Processo infiammatorio arteria normale attivazione endoteliale progressione strie lipidiche ateroma intramurale maturo complicanze rottura cappa fibrosa placca fibrosa/ calcifica erosione endoteliale STENOSI TROMBOSI RIMODELLAMENTO L’aterosclerosi è un processo infiammatorio a carico delle pareti arteriose le cui complicanze cardiovascolari sono la principale causa di morbidità e mortalità nei Paesi industrializzati. Oggi sono note diversi momenti che concorrono al divenire della placca ateromasica e che costituiscono quindi motivo di potenziale intervento terapeutico mirato alla modulazione in senso inibitorio e/o alla riduzione della progressione della placca stessa con il fine di ridurre gli eventi cardiovascolari.

Tra le vie metaboliche note partecipare alla progressione della placca ateromasica, la via del mevalonato appare tra le più interessanti e più rilevanti. In particolare, la via del mevalonato è importante non solo per la sintesi del colesterolo, ma anche per la sintesi e formazione di una serie di proteine chiamate “proteine prenilate” che svolgono diversi ruoli nel controllo della proliferazione, dell’aggregazione piastrinica e per altri aspetti che coinvolgono la biologia cellulare. Ne consegue che farmaci in grado di interferire con questa via non solo sono potenzialmente in grado di inibire la sintesi di colesterolo e quindi manifestare un’azione ipolipidemizzante ma anche a un controllo di quelle proteine, tra cui ricordiamo la famiglia RAS e la famiglia RhO coinvolte nei processi ateromasici.

-Tocotrienol decrease incorporation of acetate but not mevalonate into cholesterol in HepG2 cells Rex A. Parker et al, The Journal of Biological Chemistry 1993;Nov. 6:11230-11238

Suppression of HMG-CoA reductase total activity correlates with inhibition of cholesterol synthesis by g-tocotrienol in HepG2 cells Rex A. Parker et al, The Journal of Biological Chemistry 1993;Nov. 6:11230-11238

Mechanism of the cholesterol suppressive action of tocotrienol - - + Tra i vari inibitori, oltre alle note statine agenti in grado di inibire in modo competitivo l’enzima chiave della via, HMG-CoA riduttasi, ci sono i tocotrienoli in particolare l’isoforma gamma che appaiono particolarmente interessanti per la loro capacità di inibire con meccanismo post-trascrizionali l’attività dell’enzima HMG-CoA riduttasi. In particolare, l’aumentata disponibilità di farnesolo è in grado di favorire la degradazione e l’inibizione dell’enzima HMG-CoA riduttasi. A. Theriault et al., Clinical Biochemistry 1999;Vol 32:309-319

Mechanism for the reduction in low density lipoprotein (LDL) by tocotrienol Le conseguenze della inibizione della sintesi di colesterolo a livello delle cellule epatiche, è un’aumentata espressione dei recettori per le LDL (lipoproteine veicolanti colesterolo e responsabili del rischio aterogenico) che favorisce l’interazione e la captazione delle lipoproteine plasmatiche ed un potenziale effetto ipocolesterolemizzante. A. Theriault et al., Clinical Biochemistry 1999;Vol 32:309-319

Effects of of Tocotrienol-Rich Fraction (TRF25) on serum lipid parameters in hypercolesterolemic human subjects A documentare l’efficacia del tocotrienoli nell’inibire la sintesi di colesterolo sono i risultati di una serie di studi clinici che hanno documentato la capacità di frazione richiantrocotrenoli di inibire i parametri lipidici in pazienti ipercolesterolemici. Dalla tabella si evince la capacità dei derivati tocotrienolici di inibire in modo dose-dipendente il colesterolo LDL fino al 25% di inibizione e di aumentare il colesterolo HDL, suggerendo quindi un importante controllo del profilo lipidico e ad evidenziarne un effetto antiaterosclerotico. Asaf A. Qureshi et al., Atherosclerosis 2002;161:199-207

Synergistic effect of of Tocotrienol-Rich Fraction (TRF25) and lovastatin Asaf A. Qureshi et al., Journal of Nutritional Biochemistry 2001;12:318-329

Serum lipid parameters in GROUP A Asaf A. Qureshi et al., Journal of Nutritional Biochemistry 2001;12:318-329

Serum lipid parameters in GROUP B Asaf A. Qureshi et al., Journal of Nutritional Biochemistry 2001;12:318-329

Formazione della Placca Aterosclerotica Attivazione endoteliale up-regulation molecole di adesione migrazione leucocitaria aumentata permeabilità endoteliale Shear stress intermittente F.di R. LDL Molecole di Adesione Selectine Immunoglobuline endoteliali Chemoattrattanti Chemochine Infiammazione La conoscenza dei meccanismi alla base del processo aterogenico in particolare l’attivazione endoteliale, ha chiaramente aperto nuove vie per un possibile intervento antiaterosclerotico diretto a livello della parete arteriosa. In particolare, l’insulto a carico dell’endotelio può portare ad una aumentata espressione di molecole di adesione le cui conseguenze sono un’aumentata captazione di linfociti, monociti circolanti, e d’altro lato favorire tutti quei processi che aumentano la permeabilità endoteliale e quindi favorire eventi di tipo infiammatorio.

Matrice extracellulare Endotelio attivato VCAM-1 ICAM-1 ADESIONE MCP-1 M-CSF DIAPEDESI PECAM-1 Chemoattrattanti Chemochine MONOCITI Il legame del monocita all’endotelio Selectine Immunoglobuline endoteliali (monocyte-chemoattractant protein-1) (macrophage colony-stimulating factor) E-selectina (platelet endothelial-cell adhesion molecule-1) Numerosi studi hanno documentato come un endotelio perturbato e/o disfunzionante, è caratterizzato da una aumentata espressione di selectine, di VCAM, ICAM, molecole di adesione che partecipano in modo importante alla captazione e al richiamo di cellule circolanti della serie bianca responsabili dell’evento infiammatorio. INTIMA

Formazione della Placca Aterosclerotica “ lesione intermedia” formazione “strie lipidiche” LDL migrazione cellule muscolari lisce Infiammazione ingrandimento nucleo lipidico Durante il processo ateromasico, queste fasi di tipo infiammatorio sono anche responsabili del richiamo di lipoproteine dal circolo sanguigno, dalla loro ossidazione e del successivo accumulo delle cellule cosiddette schiumose. Queste insieme alla proliferazione migrazione delle cellule muscolari lisce partecipano a quelle che sono gli eventi che concorrono a formazione della lesione intermedia. Fattori di Crescita Grow Factors

Formazione della Placca Aterosclerotica “ lesione avanzata” assottigliamento del cappuccio fibroso (erosione) F.di R. LDL rottura della placca (shoulder region) Infiammazione TROMBOSI Metalloproteinasi Enzimi litici – Fattori della Coagulazione Fattore Tissutale

Ne consegue che farmaci in grado di inibire tali processi sono di particolare interesse per un’azione antiaterosclerotica diretta indipendentemente dall’azione ipolipidemizante. La diapositiva mostra la capacità dei vari tocotrienoli soprattutto della serie gamma, di inibire in modo concentrazione dipendente quello che è l’effetto antiproliferativo delle cellule muscolari della parete arteriosa.

Concentration dependent effects of -Tocotrienol on VCAM-1 expression in cultured endothelial cells L’effetto dei tocotrienoli sull’espressione delle molecole di adesione risulta concentrazione dipendente. A. Theriault et al., Atherosclerosis 2002;160:21-30

Effects of -Tocotrienol on VCAM-1, ICAM-1 and E-selectin expressionin in cultured endothelial cells I tocotrienoli proprio per la loro azione di inibizione dell’attività dell’enzima HMG-CoA riduttasi manifestano un’azione di tipo pleiotropico. Tra questi effetti vanno ricordati per esempio l’azione di queste molecole nell’inibire le molecole di adesione e quindi favorire quelle che sono quei processi di controllo dell’evoluzione della placca. A. Theriault et al., Atherosclerosis 2002;160:21-30

Effects of a-tocotrienol and analogs on the adherence of monocytes to HUVEC L’inibizione di queste proteine di adesione si traduce in una minor adesione dei monociti alle cellule endoteliali ad evidenziare come effettivamente ci sia una correlazione tra controllo della molecola di adesione e l’effetto antinfiammatorio. A. Theriault et al., Atherosclerosis 2002;160:21-30

Effect of farnesol and geranylgeraniol on the inhibitor effect of a-tocotrienol on monocyte adherence to HUVEC Di notevole importanza e conferma è la capacità dal farnesolo e del geranilgeraniolo di prevenire l’effetto dei tocotrienoli sulla inibizione dell’adesione dei monociti a supportare come tali effetti siano legati all’azione primaria di queste molecole sulla via del mevalonato cioè l’inibizione della HMG-CoA reductasi. A. Theriault et al., Atherosclerosis 2002;160:21-30

Effect of a-tocopherol, Tocotrienol-Rich Fraction (TRF25), and didesmethyl tocotrienol (d-P25-T3) on total and LDL cholesterol in C57BL/6 apoE mice Asaf A. Qureshi et al., J Nutr 2001;131:2606-2618

Effect of a-tocopherol, Tocotrienol-Rich Fraction (TRF25), and didesmethyl tocotrienol (d-P25-T3) on esperimental atherosclerotic plaque formation Questi effetti antiaterosclerotici diretti sia antinfiammatori sia antiproliferativi si confermano in modelli animali dove il trattamento con tocotrienoli sia della serie gamma sia della serie alfa, ha dimostrato un’inibizione di quella che è la formazione di placche aterosclerotiche in modelli sperimentali. Asaf A. Qureshi et al., J Nutr 2001;131:2606-2618

Mechanism by which tocotrienol inhibits the generation of foam cells Lo schema riassume i principali bersagli dell’azione antiaterosclerotica diretta dei tocotrienoli che sono da attribuirsi sia alla riduzione delle LDL circolanti e quindi alla minor disponibilità delle stesse di venire captate da cellule periferiche, all’azione antiossidante, all’azione antinfiammatoria sulle molecole di adesione così pure sul richiamo di monociti e di cellule infiammatorie dal torrente circolatorio. Tutti questi eventi si traducono chiaramente in un effetto antiaterosclerotico diretto dei tocotrienoli. A. Theriault et al., Clinical Biochemistry 1999;Vol 32:309-319

Randomised controlled trial of a-Tocopherol in pateints with coronary disease: Cambridge Heart Antioxidant Study (CHAOS) N.G. Stephens et al, Lancet, 1996; Vol 347, 781-86

Randomised controlled trial of a-Tocopherol in pateints with coronary disease: Cambridge Heart Antioxidant Study (CHAOS) N.G. Stephens et al, Lancet, 1996; Vol 347, 781-86

Randomised controlled trial of a-Tocopherol in pateints with coronary disease: Cambridge Heart Antioxidant Study (CHAOS) N.G. Stephens et al, Lancet, 1996; Vol 347, 781-86

Effects of -Tocotrienol and analogs on the expression of adhesion molecules in cultured endothelial cells a-T3: a-tocotrienol a-T: a-tocopherol a-TS: a-tocopheryl succinate A. Theriault et al., Atherosclerosis 2002;160:21-30

a-tocopherol reduces CD36 scavenger receptor expression in smooth muscle cells R. Ricciarelli et al., Circulation 2000;102:82-87

a-tocopherol reduces CD36 scavenger receptor expression in monocyte-derived macrophages AT: a-tocopherol S. Devaraj et al., J Lipid Res 2001;42:521-527

Effect of a-tocopherol on AcLDL- and OxLDL-induced CD36 scavenger receptor expression S. Devaraj et al., J Lipid Res 2001;42:521-527

Effect of a-tocopherol on cholesteryl ester accumulation in macrophages S. Devaraj et al., J Lipid Res 2001;42:521-527

Processo infiammatorio arteria normale attivazione endoteliale progressione strie lipidiche ateroma intramurale maturo complicanze rottura cappa fibrosa placca fibrosa/ calcifica erosione endoteliale STENOSI TROMBOSI RIMODELLAMENTO Una serie di studi ha chiaramente documentato come i fattori di rischio colesterolo, fumo di sigaretta, ipertensione, possano scatenare eventi a carico della parete arteriosa che si traducono nella formazione ed evoluzione della placca ateromasica. I processi infiammatori sono tra i principali eventi che concorrono al divenire della placca ateromasica. Le conoscenze documentate sugli eventi alla base della eziopatogenesi del processo aterosclerotico sono fondamentali per poter identificare nuovi bersagli terapeutici sia per un’azione antiaterosclerotica legata alla riduzione di un fattore di rischio (vedi effetto ipolipidemizzante) sia per un’azione diretta a carico della parete arteriosa (vedi effetti antiaterosclerotici diretti). I tocotrienoli per le loro caratteristiche e per la loro capacità di interferire con una delle vie fondamentali del processo ateromasico, la via metabolica del mevalonato hanno documentato in una serie di modelli sperimentali o confermati alcune evidenze cliniche una loro importante efficacia come potenziale composti all’attività ipolipidemizzante ed antiaterosclerotica.