ПЛЕЙОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ ОРАЛЬНЫХ АНТИКОАГУЛЯНТОВ

Введение

Сердечно-сосудистые заболевания в настоящее время вносят существенный вклад в общую струк­туру заболеваемости населения. Одной из наиболее частых причин смертности от сердечно-сосудистых заболеваний являются тромбоэмболические ослож­нения. Для их профилактики и лечения применяется антикоагулянтная терапия. Длительное время одним из основных препаратов антикоагулянтной терапии был антагонист витамина К — варфарин [1]. Этот препарат был изучен вплоть до его влияния на гены [2]. Однако с появлением новых антикоагулянтов и их использованием в лечении и профилактике фи­брилляции предсердий [3, 4], венозной тромбоэмбо­лии [5], острого коронарного синдрома [6], инсульта [3] перспективными стали работы по изучению их плейотропного эффекта, что особенно актуально в связи с интересом к развитию персонализирован­ной медицины [7].

Плейотропные эффекты анти­коагулянтов и пути их реализации

Плейотропностью (от греч. pleio — множественный и tropos — действие) препарата называют множествен­ность его эффектов. Наряду с влиянием на гемостаз обнаруживаются иные свойства антикоагулянтов, основными из которых при использовании прямых антикоагулянтов, в частности варфарина, являются воздействие на ангиогенез, противовоспалительное [8-10], антиатеросклеротическое [8, 9], противоопухо­левое [11, 12] действия, угнетение процессов ремоде­лирования предсердий [8, 9] и влияние на почки [13, 14]. В настоящее время изучен далеко не весь спектр плейотропных эффектов антикоагулянтов.

Активированный фактор Стюарта — Прауэра — фактор Xa (FXa) и тромбин (FIIa) являются основ­ными мишенями при лечении больных прямыми пероральными антикоагулянтами. FXa представляет собой сериновую протеазу, играющую ключевую роль в каскаде реакций коагуляции крови, превращая про­тромбин в тромбин и способствуя образованию тром­ба. Кроме участия в коагуляционном каскаде FXa и тромбин играют большую роль в различных процес­сах, взаимодействуя с протеаза-активированными ре­цепторами (Protease-activated receptors — PAR) -1, -2 (PAR-1, -2). Эффект FXa зависит от количественной экспрессии этих рецепторов на клетках-мишенях. PAR-2 активируется непосредственным влиянием FXa, тогда как PAR-1 — комплексом «тканевой фак­тор — FVIIa — FXa» [15—17]. PAR-1, -2 экспресси­руются на многих клетках организма, вследствие этого влияние FXa охватывает эндотелиальные, эпи­телиальные, гладкомышечные клетки, лейкоциты, фибробласты и т. д. (рис. 1).

Всего известно четыре типа PAR (PAR-1—4), все они сопряжены с G-белком [18]. После активации ре­цепторов FXa инициируется гидролиз фосфатидилинозитола, который приводит к изменению содержания внутриклеточного кальция. FXa также инициирует фосфорилирование митоген-активированных протеинкиназ [8], что приводит к запуску различных транс­крипционных программ. Эти программы способ­ствуют росту и дифференцировке клеток, а также индукции генов, кодирующих цитокины (интерлей­кин (ИЛ)-6, ИЛ-8, моноцитарный хемотаксический фактор-1, тканевой фактор, молекулы межклеточной адгезии-1) и белки внеклеточного матрикса (фактор роста соединительной ткани, коллаген, фибронектин). Сигнализация FXa высокоспецифична и зависит от типа клеток. FXa индуцирует пролиферацию фибробластов, гладкомышечных клеток сосудов или мезангиальных клеток почек, но не эндотелиальных кле­ток или лейкоцитов [16].

Первые эксперименты по исследованию негемостатических функций FXa, в которых проводилась делеция экспрессирующих FX генов у подопытных животных, приводили к их гибели при внутриутробном развитии либо сразу после рождения [19], что свидетельствова­ло не только о участии FXa в коагуляционном каскаде реакций, но и о его сигнальных функциях [17].

Однако плейотропные эффекты наблюдались и у ан­тикоагулянта раннего поколения — варфарина.

Варфарин блокирует K-зависимое γ-карбоксилирование глутаминовых кислот [20] и богатый γ-карбок- сиглутаминовой кислотой домен growth arrest-specific 6 gene (Gas 6), необходимый для индуцирования активности тирозинкиназы Axl [21].

Белок гена Gas6 представляет собой протеин, име­ющий последовательность аминокислот, на 46—48 % идентичную с белком S — сывороточным белком, ко­торый отрицательно воздействует на свертывание крови [22]. Однако биологическая функция белка гена Gas6 оставалась неизвестной в течение нескольких лет, пока не было установлено, что данный белок яв­ляется лигандом для рецепторов цитокинов Axl [23]. Axl представляет собой рецепторную тирозинкиназу с внеклеточными доменами, состоящими из двух до­менов иммуноглобулина и двух доменов фибронекти- на типа III, который напоминает молекулы клеточной адгезии [24, 25]. Axl относится к семейству рецептор­ных тирозинкиназ TAM (Tyro3, Axl и Mer). Все три члена семьи имеют сходные структуры и имеют ряд лигандов, включая белок, кодируемый геном Gas6, и белок S. В тканях человека рецепторы тирозинкина­зы ТАМ способствуют регуляции иммунного ответа, включая клиренс апоптотических клеток и ингибиро­вание цитотоксической иммунной активации в ответ на апоптоз. Тирозинкиназные рецепторы ТАМ также участвуют в активации тромбоцитов и стабилизации сгустка крови [12].

Подобно белку S и другим К-зависимым белкам, та­ким как факторы свертывания, белок гена Gas6 содер­жит кластер из 11—12 остатков глутаминовой кислоты на его N-конце, который посттрансляционно моди­фицируется γ-карбоксилазой в γ-карбоксиглутаматы в присутствии витамина K [12]. Эта модификация из­бирательно ингибируется варфарином [26].

Прямые антикоагулянты и атеросклероз

Ключевыми игроками процесса развития атероскле­роза сосудистой стенки являются макрофагальные клетки [27]. FXa способствует экспрессии воспали­тельных молекул в клетках эндотелия сосудов, что ве­дет к вовлечению моноцитов/макрофагов в реакцию воспаления в сосудистой стенке (рис. 2). Именно эта реакция является триггером развития атеросклероза [28] и его прогрессии [15]. FX поддерживает прокоагулянтное состояние и воспаление сосудистой стенки при атеросклеротическом поражении [29] (рис. 3).

В основе антиатеросклеротического действия перо- ральных антикоагулянтов прямого действия лежит

ремоделирование внеклеточного матрикса липидных бляшек [30]. Блокада взаимодействия FXa с PAR с це­лью уменьшения воспаления может стать новой ми­шенью при терапии атеросклеротических поражений сосудистой стенки.

Hara T. и соавт. [31] в своем исследовании под­твердили антиатеросклеротическое действие ривароксабана — прямого ингибитора FXa. Малые дозы ривароксабана, при которых он не влияет на систему свертывания крови, оказывают атеропротективное действие.

Kadoglou N.P.E. и соавт. [32] исследовали влияние дабигатрана, ингибитора тромбина, на атеросклероти­ческие поражения у мышей. Применение дабигатра- на в течение 12 недель заметно уменьшало развитие атеросклероза. Стабилизация бляшки проявлялась в виде уменьшения площади атеросклеротического поражения, прочности капсулы, степени стеноза сосу­да, содержания липидов внутри бляшки, а также ко­личества макрофагов и воспалительных цитокинов, что косвенно свидетельствовало и об ослаблении вос­палительной реакции.

Похожие результаты были получены и в исследо­вании Bea F. и соавт. [33]. Увеличение количества гладкомышечных клеток, образование более толстых фиброзных колпачков, замедление эрозии, обнару­женные при длительном применении мелагатрана, де­монстрируют стабилизирующий эффект ингибирова­ния FXa. Мелагатран снижает активность связывания ДНК c нуклеарным фактором kB (nuclear factor kB — NF-kB) и белком-активатором-1 (Activator protein — AP-1) и таким образом приводит к снижению синтеза матриксной металлопротеиназы-9, что обусловливает вышеперечисленные эффекты. NF-kB и AP-1 являют­ся важными регуляторами транскрипции матриксной металлопротеиназы-9 [34].

Zhou Q. и соавт. [35] выявили у мышей утолщения фиброзной покрышки, уменьшение количества эрозий атеросклеротических бляшек в результате длительной терапии ривароксабаном.

Вышеприведенные исследования прямых перораль- ных антикоагулянтов были проведены на животных и требуют дальнейшего клинического изучения.

Katoh H. и соавт. [36] изучили плейотропные эф­фекты ингибиторов FXa у больных с фибрилляцией предсердий. Об антиатеросклеротическом и противо­воспалительном действиях ингибиторов FXa свиде­тельствовало снижение концентраций таких медиато­ров, как пентраксинзависимый протеин-3, D-димер, тромбомодулин, ИЛ-6 в крови.

Таким образом, новые антикоагулянты прямого дей­ствия способны ослаблять прогрессию и дестабилиза­цию атеросклеротического поражения.

Прямые антикоагулянты и ремоделирование сердца

Фибрилляция предсердий нередко сопровождается ремоделированием предсердий, которое характери­зуется их увеличением, гипертрофией кардиомио- цитов и развитием периваскулярного фиброза. Этот вид аритмии часто наблюдается у больных, страда­ющих синдромом ночного апноэ. Гипоксия, которая наблюдается при ночном апноэ, в свою очередь, также способствует ремоделированию сердца с развитием как систолической, так и диастолической дисфунк­ции, возникающей вследствие повышения экспрессии PAR-1,2 и NF-kB в предсердиях [37— 39].

Плейотропный эффект новых пероральных антикоа­гулянтов относится и к процессам ремоделирования сердца. В работе Azuma M. и соавт. [38] отмечается, что терапия ривароксабаном влияет на экспрессию мРНК PAR-1, -2, внеклеточной сигналрегулирующей киназы, NF-kB и на дегенерацию мелких артерий.

В другом исследовании Mitsuishi R. и соавт. [39] использовался иной подход, при котором воздейство­вали ривароксабаном на оба рецептора, а также дис­кретно антагонистом PAR-1 и антагонистом PAR-2. Во всех трех группах отмечалось предотвращение процессов ремоделирования миокарда предсердий. В группе с антагонистом PAR-1 наблюдался наиболее значительный эффект, что свидетельствует о нема­ловажной роли PAR-1 в процессе ремоделирования предсердий.

PAR-2, активируемые тромбином, вносят вклад в патогенез развития хронической сердечной недо­статочности и гипертрофии стенок сердца [40]. Ак­тивация PAR-2 индуцирует гипертрофический рост кардиомиоцитов и увеличивает экспрессию моноцитарного хемотаксического фактора-1. В свою очередь, дефицит PAR-2 ослабляет процессы ремоделирования сердца и улучшает его функцию после ишемического события [40].

Goto M. и соавт. [41] оценивали вторичную про­филактику сердечно-сосудистых осложнений после ишемии миокарда у мышей. В исследовании участво­вали группы животных, которые получали высокие или низкие дозы ривароксабана. В обеих исследуемых группах наблюдалось снижение экспрессий мРНК ИЛ-6 и мРНК фиброзных факторов, включая коллаге­ны 1a2 и 3a1. Таким образом, ингибиторы FXa препят­ствуют быстрой прогрессии ремоделирования сердца путем ослабления процессов воспаления и фиброза, связанного со снижением экспрессии PAR в сердце не­зависимо от его антикоагулянтного эффекта.

Антикоагулянты и ангиогенез

Рост и восстановление сосудов зависят от многих факторов. Одним из них является пролиферация эн­дотелиальных клеток-предшественников, известных как предикторы эндотелиального восстановления. Ингибиторы FXa усиливают экспрессию факторов ро­ста сосудов, стимулируют миграцию клеток-предшественников и улучшают их функцию, что указывает на их ангиогенный плейотропный эффект [42].

Wu T.C. и соавт. [43] доказали, что ривароксабан усиливает экспрессию фактора роста эндотелия сосу­дов и эндотелиальной синтазы оксида азота, улучшает функцию клеток-предшественников на модели экспе­риментально индуцированного диабета у животных.

FХа способен ингибировать ангиогенез посредством воздействия на PAR-1 [44, 45]. Yavuz C. и соавт. [46] подтвердили, что ривароксабан дозозависимо оказы­вает влияние на ангиогенез.

Axl также экспрессируется на эндотелиальных клетках сосудов и играет роль в ангиогенезе [47]. Варфа- рин, в свою очередь, также влияет на процессы ан­гиогенеза посредством уменьшения активации Axl тирозинкиназ. Axl является ключевым регулятором многих патологических ангиогенных процессов, та­ких как миграция и пролиферация эндотелиальных клеток, образование сосудов. Ингибирование Axl из­меняет ангиогенный баланс, приводя эндотелиальные клетки в более спокойное, стабильное, дифференциро­ванное состояние [12].

Антикоагулянты и воспаление

Воспаление имеет особое значение в развитии ате­росклеротического поражения. Признаки локального неспецифического воспалительного процесса при ате­росклерозе прослеживаются с самых ранних стадий поражения стенки сосуда и до момента дестабили­зации и повреждения атеросклеротической бляшки [48]. Атеросклероз связан не только с образованием и прогрессированием атеросклеротических бляшек, но также считается системным воспалительным за­болеванием, которое модулируется генетическими и экологическими факторами риска. Длительное воспаление атеросклеротического поражения способ­ствует разрыву бляшки и образованию тромба, ко­торый участвует в развитии ишемии и последующе­го инфаркта миокарда [30, 49]. Было установлено, что FXa вызывает острые воспалительные реакции in vivo [50] и in vitro [51—53]. FXa активирует тромбин, который участвует в воспалительных процессах, обра­зуя комплексы с тромбомодулином и активированным протеином C, которые уменьшают адгезию лейкоци­тов, инфильтрацию эндотелия сосудов моноцитами и вызывают высвобождение цитокинов [54].

В инициации процесса атеросклероза большое зна­чение имеют такие медиаторы воспаления, как моноцитарный хемотаксический фактор-1, фактор некроза опухолей-α (ФНО-α), ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8 [55]. Коагу­ляция тесно связана с воспалительными сигнальны­ми путями. Показано, что антикоагулянтное лечение не только уменьшает активацию коагуляции, но также ингибирует воспаление, указывая на общность этих процессов [56].

В работе Zhou Q. и соавт. [35] отмечено уменьше­ние прогрессирования атеросклеротической бляшки за счет снижения воспаления у мышей, получавших ривароксабан. Долгосрочное применение риварокса- бана значительно уменьшало экспрессию мРНК IL-6, ФНО-α и моноцитарного хемотаксического фактора-1, что демонстрирует противовоспалительные свойства ингибитора FXa. Однако в исследовании Hara T. и соавт. [31] было отмечено, что только в группе мышей, получавших низкую дозу ривароксабана, наблюдался значительный противовоспалительный эффект.

Terry C.M. и соавт. [57] также наблюдали снижение концентрации воспалительного медиатора, моноцитарного хемотаксического фактора-1, в крови исследо­ванных мышей.

Варфарин также играет роль в регуляции взаимодействующих цитокинов, таких как ИЛ-6 и циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2). Эти цитокины являются взаимодей­ствующими, потому что внутриклеточный механизм действия ЦОГ-2 стимулирует транскрипцию гена, ко­дирующего ИЛ-6 [58].

В исследовании Shafiq и соавт. [10] была отмече­на корреляция концентраций ИЛ-6 и ЦОГ-2 у боль­ных, принимавших варфарин. Концентрации ИЛ-6 и ЦОГ-2 значительно снижались при низкой дозе пре­парата и заметно увеличивались при высокой дозе. На основании результатов исследования можно ска­зать, что варфарин оказывает противовоспалитель­ное действие, уменьшая экспрессию ЦОГ-2, что ведет к снижению продукции ИЛ-6.

Таким образом, прямые ингибиторы FXa обладают не только антикоагулянтным, но и противовоспали­тельным э фф ектом.

Варфарин и опухолевый рост

Экспрессия и активность Axl имеют решающее зна­чение для выживаемости, эпителиально-мезенхималь­ного перехода, метастатического потенциала многих типов злокачественных клеток [11].

Противоопухолевая активность варфарина связана с ингибированием Gas6-опосредованной активации Axl на опухолевых клетках. Варфарин ингибирует ак­тивацию Axl, опосредованную Gas6, в концентрациях, при которых препарат не влияет на процессы сверты­вания крови. Нарушается передача сигнала Gas6-Axl, требуемая для жизнедеятельности опухолевой клетки. Также ингибирование передачи сигналов Axl связано с потерей признака злокачественной опухолевой клет­ки — метастазирования [12].

Варфарин и гломерулярная патология

Yanagita Ж. и соавт. [14] продемонстрировали, что бе­лок гена Gas6 является аутокринным фактором роста для мезангиальных клеток и то, что варфарин инги­бирует пролиферацию мезангиальных клеток путем уменьшения продукции белка гена Gas6, препятствуя К-витамин-зависимому γ-карбоксилированию его доме­на Gla. Антипролиферативный эффект варфарина был достигнут при концентрациях ниже терапевтических.

В другом исследовании Yanagita Ж. и соавт. [13] по­казали, что путь Gas6/Axl играет ключевую роль в про­лиферации мезангиальных клеток.

В работе Nagai K. и соавт. [59] у крыс с индуци­рованным стрептозотоцином диабетом такие при­знаки ранней фазы диабетической нефропатии, как гломерулярная гипертрофия, повышенная ско­рость клубочковой фильтрации и альбуминурия, наблюдались через 12 недель после инъекции стрептозотоцина. В клубочках почек этих крыс была уве­личена экспрессия Gas6 и Axl. Введение варфарина крысам со стрептозотоцин-индуцированным диа­бетом уменьшало альбуминурию, гломерулярную гипертрофию и скорость клубочковой фильтрации. Более того, у изучаемых крыс наблюдали меньшую мезангиальную пролиферацию и клубочковую ги­пертрофию.

Таким образом, антикоагулянты, помимо влияния на гемостаз, проявляют плейотропные эффекты, свя­занные с различными патофизиологическими про­цессами. Необходимо дальнейшее изучение подобных эффектов с целью установления участия коагуляцион­ных факторов в патогенезе различных заболеваний, поскольку многие из приведенных исследований были одномоментными, в некоторых были использованы лишь неинвазивные методы оценки. Предстоит многое узнать о плейотропных эффектах антикоагулянтов, чтобы полностью оценить возможности их влияния на процессы гемостаза.