Nuove evidenze sull’attività S/DMOADs e antalgica/antinfiammatoria del condroitin solfato

del condroitin solfato Attività S/DMOADs del condroitin solfato

Attività S/DMOADs Cartilagine in condizioni normali: equilibrio tra processi trofici e litici Agg MMP Condrocita Matrice cartilaginea Aggrecano Collagene Aggrecanasi (metalloproteinasi) Metalloproteinasi di matrice SP Sintesi della matrice Sintesi di enzimi + proteolisi Sintesi proteica Cartilagine in condizioni normali: equilibrio tra processi trofici e litici Nel tessuto cartilagineo in condizioni fisiologiche si realizza uno stato di equilibrio tra i processi finalizzati alla sintesi delle macromolecole costituenti la matrice cartilaginea (collagene e aggrecani, fondamentalmente) e quelli deputati alla degradazione della matrice stessa. Questi ultimi avvengono ad opera di proteinasi (metalloproteinasi di matrice) la cui sintesi è sotto il controllo dei condrociti. Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Attività S/DMOADs Cartilagine in presenza di IL-1 (flogosi): dominanza dei processi litici Agg MMP Condrocita Matrice cartilaginea SP Sintesi della matrice Sintesi di enzimi + proteolisi proteolisi + IL-1 Interleuchina-1 Inibizione Stimolazione Nessuna variazione Aggrecano Collagene Aggrecanasi (metalloproteinasi) Metalloproteinasi di matrice Sintesi proteica Cartilagine in presenza di IL-1 (flogosi): dominanza dei processi litici Nei pazienti affetti da osteoartrosi, il processo flogistico articolare determina, tra l’altro, la liberazione di quantità significative di citochine di origine linfocitaria, in modo particolare l’interleuchina-1 (IL-1) . Questa agendo su specifici recettori posti sulla membrana nucleare dei condrociti è in grado di modificare la sintesi proteica determinando induzione dei geni preposti alla biosintesi di metalloproteasi e, anche se in misura meno marcata, soppressione di quelli preposti alla sintesi del collagene e degli aggrecani. Il risultato finale dello stimolo citochinico, quindi, vedrà dominare i processi proteolitici di matrice in una situazione di carente produzione di collagene e aggrecani (condrolisi). Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Modello di flogosi (IL-1) + condroitin solfato: attività S/DMOADs Agg MMP Condrocita Matrice cartilaginea SP Sintesi della matrice Sintesi di enzimi + proteolisi IL-1 CS Interleuchina-1 Stimolazione Nessuna variazione Condroitin solfato Aggrecano Collagene Aggrecanasi (metalloproteinasi) Metalloproteinasi di matrice Sintesi proteica Modello di flogosi (IL-1) + condroitin solfato: condroprotezione Il condrotin solfato è in grado di opporsi agli effetti dell’IL-1 sulla sintesi proteica condrocitaria; infatti, come dimostrato sperimentalmente, l’incubazine di condrociti con IL-1 e condroitin solfato determina quale unico effetto significativo una aumentata sintesi di collagene; la sintesi di enzimi proteolitici, invece, rimane nella norma così come quella degli aggrecani. Tale meccanismo d’azione è alla base dell’attività condroprotettiva dimostrata dal condroitin solfato negli studi in vivo. Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Obiettivo dello studio Attività S/DMOADs Risultati di uno studio sperimentale Obiettivo dello studio Valutare gli effetti del condroitin solfato sull’espressione genica degli enzimi proteolitici (metalloproteasi di matrice MMP) e delle macromolecole della matrice cartilaginea (collagene, aggrecani) in cartilagine stimolata, in vitro, con IL-1 Dosaggio del condroitin solfato Tali effetti sull’espressione genica sono stati ottenuti SOLO alla concentrazione di condroitin solfato di 20 µg/ml analoga a quella raggiunta a livello plasmatico e sinoviale a seguito della somministrazione orale di dosi terapeutiche di farmaco (800-1200 mg/die) Risultati di uno studio sperimentale Il meccanismo d’azione del condroitin solfato descritto nella diapositiva precedente poggia sull’evidenza sperimentale di un trial in vitro in cui cartilagine articolare veniva posta in incubazione o con veicolo (controllo) o con IL-1 o con la combinazione IL-1 + condroitin solfato. La concentrazione di condroitin solfato usata nello studio è pari a quella che si raggiunge in vivo con la somministrazione di dosi terapeutiche di condroitin solfato; pertanto i dati ottenuti non sono estrapolabili a formulazioni di condroitin solfato in cui il principio attivo è contenuto a dosi sub-terapeutiche. Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Espressione genica degli enzimi proteolitici MMP e AGG Attività S/DMOADs Espressione genica degli enzimi proteolitici MMP e AGG * p<0,05 vs controllo ** p<0,05 vs IL-1 § NS vs controllo # NS vs IL-1 * **§ §# Valore relativo Controllo IL-1 IL-1 + CS Espressione genica degli enzimi proteolitici Lo stimolo con IL-1 nei condrociti determina un significativo aumento del materiale genetico (mRNA) codificante per metalloproteasi (MMP) e aggrecanasi (quest’ultima è una metalloproteasi che idrolizza preferenzialmete gli aggrecani). Quantitativamente, le MMP vengono espresse maggiormente di 7-8 volte, le aggrecanasi di 15. La stimolazione condrocitaria con IL-1 + condroitin solfato vede i condrociti divenire refrattari allo stimolo della citochina in quanto l’espressione genica degli enzimi proteolitici risulta simile al controllo. . Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Valore relativo medio (controllo =1) dell’espressione di geni codificanti enzimi proteolitici (MMP: metalloproteasi; Agg: aggrecanasi) in espianto di cartilagine stimolata per 24 ore con IL-1 (50 ng/ml) o con IL-1 (pari dosaggio) + condroitin solfato (CS: 20 µg/ml) Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Espressione genica delle macromolecole di matrice Attività S/DMOADs Espressione genica delle macromolecole di matrice Controllo IL-1 IL-1 + CS Valore relativo Espressione genica delle macromolecole di matrice Lo stimolo con condrotin solfato, inoltre, inverte il blando effetto soppressivo dell’IL-1 sulla sintesi delle macromolecole di matrice. L’effetto è evidente in modo particolare sulla produzione di collagene. Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Valore relativo medio (controllo =1) dell’espressione di geni codificanti macromolecole cartilaginee in espianto di cartilagine stimolata per 24 ore con IL-1 (50 ng/ml) o con IL-1 (pari dosaggio) + condroitin solfato (CS: 20 µg/ml) Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Conclusioni Attività S/DMOADs Evidenze sperimentali dell’attività S/DMOADs del condroitin solfato Conclusioni Il condroitin solfato, SOLO alle concentrazioni raggiunte nel liquido sinoviale e nel plasma dopo somministrazione orale di dosi terapeutiche(800-1200 mg), regola l’espressione genica degli enzimi che degradano la matrice cartilaginea (metalloproteasi di matrice) e delle macromolecole di matrice (collagene e aggrecani) Tale meccanismo è alla base delle proprietà S/DMOADs del condroitin solfato Evidenze sperimentali dell’attività condroprotettiva del condroitin solfato Il condroitin solfato, alle concentrazioni raggiunte nel liquido sinoviale e nel plasma dopo somministrazione orale di dosi terapeutiche, regola l’espressione genica degli enzimi che degradano la matrice cartilaginea (metalloproteasi) e delle macromolecole di matrice (collagene). Tale meccanismo è alla base delle proprietà condroprotettive del condroitin solfato. Chan PS et al. Effect of glucosamine and chondroitin sulphate on regulation of gene expression of proteolytic enzymes and their inhibitors in interleukin-1-challenged bovine articular cartilage explant. AJVR 2005; 66: 1870-6. Chan PS et al. AJVR 2005; 66: 1870-6.

Antalgica/antinfiammatoria Attività Antalgica/antinfiammatoria del condroitin solfato

Attività antalgica/antinfiammatoria Effetti di IL-1 sul processo flogistico cartilagineo Condrocita IL-1 SP L-a Inibizione sintesi aggrecano Inibizione sintesi collagene Attivazione MMP Flogosi Dolore Degradazione aggrecano Interleuchina-1 Stimolazione Sintesi proteica NO sintetasi inducibile Ciclossigenasi 2 (inducibile) Prostaglandin E sintetasi-1 microsomiale Prostaglandina H2 Prostaglandina E2 Acido arachidonico Ossido nitrico L-arginina Riduzione Effetti di IL-1 sul processo flogistico cartilagineo Lo stimolo condrocitario con IL-1 determina un aumento dell’espressione di enzimi deputati alla sintesi di mediatori flogogeni. Questi enzimi, inducibili, sono iNOS, COX-2 e mPGEs1. L’iNOS è in grado di sintetizzare NO partendo dal substrato aminoacidico L-arginina. Questo mediatore, contribuisce alla condrolisi in quanto inibisce direttamente la sintesi delle macromolecole di matrice e attiva le MMP; inoltre l’NO ha azione intinseca flogogena. La PGE2 si forma a partire dall’acido arachidonico per intervento sequenziale degli enzimi COX-2 e mPGEs1. L’IL-1 induce l’espressione genica di entrambi questi enzimi e determina di conseguenza un aumento della sintesi della prostaglandina. Gli effetti biologici principali della PGE2 sono l’attività algogena, l’attività aggrecano-litica e attività flogogena. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.

Attività antalgica/antinfiammatoria Effetti di condroitin solfato sul processo flogistico sostenuto da IL-1 Condrocita IL-1 SP L-a Flogosi Interleuchina-1 Sintesi proteica NO sintetasi inducibile Ciclossigenasi 2 (inducibile) Prostaglandin E sintetasi-1 microsomiale Prostaglandina H2 Prostaglandina E2 Acido arachidonico Ossido nitrico L-arginina Riduzione Inibizione ad opera di CS Condroitin solfato Inibizione sintesi aggrecano Inibizione sintesi collagene Attivazione MMP Dolore Degradazione aggrecano Effetti di condroitin solfato sul processo flogistico sostenuto da IL-1 Lo stimolo condrocitario con IL-1 associata a condroitin solfato comporta l’annullamento dell’espressione genica degli enzimi inducibili e, di conseguenza, dei corrispondenti mediatori flogogeni. Si viene così ad interrompere il circolo vizioso di automantenimento dell’infiammazione con positivi effetti sulla sintomatologia dolorosa e sulla degradazione cartilaginea. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.

Obiettivo dello studio Attività antalgica/antinfiammatoria Risultati di uno studio sperimentale Obiettivo dello studio Valutare gli effetti del condroitin solfato sull’espressione genica degli enzimi dell’infiammazione inducibili (iNOS, COX-2, nPGEs1) e sui rispettivi mediatori algogeni/flogogeni (NO, PGE2) in cartilagine stimolata, in vitro, con IL-1 Dosaggio del condroitin solfato Tali effetti sono stati ottenuti SOLO alla concentrazione di condroitin solfato (20 µg/ml) analoga a quella raggiunta a livello plasmatico e sinoviale a seguito della somministrazione orale di dosi terapeutiche di farmaco (800-1200 mg/die) Risultati di uno studio sperimentale Il meccanismo d’azione relativo all’attività antinfiammatoria del condroitin solfato poggia sull’evidenza sperimentale di un trial in vitro in cui campioni di cartilagine articolare venivano posti in incubazione o con veicolo (controllo) o con IL-1 o con la combinazione IL-1 + condroitin solfato. La concentrazione di condroitin solfato usata nello studio è pari a quella che si raggiunge in vivo con la somministrazione di dosi terapeutiche di condroitin solfato; pertanto i dati ottenuti non sono estrapolabili a formulazioni di condroitin solfato in cui il principio attivo è contenuto a dosi sub-terapeutiche. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.

Attività antalgica/antinfiammatoria Espressione genica degli enzimi dell’infiammazione inducibili * * p<0,05 vs IL-1 Valore relativo Controllo IL-1 IL-1 + CS Espressione genica degli enzimi dell’infiammazione inducibili Lo stimolo condrocitario con IL-1 determina un significativo aumento del materiale genetico (mRNA) codificante per gli enzimi inducibili dell’infiammazione (iNOS, COX-2 e mPGEs1). Quantitativamente, iNOS viene espresso maggiormente di 10 volte, COX-2 di 30 volte e mPGEs1 di 5 volte. La stimolazione con IL-1 + condroitin solfato vede i condrociti divenire refrattari allo stimolo della citochina in quanto l’espressione genica degli enzimi inducibili della flogosi risulta simile al controllo. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Valore relativo medio (controllo =1) dell’espressione di geni codificanti enzimi inducibili della flogosi in espianto di cartilagine stimolata con IL-1 (50 ng/ml) o con IL-1 (pari dosaggio) + condroitin solfato (CS: 20 µg/ml) Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.

Attività antalgica/antinfiammatoria Sintesi di mediatori algogeni/flogogeni µM pg/ml * § * p<0,05 vs controllo § NS vs controllo Controllo IL-1 IL-1 + CS Sintesi di mediatori flogogeni In linea con i risultati presentati nella diapositiva precedente, poiché IL-1 induce gli enzimi della flogosi, la quantità dei corrispondenti mediatori (NO e PGE2) aumenta a seguito di stimolo con la citochina. Analogamente, l’azione soppressiva del condroitin solfato sugli enzimi inducibili dell’infiammazione comporta una ridotta sintesi dei corrispondenti mediatori. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Concentrazioni medie di mediatori della flogosi in espianto di cartilagine stimolata per 24 ore con IL-1 (50 ng/ml) o con IL-1 (pari dosaggio) + condroitin solfato (CS: 20 µg/ml) Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.

Conclusioni Attività antalgica/antinfiammatoria Evidenze sperimentali dell’attività antalgica/antinfiammatoria del condroitin solfato Conclusioni Il condroitin solfato, alle concentrazioni raggiunte nel plasma dopo somministrazione orale, regola l’espressione genica degli enzimi inducibili della flogosi (iNOS, COX-2, mPGEs1) e preposti alla sintesi dei mediatori flogogeni NO e di PGE2 Tale meccanismo è alla base delle proprietà antalgica/antinfiammatoria del condroitin solfato Evidenze sperimentali dell’attività condroprotettiva del condroitin solfato Il condroitin solfato, alle concentrazioni raggiunte nel plasma dopo somministrazione orale, regola l’espressione genica degli enzimi inducibili della flogosi (iNOS, COX-2, mPGEs1) e preposti alla sintesi dei mediatori flogogeni NO e di PGE2. Tale meccanismo è alla base delle proprietà antinfiammatorie del condroitin solfato. Chan PS et al. Glucosamine and chondroitin sulphate regulate gene expression and synthesis of nitric oxide and prostaglandin E2 in articular cartilage explants. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94. Chan PS et al. Osteoarthritis Cartilage 2005; 13: 387-94.