In aggiunta ad aspirina ed eparina nella prevenzione di complicanze ischemiche su base trombotica Interventi di rivascolarizzazione Infarto miocardico acuto

Effetto paradosso degli inibitori del complesso glicoproteico IIb/IIIa Effetto paradosso degli inibitori del complesso glicoproteico IIb/IIIa. In alcune situazioni e sottodosati, gli inibitori del complesso glicoproteico IIb/IIIa possono provocare aumento del rischio trombotico a causa di attivazione piastrinica e di aumento dell’espressione di CD40L. CD40L, ligando di CD40 modificata da Antman EM. Am Heart J 2003

FIXa Tissue Factor VIIa FXa Trombina Protrombina Fibrina Fibrinogeno Via estrinseca Via intrinseca Tissue Factor Ca++ Fosfolipidi Membrana Cellulare FIXa FVIIIa VIIa FIX FX FX FXa FVa Trombina Protrombina Fibrinogeno Fibrina

Farmaci Anticoagulanti Anticoagulanti orali Eparine ad alto e basso peso molecolare Inibitori diretti del FXa Antitrombinici

Anticoagulanti orali Wisconsin Alumni Research Foundation coumARIN Dicumarolo è stato il primo isolato da trifoglio dolce - causava emorragia nel bestiame Sintesi di composti cumarinici Wisconsin Alumni Research Foundation coumARIN Anticoagulanti orali Meccanismo d’azione Gli anticoagulanti orali (warfarina e acenocumarolo) inibiscono la carbossilazione dei fattori della coagulazione vitamina-K dipendenti: fattori II, VII, IX, and X

L’ossidazione della vitamina K si accompagnata con la -carbossilazione dei residui di acido glutamico, necessari per chelare il Ca2+ La Warfarina blocca la vit K epossido-reduttasi e quindi la disponibilità di vit K nella forma ridotta, substrato della reazione

AO AO AO FIXa Tissue Factor VIIa FXa Trombina Protrombina Fibrina Via estrinseca Via intrinseca Tissue Factor Membrana Cellulare FIXa FVIIIa VIIa AO FX FX AO FXa FVa AO Trombina Protrombina Fibrinogeno Fibrina

Anticoagulanti orali Assorbimento veloce e completo dopo assunzione orale Elevato legame alle proteine plasmatiche (>99%) Biodisponibilità del 100% Emivita media particolarmente lunga (36 - 42 ore) Attraversano la barriera placentare (teratogeni) La clearance è funzione CY2C9* e CYP2C19 * Lento metabolismo in portatori di una mutazione allelica spiega perché in ~10% dei pazienti si raggiunge un range terapeutico con basse dosi (<1mg/d)

Association of polymorphisms in the cytochrome P450 CYP2C9 with warfarin dose requirement and risk of bleeding complications Aithal et al. The Lancet 353;717:1999 Questa osservazione suggerisce: un “controllo genetico” della anticoagulazione l’identificazione di gruppi che sono “iper- responsivi” alla terapia con warfarin Infatti in soggetti portatori di tali alleli (21% della popolazione generale) la dose iniziale di W può essere ridotta di circa 4 volte Mentre in soggetti a rischio (anziani) si può usare un altro AO che non utilizza in CYP2C9

Monitoring Warfarin Therapy is a Balancing Act!

Anticoagulanti orali Monitoraggio International Normalized Ratio (INR) Monitoraggi frequenti per somministrare la giusta dose non consente un facile uso degli anticoagulanti orali Centri Specializzati

Anticoagulanti orali Problemi Finestra terapeutica molto stretta Variabilità di risposta Controllo di laboratorio frequente Non aderenza alla terapia Emorragia dose-dipendente Interazioni con farmaci ed alimenti

Anticoagulanti orali Emoraggia Sospensione del farmaco Somministrazione Vitamina K (fitonadione) Trasfusione plasma fresco o congelato Complesso protrombinico concentrato

Anticoagulanti orali Indicazioni Prevenzione primaria e secondaria tromboembolia venosa ed embolia polmonare Prevenzione tromboembolismo in pazienti con fibrillazione atriale o in portatori di protesi valvolari Prevenzione primaria in soggetti ad alto rischio di infarto Prevenzione stroke e ricorrenza di infarto

Eparine ad alto e basso peso molecolare

Eparine Appartengono ad una famiglia eterogenea di polisaccaridi lineari: i glicosaminoglicani Sintetizzati dai mastociti ed isolati e purificati da mucosa intestinale porcina Si legano alle cellule endoteliali, ai macrofagi ed a proteine plasmatiche e piastriniche

Which Heparin? Unfractionated and LMW Heparin UFH = mean 50 saccharide units LMWH = mean 18 saccharide units

Eparine:meccanismo d’azione L’attività anticoagulante dell’eparina è mediata da: presenza di antitrombina (AT III) nel sangue sequenza pentasaccaridica nelle molecole di eparina UFH L’ATIII inibisce alcuni fattori della coagulazione attivati Il legame eparina-ATIII ne accelera la attività inibitoria di almeno 1.000 volte LMWH

Which Heparin? LMWHs also of Differing Chain Length Weitz J, et al. N Engl J Med 1997

FIXa Tissue Factor VIIa FXa Trombina ATIII EPARINE Protrombina Fibrina Via estrinseca Via intrinseca Tissue Factor Membrana Cellulare FIXa FVIIIa VIIa FIX FX ATIII FX EPARINE FXa FVa Trombina Protrombina Fibrinogeno Fibrina

Eparina non frazionata Somministrazione sottocute o endovena per infusione continua Distribuzione volume ematico, legame specifico e non a proteine plasmatiche ed a membrane cellulari. 10-20% biodisponibile dopo s.c. Eliminazione eliminazione rapida ad opera del sistema reticolo endoteliale e dai mastociti Monitoraggio continuo con tempo di coagulazione

Eparine a basso peso molecolare Migliore biodisponibilità (s.c.) Emivita più lunga Eliminazione dose-indipendente Minori effetti collaterali

Eparine: Reazioni avverse SANGUINAMENTO PIASTRINOPENIA Osteoporosi Necrosi cutanee Reazioni di ipersensibilità Ipoaldosteronismo

Eparina: Sanguinamento Sospendere la somministrazione oppure Somministrare Solfato di Protamina in infusione lenta endovenosa (1 mg/100 IU di eparina stimate) Il solfato di protamina può dare reazioni allergiche

Eparine: Piastrinopenia La piastrinopenia è associata alla comparsa di immunocomplessi IgG/eparina L’incidenza di piastrinopenia è variabile (0.1 -1%) e dipende dalla preparazione dell’eparina e dalla patologia La piastrinopenia si associa a trombosi venosa o arteriosa (incidenza 0.4%) come conseguenza di una attivazione piastrinica e della coagulazione

Eparina: uso clinico Profilassi in interventi chirurgici al basso addome e di cardiochirurgia Trombosi venosa profonda Embolia Polmonare Angina ed infarto del miocardio Ristenosi dopo angioplastica Per ricoprire stents, canule, superfici artificiali……

Inibitori diretti del FXa

Inibitori diretti del FXa Fondaparinux: pentasaccaride di sintesi Analogo alla sequenza che lega l’ATIII nelle eparine ad alto e basso peso molecolare Inibisce selettivamente il FXa Antitrombina III Pentasaccaride Fattore Xa

Fondaparinux: Farmacocinetica Emivita 12 -18 ore dopo somministrazione sc e di 3-5 ore dopo somministrazione ev Biodisponibilità del 100% (non si lega a proteine plasmatiche o cellulari) Attività anticoagulante prevedibile, non necessità di monitoraggio Volume di distribuzione basso Eliminazione renale del farmaco immodificato

Fondaparinux Vantaggi: Problemi:antidoto Una sola somministrazione giornaliera Basso rischio di sanguinamento Nessuna interazione con le piastrine Nessuna interazione farmacologica Risposta terapeutica prevedibile Problemi:antidoto Effetto non antagonizzato dal solfato di protamina Possibile uso di fattori della coagulazione ricombinante, non sempre disponibili e costosi

Fondaparinux Appprovato dalla FDA per la profilassi del tromboembolismo venoso in pazienti con frattura d’anca, e interventi di chirurgia ortopedica maggiore all’anca ed al ginocchio

FIXa Tissue Factor VIIa FXa Trombina ANTITROMBINICI Protrombina Via estrinseca Via intrinseca Tissue Factor Membrana Cellulare FIXa FVIIIa VIIa FIX FX FX ANTITROMBINICI FXa FVa Trombina Protrombina Fibrinogeno Fibrina

Inibitori della Trombina Lepirudina Argatroban Bivalirudina Ximelagatran / Melagatran* *ritirato dalla FDA nel per tossicità epatica

Inibitori diretti della trombina Thrombin is the central effector of coagulation and amplifies its own production, it is a natural target for pharmacologic intervention. Target sites on the thrombin molecule responsible for substrate recognition and/or cleavage. By blocking either the active site alone or both the active site and exosite I, DTIs specifically inhibit thrombin activity.