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Effetto antipiastrinico dell’aspirina

Molto prima che i medici conducessero studi clinici che testavano le osservazioni del Dr. Craven, i ricercatori clinici e gli scienziati di base stavano facendo domande sui meccanismi di base dell’attivazione piastrinica e sui disturbi emorragici associati ai difetti piastrinici. Nel 1950, fu stabilito che alte dosi di aspirina prolungavano il tempo di protrombina22–24—un fatto notato anche da Craven.,20 Tuttavia, anche dosi troppo basse per influenzare il tempo di protrombina sembravano sufficienti per prevenire la trombosi coronarica, e questo sconcertato Craven. Poiché l’aspirina era associata a sanguinamento e dosi insolitamente elevate prolungavano il tempo di protrombina, molti medici negli 1940 prescrivevano l’aspirina insieme alla vitamina K (anche in forma di pillola combinata), con la falsa ipotesi che la vitamina K aggiuntiva potesse in qualche modo compensare l’aumento del sanguinamento. Anche Craven ha fatto questa supposizione errata.,19 Studi successivi di scienziati di base e clinici-ricercatori si sarebbero rivolti a queste e ad altre questioni fondamentali.

L’aterosclerosi e l’infarto miocardico sono il risultato di processi infiammatori e trombotici. Nella seconda metà del 20 ° secolo, l’umanità ha notevolmente avanzato la sua comprensione di questi processi. Emostasi e infiammazione erano una volta pensato per essere distinti, ma ora sappiamo che questi 2 processi sono spesso collegati. Durante l’infiammazione o la lesione, i leucociti rotolano e aderiscono alle cellule endoteliali attivate che rivestono la parete dei vasi sanguigni., Il rotolamento dei leucociti è mediato principalmente dalle selectine e dai loro ligandi, 25 mentre l’adesione ferma è mediata dalle integrine e dai loro ligandi.26 Leucociti saldamente aderenti successivamente trasmigrano attraverso l’endotelio. In contrasto con i leucociti, le piastrine aderenti rimangono nel lume del vaso sanguigno e continuano ad accumularsi verso il centro del lume. Quando la parete dei vasi sanguigni è gravemente ferito abbastanza per denudare l’endotelio, piastrine attaccano al fattore subendoteliale von Willebrand e collagene, e piastrine fluenti tether alle piastrine già aderenti, attivati.,27

Una varietà di stimoli, tra cui trombina, adenosina difosfato (ADP) e collagene, sono noti per causare l’attivazione piastrinica, la diffusione e l’aggregazione. L’adenosina difosfato viene immagazzinata all’interno dei granuli densi delle piastrine e viene rilasciata all’attivazione cellulare, ma causa solo una modesta aggregazione reversibile. Tuttavia, l’ADP svolge un ruolo importante nell’avvio di segnali che portano a cambiamenti di forma piastrinica e alla sintesi del trombossano A2, che è un potente attivatore delle piastrine., Quando una piastrina viene attivata e i suoi granuli densi rilasciano il loro contenuto, l’ADP si lega ai suoi recettori sulle piastrine stesse e vicine, così come il trombossano A2 al suo recettore. L ” adenosina difosfato amplifica la risposta piastrinica ad altri agonisti. Questa cascata di adesione porta alla formazione di grandi aggregati piastrinici che sono sia procoagulanti che proinfiammatori. Il trombo risultante può facilmente occludere il lume di un’arteria coronaria aterosclerotica già ristretta, causando così un infarto miocardico.,28,29

Molti scienziati hanno contribuito alla nostra attuale comprensione dell’aspirina e della funzione piastrinica, e non è pratico raccontare ciascuna delle loro storie. Invece, questo articolo si concentra su alcuni degli investigatori le cui scoperte hanno contribuito a rinvigorire l’interesse clinico nell’uso dell’aspirina per prevenire eventi cardiovascolari. Alla fine degli anni ’60, il Dr. Harvey J. Weiss30, 31 ha posto la prossima importante domanda:” L’aspirina influisce sulle piastrine?”Weiss aveva studiato pazienti con deficit di fattore piastrinico 3, un disturbo in cui le piastrine mostrano un rilascio difettoso di ADP.,8 Contemporaneamente, il Dr. Armand Quick29 stava esaminando l’effetto dell’aspirina sul tempo di sanguinamento, scoprendo che dosi molto basse di aspirina prolungavano il tempo di sanguinamento, anche se basse dosi non avevano alcun effetto sul tempo di protrombina. Quick ha anche scoperto che l’aspirina ha avuto un effetto sproporzionatamente grande sui tempi di sanguinamento dei pazienti con malattia di von Willebrand, e ha ipotizzato che basse dosi di aspirina potrebbero prolungare il tempo di sanguinamento nei pazienti normali creando un difetto simile a quello trovato nella malattia di von Willebrand.,29 Weiss ha teorizzato che il prolungamento associato all’aspirina del tempo di sanguinamento potrebbe derivare da un’aggregazione piastrinica difettosa a causa di un ridotto rilascio di ADP. Le sue scoperte, pubblicate in diversi articoli, 30-32 hanno dimostrato che l’aspirina altera sia il rilascio di ADP che l’aggregazione piastrinica secondaria ADP-dipendente (Fig. 3). Sorprendentemente, Weiss ha anche scoperto che il salicilato di sodio non ha avuto tale effetto sul rilascio di ADP o l”aggregazione piastrinica, che ha suggerito che l “attività antiaggregante dell” aspirina era dipendente dalla modificazione acetilica che differenzia “aspirina” da acido salicilico., Altri gruppi hanno confermato questa differenza tra acido salicilico e aspirina.29,33 Weiss ha riferito che l”effetto dell”aspirina sulle piastrine è stato rapido e irreversibile, inibendo l” aggregazione piastrinica per la durata della vita di una piastrina. Insieme ai risultati di diversi altri gruppi, la scoperta del Dr. Weiss è stata un passo fondamentale nella comprensione del meccanismo con cui basse dosi di aspirina potrebbero prevenire la trombosi coronarica e cerebrale. Ad esempio, James Mustard, Marian Packham e Geoffrey Evans e i loro colleghi34–36 hanno anche dimostrato che l’aspirina potrebbe inibire l’aggregazione delle piastrine., Sebbene questo lavoro abbia dimostrato che l’aspirina ha effetti antipiastrinici, non ha rivelato il meccanismo molecolare specifico con cui l’aspirina ha esercitato tali effetti. Le differenze negli effetti dell’acido salicilico e dell’aspirina (acido acetilsalicilico) hanno suggerito che il gruppo acetilico fosse in qualche modo coinvolto. Un laboratorio ha riferito che un gruppo acetilico radiomarcato dall’acido acetilsalicilico è stato trovato selettivamente nelle piastrine dopo il trattamento con aspirina, mentre un gruppo carbossilico radiomarcato non è stato incorporato nelle piastrine.37

Mentre Harvey Weiss stava esaminando l’effetto dell’aspirina sull’aggregazione piastrinica, altri stavano conducendo esperimenti per studiare in vivo le funzioni delle prostaglandine e gli effetti dell’aspirina sul loro rilascio. Weiss aveva già risolto un grosso pezzo del puzzle, avendo dimostrato che l’aspirina inibiva l’aggregazione piastrinica. Quasi allo stesso tempo, i ricercatori delle prostaglandine Priscilla Piper e Sir John Vane stavano chiedendo se l’aspirina potesse influenzare la biosintesi delle prostaglandine., Nei primi anni 1960, Vane sviluppò un metodo per testare la produzione di varie sostanze mediante perfusione di organi isolati, che chiamò cascade superfusion bioassay.38 In questo saggio, il sangue o la soluzione salina artificiale sono stati perfusi su tessuto di saggio isolato e sono state introdotte anche varie sostanze di prova. Vane ha fatto diverse innovazioni alle tecniche di bioassay precedenti, come superfusing un organo con il sangue dalla vena o arteria di un animale e poi tornare il sangue ad una grande vena. Nel 1982, Vane ha vinto il premio Nobel per la Fisiologia o la medicina per i suoi contributi in questo campo., Queste innovazioni si rivelerebbero vitali per comprendere gli effetti dell’aspirina a livello molecolare. Vane ha commentato che ” l’elemento di istantaneità è un aspetto importante del saggio biologico di superfusione a cascata in quanto rileva l’attività biologica di composti chimicamente instabili la cui attività sarebbe altrimenti persa nel processo di estrazione.”39 Utilizzando questo approccio, Vane e Piper hanno studiato le sostanze rilasciate durante l’anafilassi.40 Hanno scoperto il rilascio di prostaglandine e una molecola chiamata “sostanza contraente dell’aorta del coniglio” (RCS, in seguito ribattezzata trombossano A2)., Il RCS è stato trovato per essere altamente instabile, e questo fatto è stato fondamentale per le loro scoperte successive: un ritardo anche di pochi minuti è stato sufficiente per prevenire l’effetto di RCS sul tessuto saggio. In saggi utilizzando cavia polmone, hanno scoperto che l’aspirina bloccato il rilascio di RCS e anche prostaglandine. Vane ha descritto le sue esperienze:

Mentre stavo scrivendo un articolo di revisione durante il fine settimana, inclusi i risultati di alcuni di questi esperimenti, mi è venuto in mente un pensiero che forse avrebbe dovuto essere ovvio in precedenza., In tutti questi esperimenti (e in quelli di molti altri lavoratori), il “rilascio” di prostaglandine deve infatti ammontare alla sintesi fresca di prostaglandine. Cioè, la produzione di prostaglandine in questi esperimenti, sebbene molto bassa, era ancora molto più alta del contenuto iniziale dei tessuti degli ormoni. Evidentemente, poi, i vari stimoli, meccanici e chimici, che liberavano le prostaglandine, stavano di fatto “accendendo” la sintesi di questi composti. Un corollario logico era che l’aspirina potrebbe bloccare la sintesi delle prostaglandine.,39

Vane testò la sua ipotesi introducendo l’aspirina in un esperimento che utilizzava il surnatante di un omogenato cellulare noto per generare prostaglandine. La sua ipotesi si dimostrò corretta, poiché l’aspirina inibiva la generazione di RCS e prostaglandine in modo dose-dipendente.41,42 Smith e Willis43 hanno testato la stessa ipotesi in pazienti che avevano assunto 600 mg di aspirina, dopo di che le piastrine sono state isolate e stimolate con trombina. Essi hanno scoperto che la sintesi delle prostaglandine è stato specificamente inibito da aspirina,43 che era coerente con il rapporto di Vane., L’enzima che l’aspirina inibisce-in seguito rivelato essere cicloossigenasi – 1 (COX-1) (Fig. 4) – svolge un ruolo chiave nella sintesi di prostaglandine e trombossano A2. Collettivamente, il lavoro di questi scienziati ha rivelato che gli effetti dell”aspirina sull” aggregazione piastrinica derivano dall “inibizione della COX-1 (riducendo così la sintesi trombossano-A2) e l” inibizione della risposta al trombossano (che dipende da ADP per l ” amplificazione). Roth e associates44 hanno dimostrato che l’aspirina inibisce irreversibilmente la COX-1 acetilando un residuo di serina, impedendo così il legame dell’acido arachidonico., Nelle piastrine, l’inibizione irreversibile della COX-1 è di particolare conseguenza, poiché la sintesi di qualsiasi nuovo enzima è minima in queste cellule anucleate. Questa caratteristica delle piastrine porta ad una inibizione più profonda e prolungata della funzione piastrinica, rispetto agli effetti dell”aspirina sulle cellule che contengono nuclei. I contributi di questi e di altri scienziati probabilmente rinvigorito interesse per l”uso di aspirina per prevenire eventi cardiovascolari, che ha portato alla 1 ° studi clinici che hanno testato direttamente le affermazioni di Craven.