© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 10, s. 819-825
*Michał Bijak, Mateusz Bobrowski
Znaczenie inhibitorów trombiny w farmakoterapii przeciwzakrzepowej
The importance of thrombin inhibitors in the antithrombotic pharmacotherapy
Katedra Biochemii Ogólnej, Uniwersytet Łódzki
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Barbara Wachowicz
Streszczenie
Aktywacja krzepnięcia krwi jest fizjologicznym procesem zachodzącym przy udziale zymogenów, które poprzez proteolizę zostają przekształcone do aktywnych enzymów, prowadząc do generowania trombiny. Trombina jest wielofunkcyjną osoczową proteazą serynową, która odgrywa główną rolę w regulacji hemostazy. Trombina jest odpowiedzialna za konwersję fibrynogenu w fibrynę, aktywację płytek krwi i zwrotną aktywację innych czynników krzepnięcia. Dlatego kontrolowanie powstawania trombiny reguluje koagulacyjną aktywność osocza. Z tego powodu inhibicja trombiny jest kluczem do sukcesu dla nowoczesnej terapii przeciwzakrzepowej. Inhibitory trombiny dzielimy na pośrednie (heparyna) i bezpośrednie. Obecnie stosowane klinicznie są 3 parenteralne bezpośrednie inhibitory: hirudyna i biwalirudyna, które przyłączają się do centrum aktywnego i miejsca zewnętrznego I trombiny oraz argatroban wiążący się jedynie z centrum aktywnym enzymu. Nową klasą obecnie znajdującą zastosowanie kliniczne są doustne bezpośrednie inhibitory trombiny: ximelagatran i dabigatran, które odwracalnie przyłączają się tylko do centrum aktywnego cząsteczki trombiny. Badania kliniczne przeprowadzone w ostatnich latach wskazują, że najbardziej obiecującym lekiem jest dabigatran, który może być alternatywą dla antagonistów witaminy K. Celem tej pracy jest opisanie mechanizmu generowania trombiny w warunkach in vivo oraz mechanizmu działania i farmakokinetyki pośrednich i bezpośrednich inhibitorów trombiny obecnie dostępnych w lecznictwie.
Słowa kluczowe: trombina, zakrzepica, inhibitory trombiny, krzepnięcie krwi
Summary
Activation of blood coagulation is a physiological process which consists of a series of zymogens that can be converted by limited proteolysis to active enzymes leading to the generation of thrombin. Trombin is a multifunctional plasma serine protease which has a central role in controlling hemostasis. Trombin is responsible for conversion fibrinogen into fibrin, platelet activation and feedback activation of other coagulation factors. Consequently, control of thrombin generation regulates plasma coagulant activity. For this reason the thrombin inhibition is a key for successful novel antithrombotic pharmacotherapy. Thrombin inhibitors are classified as indirect inhibitors (heparin) and direct inhibitors. Currently for clinical use are available 3 parenteral direct thrombin inhibitors: hirudin and bivalirudin which bind both the catalytic site and exosite I of thrombin, and argatroban which binds only to the active site. The next novel class currently available for clinical use are orally bioavailable direct thrombin inhibitors: ximelagatran and dabigatran which reversible bind only to the active site of thrombin molecule. Clinical studies carried in last years show that the most promising drug is dabigatran, which may be an alternative to vitamin K antagonists. This article describes the thrombin generation mechanisms in vivo as well as mechanism of action and pharmacokinetic of indirect and direct thrombin inhibitors currently available in clinical use.
Key words: thrombin, thrombosis, thrombin inhibitors, blood clotting
Wprowadzenie
Krzepnięcie krwi jest to naturalny, fizjologiczny proces zapobiegający utracie krwi w wyniku przerwania ciągłości naczyń krwionośnych. Jego istotą jest przejście rozpuszczonego w osoczu fibrynogenu w sieć przestrzenną fibryny pod wpływem trombiny i utworzenie skrzepu krwi (czopu hemostatycznego) (1). Trombina, znana również jako aktywny osoczowy czynnik II krzepnięcia, jest wielofunkcyjną proteazą serynową rozszczepiającą w białkach wiązania peptydowe znajdujące się po karboksylowej stronie argininy (2). Aktywna ludzka α-trombina jest zbudowana z 2 polipeptydowych łańcuchów: mniejszego łańcucha A złożonego z 36 aminokwasów, nie posiadającego udokumentowanej biologicznej roli, oraz łańcucha B złożonego z 259 aminokwasów. Łańcuchy te połączone są ze sobą kowalencyjnym wiązaniem disiarczkowym (3). W cząsteczce a-trombiny można wyróżnić 4 miejsca, które są odpowiedzialne za jej biologiczną funkcję: miejsce zewnętrzne I (exosite I), miejsce zewnętrzne II (exosite II), miejsce zawierające centrum katalityczne i miejsce wiązania jonów sodowych (4). Biologicznym substratem dla trombiny nie jest jedynie fibrynogen. Dzięki rozszczepianiu wiązań Arg-X trombina ma zdolność do proteolitycznego cięcia wielu różnych białek. Do substratów trawionych przez trombinę należą oprócz fibrynogenu przede wszystkim receptory PAR, inhibitor fibrynolizy aktywowany trombiną (TAFI), białko C i czynniki krzepnięcia: V, VIII, XI, XIII (5).
Zaburzone mechanizmy kontrolujące tworzenie i aktywność trombiny przyczyniają się do powstawania i rozwoju wielu chorób układu krążenia (miażdżyca, choroba niedokrwienna serca, żylna choroba zakrzepowo-zatorowa, udar mózgu), nowotworowych, a także chorób neurodegeneracyjnych (6). Z tego powodu coraz częściej w farmakologii zaczynają być stosowane inhibitory trombiny, które w przyszłości mogą powoli wypierać leki będące antagonistami witaminy K.
Powstawanie trombiny
W warunkach fizjologicznej hemostazy do powstawania trombiny dochodzi w wyniku uszkodzenia komórek śródbłonka i odsłonięcia trombogennej warstwy podśródbłonkowej. W procesie tym uczestniczą zaktywowane płytki krwi (aktywacja płytek jest wynikiem ich adhezji do kolagenu i innych białek macierzy pozakomórkowej), komórki bogate w czynnik tkankowy (TF – ang. Tissue Factor) oraz pozostałe osoczowe czynniki krzepnięcia. Proces tworzenia trombiny obejmuje trzy fazy: indukcję, propagację, amplifikację i kończy się tzw. „wybuchem trombinowym” (7).
Pierwszą reakcją po uszkodzeniu ściany naczynia krwionośnego jest utworzenie na powierzchni komórek zawierających TF kompleksu enzymatycznego TF/VIIa. Kompleks ten, przy udziale fosfolipidów błon komórkowych (FL) i jonów Ca2+, aktywuje cz. X i dodatkowo cz. IX, prowadząc do pojawienie się niewielkiej ilości trombiny, zdolnej do aktywacji płytek krwi i uruchomienia szlaku przemian nieaktywnych osoczowych czynników krzepnięcia w formy aktywne (8). Kolejne reakcje zachodzą na powierzchni błon komórkowych zaktywowanych płytek, bogatej w ujemnie naładowane fosfolipidy. (9). Trombina na drodze sprzężenia zwrotnego aktywuje osoczowe czynniki krzepnięcia: V, VIII i XI prowadząc do utworzenia dwóch rodzajów kompleksów enzymatycznych (faza propagacji): tenazy (IXa, VIIIa, X, FL, Ca2+) i protrombinazy (Xa, Va, II, FL, Ca2+). W pierwszym kompleksie dochodzi do aktywacji czynnika X przez czynnik IXa, w drugim do aktywacji protrombiny (cz. II) do trombiny (cz. IIa) przez czynnik Xa. Czynniki VIIIa i Va pełnią w tych kompleksach rolę kofaktorów. Ilość tworzonych kompleksów i pojawiającej się trombiny gwałtownie rośnie (faza amplifikacji), w efekcie dochodzi do tzw. „wybuchu trombinowego”. Ostatnią fazą krzepnięcia krwi (faza efektorowa) jest przejście, pod wpływem trombiny, fibrynogenu w przestrzenną sieć fibryny (10, 11, 12).
Generowanie trombiny w warunkach in vivo podlega bardzo ścisłej regulacji. Regulacja ta przebiega zarówno na szlaku aktywacji krzepnięcia krwi, jak i poprzez dezaktywację powstałej już aktywnej trombiny (8).
Pierwszym regulatorem generowania trombiny jest inhibitor zewnątrzpochodnego szlaku krzepnięcia (TFPI), który początkowo wiąże się odwracalnie z czynnikiem Xa, tworząc kompleks TFPI-Xa. Później następuje połączenie się kompleksu TFPI-Xa z obecnym na powierzchni fosfolipidów błon komórkowych kompleksem TF-VIIa, powodując powstanie kompleksu TFPI-Xa-TF-VIIa. Konsekwencją tego jest zablokowanie zdolności TF-VIIa do aktywacji czynnika X i IX i zahamowanie wytwarzania trombiny na szlaku zależnym od czynnika tkankowego (13). Kolejną drogą regulacji jest aktywne białko C (APC), które aktywowane jest przez trombinę połączoną z trombomoduliną obecną na błonie komórkowej śródbłonka. APC inaktywuje czynniki Va i VIIIa przez częściową ich proteolizę, powodując rozpad kompleksów tenazy i protrombinazy (14). Najważniejszym jednak regulatorem powstawania, ale również aktywności trombiny, jest osoczowa serpina: antytrombina III (ATIII). ATIII neutralizuje aktywne czynniki krzepnięcia: XIa, IXa, VIIa, Xa i przede wszystkim samą trombinę poprzez tworzenie kompleksu pomiędzy miejscem aktywnym enzymu a reaktywnym centrum antytrombiny w stosunku 1:1. Powstały kompleks trombina-antytrombina (TAT) powoduje zahamowanie właściwości proteolitycznych trombiny, a następnie usuwany jest z krwi przez makrofagi (15). Ostatnim regulatorem jest kofaktor heparyny II (HC-II), który jest specyficznym inhibitorem trombiny (16).
Główne inhibitory trombiny stosowane w farmakologii
Ze względu na centralną pozycję w kaskadzie krzepnięcia krwi trombina wydaje się idealnym celem dla nowoczesnej terapii przeciwzakrzepowej. Inhibitory tego enzymu, które były stosowane od wielu lat, mają pochodzenie naturalne (heparyna, hirudyna). Jednak w ostatnich latach zaczynają być stosowane syntetyczne, niskocząsteczkowe inhibitory naśladujące strukturę tripeptydu D-Phe-Pro-Arg, czyli sekwencję, w której dochodzi do proteolizy łańcucha Aα fibrynogenu (17).
Inhibitory trombiny mogą w sposób pośredni inaktywować enzym poprzez zwiększanie aktywności inhibitorów naturalnie występujących w ludzkim organizmie (tzn. antytrombiny III i kofaktora heparyny II). Kolejną drogą działania inhibitorów jest bezpośrednia inaktywacja enzymu poprzez wiązanie się z samą cząsteczką trombiny zarówno w postaci wolnej, jak i związanej z fibryną, co daje im potencjalną przewagę nad inhibitorami pośrednimi, które mogą hamować tylko wolną trombinę. Stosowane obecnie leki działają na jedno z trzech miejsc znajdujących w obrębie cząsteczki trombiny: 1) miejsce zawierające centrum katalityczne; 2) miejsce zewnętrzne I; 3) miejsce zewnętrzne II (18).
Heparyna
Heparyna została odkryta w 1916 roku przez Roberta Macleana, który wyizolował ją z wątroby psa i wykazał, że związek ten posiada właściwości antykoagulacyjne (19).
Heparyna należy do glikozaminoglikanów siarkowanych zbudowanych z kwasu 2-sulfonylo-α-D-iduronowego i N-sulfonylo-α-D-glukozamino-6-siarczanu połączonych wiązaniem D-glikozydowym a, 1 → 4 (20, 21).
Obecnie stosowane w farmakologii są dwa rodzaje heparyn: heparyna niefrakcjonowana (UFH – ang. Unfractioned Heparin) i heparyny drobnocząsteczkowe (LMWH – ang. Low Molecular Weight Heparin). Obydwa te rodzaje są podawane parenteralnie. Dokładnej masy cząsteczkowej UFH nie da się określić, ponieważ jest to zawsze mieszanina polimerów o różnych masach od 5 000 do 30 000 Da. Średnią masę podaje się zazwyczaj w zakresie 12 000-15 000 Da. Heparyna była pierwszym lekiem przeciwzakrzepowym stosowanym na świecie; w 1947 roku WHO zdefiniowała pierwsze międzynarodowe standardy dotyczące heparyny (19).
Działanie heparyny na trombinę jest pośrednie i oparte na tworzeniu z antytrombiną kowalencyjnego kompleksu antytrombina-heparyna (ATH), zmieniającego konformację ATIII, przez co zwiększa się jej zdolność do przyłączania się do trombiny. Za wiązanie heparyny z antytrombiną odpowiedzialne są sekwencje pentasacharydowe (22). Obecnie wiadomo, że heparyna tworzy kompleks za pośrednictwem reszt lizyny obecnych w antytrombinie. Powoduje to zmiany konformacji w centrum argininowym białka, które odpowiedzialne jest za wiązanie z trombiną. Skutkiem tego jest przekształcenie ATIII z wolnego progresywnego inhibitora w bardzo szybki inhibitor. Żeby heparyna spełniała swoją rolę, musi być związana zarówno z trombiną, jak i antytrombiną (23).
Heparyna może działać także poprzez kofaktor HC-II, lecz wiązanie to jest 1 000-krotnie słabsze niż z ATIII (24). Przyłączenie heparyny powoduje zmiany w konformacji N-końcowej domeny kofaktora heparyny II, co powoduje łatwiejszy dostęp HC-II do związania się z miejscem zewnętrznym I w trombinie (25).
Niefrakcjonowana heparyna ulega rozkładowi przez heparynazę wątrobową i jest wydalana przez nerki jako uroheparyna. Jej efekt leczniczy jest zmienny osobniczo, co spowodowane jest faktem, że w osoczu istnieją białka, które konkurują z ATIII o połączenie z heparyną i w ten sposób zmniejszają jej biodostępność.
Podawanie niefrakcjonowanej heparyny może prowadzić do licznych powikłań. Głównym powikłaniem leczenia heparyną jest krwawienie. Innym skutkiem ubocznym może być występowanie trombocytopenii poheparynowej (HIT – ang. heparin induced thrombocytopenia). UFH przy dłuższym stosowaniu (powyżej 6. miesięcy) może doprowadzić także do osteoporozy (26). Trombocytopenia indukowana przez heparynę jest spowodowana powstaniem swoistych immunoglobulin klasy G (IgG) przeciwko nowym epitopom powstałym poprzez związanie się heparyny z czynnikiem płytkowym 4 (PF4), do którego heparyna ma wysokie powinowactwo. Powstający kompleks IgG-PF4-Heparyna powoduje aktywację płytek (27, 28). Rezultatem tego jest spadek liczby płytek krwi poniżej 100 x 109/L (29). Poza tym heparyna może powodować aktywację płytek krwi poprzez związanie się z receptorem glikoproteinowym GpIIb/IIIa. Powoduje to, że większą skuteczność leczenia otrzymuje się poprzez podanie jednocześnie z heparyną inhibitorów GpIIb/IIIa (18).
Heparyny drobnocząsteczkowe zaczynają coraz bardziej wypierać z lecznictwa heparynę UFH. LMWH są produkowane m.in. poprzez hydrolizę kwasową i enzymatyczną degradację UFH. Są to fragmenty UFH stanowiące około 1/3 jej masy cząsteczkowej, od 2 000 do 9 000 Da (19). Działanie heparyn drobnocząsteczkowych jest bardziej przewidywalne niż niefrakcjonowanej hepryny, co związane jest ze zmniejszonym wiązaniem LMWH przez białka osocza i jej większą biodostępnością (26). LMWH słabiej wchodzą w interakcję z płytkami krwi i PF4 i w ten sposób zmniejszają, ale nie eliminują ryzyka wystąpienia trombocytopenii (19).
Hirudyna
Hirudyna była pierwszym zastosowanym w lecznictwie bezpośrednim inhibitorem trombiny. Jest to zawierający 65 aminokwasów polipeptyd wyizolowany z gruczołów ślinowych pijawek Hirudo medicinalis.Stosowana jest w sposób parenteralny, gdyż nie jest przyswajana przez przewód pokarmowy. Okres półtrwania po podaniu dożylnym wynosi ok. 40 minut, a po podaniu podskórnym 120 minut. Usuwana z organizmu jest przez nerki i w małym stopniu przez wątrobę (18, 30).
Cząsteczka hirudyny ma masę ok. 7 kDa, stabilizowana jest trzema mostkami disiarczkowymi i składa się z trzech regionów: centralnego rdzenia, tzw. palca i pętli (31).
Hirudyna należy do biwalentnych inhibitorów tworzących z trombiną niekowalencyjny kompleks w stosunku 1:1. Silnie kwasowy C-koniec łączy się z miejscem zewnętrznym I trombiny. Globularny N-koniec łączy się z centrum aktywnym trombiny. Hirudyna przyłącza się zarówno do wolnej trombiny, jak i związanej z fibrynogenem (32, 33). Wiązanie z enzymem jest praktycznie nieodwracalne, co powoduje, że w przypadku wystąpienia krwawienia nie można znów przywrócić poprzedniego stanu hemostazy (34).
Obecnie stosowane są dwie rekombinowane formy hirudyny: desuridyna, czyli 65-aminokwasowa desiarczanowana hirudyna o masie 6 964 Da, oraz lepirudyna, która jest także 65-aminokwasowym polipeptydem o masie 6 979 Da, ale nie posiada grupy siarczanowej przy Tyr 63, a zamiast Ile 1 posiada leucynę (35). Ponieważ leki te są rekombinantami białka, które nie jest pochodzenia ludzkiego, mogą w organizmie ludzkim powodować powstawanie przeciwciał przeciwko tym rekombinowanym hirudynom (36).
Biwalirudyna
Biwalirudyna należy do biwalentnych, syntetycznych, bezpośrednich inhibitorów trombiny. Jest to analog hirudyny o masie 2 180 Da zawierający 20 aminokwasów. Jego czas półtrwania wynosi od 25 do 35 minut (37, 38). Metabolizowana jest głównie przez enzymy osoczowe – peptydazy, które rozkładają polipeptyd do pojedynczych aminokwasów, a około 20% cząsteczek leku jest usuwane przez nerki (30).
Podobnie jak hirudyna, biwalirudyna wiąże się z centrum katalitycznym dzięki sekwencji D-Phe-Pro-Arg, która znajduje się w N-końcu cząsteczki inhibitora. C-koniec biwalirudyny jest analogiczny do C-końca hirudyny i dzięki niemu łączy się ona z miejscem zewnętrznym I trombiny, gdzie przyłączany jest fibrynogen (33). Miejsca przyłączania się cząsteczki biwalirudyny do trombiny są połączone sekwencją składającą się z czterech reszt glicyny.
Wiązanie z trombiną następuje w sposób odwracalny, co pozwala na powrót do poprzedniego stanu hemostazy i uniknięcia powikłań krwotocznych. Odwracalność wiązania jest spowodowana tym, że region przyłączający się do centrum aktywnego trombiny ulega przez nią rozszczepieniu, w wyniku czego następuje uwolnienie trójpeptydu Phe-Pro-Arg. Powoduje to osłabienie wiązania biwalirudyny z miejscem zewnętrznym I i odłączenie inhibitora od cząsteczki trombiny (37, 38).
Dzięki swojej peptydowej budowie biwalirudyna nie powoduje wytwarzania przeciwciał w ludzkim organizmie, tak jak ma to miejsce w przypadku rekombinowanych hirudyn (36). W porównaniu z hirudyną biwalirudyna posiada mniejsze powinowactwo do trombiny i jest szybciej usuwana z osocza (18). Badania ACUITY wykazały, że biwalirudyna jest skutecznym lekiem w terapii przeciwzakrzepowej u osób z ostrą niewydolnością wieńcową, w szczególności u pacjentów poddanych przezskórnej interwencji wieńcowej (39). W badaniach HORIZONS-AMI biwalirudyna powodowała w porównaniu z leczeniem heparyną połączoną z inhibitorami GpIIb/IIIa zmniejszenie częstości występowania niekorzystnych zdarzeń klinicznych. Biwalirudyna również powodowała wystąpienie mniejszej liczby krwawień niż heparyna połączona z inhibitorami GpIIb/IIIa (40).
Argatroban
Argatroban, kolejny bezpośredni inhibitor trombiny, został wynaleziony w 1970 roku w Japonii przez Shosuke Okamoto. Jest to syntetyczna pochodna L-argininy o masie 527 Da (ryc. 1), która wiąże się niekowalencyjnie w sposób odwracalny tylko z centrum katalitycznym trombiny. Antykoagulacyjny efekt działania zazwyczaj jest znoszony po 2 do 4 godzin po zakończeniu podawania leku (41). Argatroban nie indukuje powstawania przeciwciał, a efekt działania nie jest zmienny osobniczo. Farmakokinetyka argatrobanu jest niezmienna przy jednoczesnym podawaniu erytromycyny, aspiryny, paracetamolu, digoksyny czy lidokainy. Ze względu na swoje właściwości argatroban został dopuszczony do obrotu jako lek stosowany w profilaktyce i leczeniu zakrzepicy u osób, u których stwierdzono występowanie trombocytopenii poheparynowej typu II.Jest metabolizowany w wątrobie przy udziale układu cytochromu P450, a jego czas półtrwania wynosi od 39 do 51 minut; może być wydłużony u osób z niewydolnością wątroby. Około 54% argatrobanu jest wiązane do białek osocza (20% do albuminy, a 34% do α1 – kwaśnej glikoproteiny). Podobnie jak wcześniej opisane inhibitory, jest stosowany wyłącznie w sposób parenteralny. Dawka zazwyczaj stosowana to 1,25-10 mg/kg/min, poprzedzona jednorazowa dawką wynoszącą 125-250 mg/kg (42).
Ryc. 1. Wzory chemiczne niskocząsteczkowych bezpośrednich inhibitorów trombiny.
W badaniach ARG-911 i ARG-915, przeprowadzonych u pacjentów z HIT, podawanie 2 mg/kg/min powodowało wydłużenie czasu aPTT 1,5-krotnie w stosunku do kontroli, natomiast 10 mg/kg/min wydłużało czas aPTT 3-krotnie. W badaniach ARG-216, ARG-310/311 uzyskano zadowalające przeciwzakrzepowe działanie argatrobanu u osób poddanych przezskórnej interwencji wieńcowej, u których występowała małopłytkowość (41, 42).
Ximelagatran
Ximelagatran był pierwszym doustnym lekiem antytrombinowym, który został wprowadzony na rynek europejski w 2004 roku pod nazwą Exanta(r) przez firmę AstraZeneca. Jest to związek o masie 430 Da naśladujący strukturę tripeptydu D-Phe-Pro-Arg (ryc. 1), dzięki czemu może łączyć się z centrum aktywnym trombiny (35).
Preparat jest metabolizowany w organizmie do aktywnej formy, czyli melagatranu, który nie jest dobrze absorbowany w przewodzie pokarmowym i dlatego jest podawany w formie proleku (33). Mniej niż 15% melagatranu jest wiązane do białek osocza (43).
Przyswajalność ximelagatranu wynosi około 20%. Przekształcanie ximelagatranu przebiega z utworzeniem dwóch metabolitów pośrednich: etylo-melagatranu i hydroksy-melagatranu. Konwersja ta przebiega w kilku tkankach, ale największą aktywność wykazują hepatocyty. W metabolizm nie jest zaangażowany układ cytochromu P450, przez co istnieje niewielkie ryzyko interakcji z innymi lekami (44, 45). Największe stężenie ximelagatranu we krwi jest osiągane 30 minut po podaniu, natomiast szczyt stężenia dla melagatranu jest osiągany 2 godziny od podania. Czas półtrwania wynosi od 4 do 5 godzin (46).
Analiza 13 badań, w których wzięło udział ponad 22 000 pacjentów, wykazała porównywalne obniżenie występowania zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu lub zatoru tętnicy płucnej, jak w przypadku konwencjonalnej terapii przeciwzakrzepowej. Podobne rezultaty zaobserwowano w przypadku występowania powikłań krwotocznych. Jednak u 5,8% osób przyjmujących ximelagatran następowało uszkodzenie wątroby, w 2 przypadkach zakończone zgonem (47). Ze względu na właściwości hepatotoksyczne lek ten został wycofany z rynku w wielu krajach w 2006 roku (26).
Dabigatran
Stosowanym doustnie inhibitorem trombiny jest również dabigatran. Został on wprowadzony na rynek europejski w marcu 2008 roku pod nazwą Pradaxa(r) przez firmę Boehringer Ingelheim (48). Lek ten naśladuje trójpeptyd D-Phe-Pro-Arg, który występuje w wielu substratach dla trombiny i w ten sposób łączy się z centrum aktywnym enzymu (33). Podawany jest w postaci proleku: eteksylanu dabigatranu, który jest metabolizowany przez esterazy osoczowe do aktywnej formy (26). Masa eteksylanu dabigatranu wynosi 628 Da, natomiast masa aktywnego leku to 471 Da (ryc. 1). Około 20% leku ulega koniugacji w wątrobie i jest wydalane razem z żółcią. Pozostałe 80% jest wydalane w niezmienionej postaci poprzez nerki, z tego powodu jest przeciwwskazany u osób z niewydolnością nerek. W metabolizmie eteksylanu dabigatranu nie uczestniczy układ cytochromu P450, dzięki czemu związek ten posiada niewielkie ryzyko interakcji z innymi lekami. Eteksylan dabigatranu posiada niską przyswajalność wynoszącą ok. 6%, dlatego też do osiągnięcia odpowiedniego stężenia w osoczu muszą być stosowane dość duże dawki. Wchłanianie leku jest zależne od kwaśnego środowiska i ulega zmniejszeniu przy przyjmowaniu inhibitorów pompy protonowej (49). Około 35% dabigatranu wiąże się do białek osocza. Stężenie maksymalne eteksylanu dabigatranu we krwi osiągane jest po około 2 godzinach od podania (50). Czas półtrwania u osób z prawidłową czynnością nerek wynosi od 12 do 17 godzin. Eteksylan dabigatranu jest substratem dla glikoproteiny P. Podczas stosowania inhibitorów glikoproteiny P, takich jak amiodaron, verapamil czy chinidyna, możliwy jest wzrost o 50% poziomu dabigatranu we krwi (51).
W badaniu BISTRO I, w którym udział wzięło 289 pacjentów, stwierdzono, że dawki w zakresie 50-300 mg stosowane dwa razy na dobę są skuteczne i bezpieczne (52). W badaniach BISTRO II udział wzięło 1 973 pacjentów poddanych alloplastyce stawu kolanowego lub biodrowego. Dabigatran był podawany w dawkach 50; 150 i 225 mg dwa razy na dobę lub dawce 300 mg raz na dobę. W wyniku tych badań stwierdzono zależne od dawki zmniejszenie częstości występowania żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej. W porównaniu z enoksaparyną częstość występowania ŻChZZ była znacznie mniejsza u pacjentów otrzymujących dawkę 150; 225 mg dwa razy na dobę i 300 mg raz na dobę.
Wystąpienie poważnych krwawień w porównaniu z enoksaparyną było niższe w dawce 50 mg dwa razy na dobę przy równoczesnej nieznacznej tendencji do zwiększenia się krwawienia u pacjentów otrzymujących większe dawki (53). Badania PETRO przeprowadzone z udziałem 502 pacjentów z migotaniem przedsionków wykazały, że najbezpieczniejsza skuteczna dawka leku to 150 mg stosowana dwa razy na dobę (54). Zakrojone na szeroką skale badania RE-LY, w których udział wzięło ponad 18 000 pacjentów z migotaniem przedsionków, oceniły skuteczność dabigatranu w dawkach 110 i 150 mg stosowanych dwa razy na dobę w porównaniu z warfaryną (dawka dostosowana do otrzymania INR 2-3). W badaniu tym stwierdzono, że dawka 110 mg miała podobną skuteczność w redukowaniu występowania zatoru i udaru co warfaryna, natomiast dabigatran w dawce 150 mg dwa razy na dobę był skuteczniejszy niż warfaryna. Występowanie krwawień w przypadku dawki 110 mg było mniejsze, a w przypadku dawki 150 mg porównywalne z warfaryną (55).
Podobne wyniki otrzymano w badaniu RE-COVER, w którym uczestniczyło 2 539 pacjentów. Użyty dabigatran w dawce 150 mg dwa razy na dobę był porównywalnie skuteczny co warfaryna, jednak powodował mniejszą częstość wystąpienia krwawienia w porównaniu z warfaryną (56). Jak do tej pory nie udowodniono hepatotoksycznego działania dabigatranu, dlatego stanowi on ważną alternatywę dla ximelagatranu. Jednak jedynym obserwowanym działaniem ubocznym jest występowanie dyspepsji i zwiększona liczba krwawień z przewodu pokarmowego. Może być to spowodowane obecnością w składzie tabletek kwasu winowego, który ma za zadanie obniżanie pH w celu lepszego wchłonięcia się leku w przewodzie pokarmowym.
Podsumowanie
Bezpośrednie inhibitory trombiny, takie jak biwalirudyna czy argatroban, to nowoczesna klasa leków stająca się alternatywą dla heparyny u pacjentów, u których stwierdzono HIT. Wprowadzanie ximelagatranu i dabigatranu, czyli pierwszych od czasów warfaryny doustnych antykoagulantów, może stanowić ważny krok w przeciwdziałaniu zakrzepicy. Działanie doustnych inhibitorów trombiny jest w przeciwieństwie do warfaryny prawie natychmiastowe, a efekt działania nie jest zmienny osobniczo i nie wymaga regularnej kontroli parametrów krzepnięcia krwi ani korygowania dawki.
Kolejną przewagą bezpośrednich inhibitorów trombiny jest brak interakcji z pożywieniem i innymi przyjmowanymi przez pacjenta lekami, ponieważ w ich metabolizm nie jest zaangażowany układ cytochromu P450, jak ma to miejsce w przypadku antagonistów witaminy K. Najbardziej obiecującym bezpośrednim inhibitorem trombiny, który może stanowić ważną alternatywę dla antagonistów witaminy K, jest dabigatran. Przewidywalny efekt leczniczy dabigatranu, zmniejszona ilość powikłań krwotocznych i możliwość stosowania leku bez monitorowania zwiększa wygodę i bezpieczeństwo farmakoterapii przeciwzakrzepowej.
Piśmiennictwo
1. Hoffman M, Monroe DM: Coagulation 2006: a modern view of hemostasis. Hematol Oncol Clin North Am 2007; 21: 1-11.
2. Olas B, Wachowicz B: The role of thrombin in hemostasis. Postepy Hig Med Dosw 1998; 52: 471-87.
3. Di Cera E: Thrombin interactions. Chest 2003; 124: 11-17.
4. Licari LG, Kovacic JP: Thrombin physiology and pathophysiology. J Vet Emerg Crit Care (San Antonio) 2009; 19: 11-22.
5. Crawley JT, Zanardelli S, Chion CK, Lane DA: The central role of thrombin in hemostasis. J Thromb Haemost 2007; 5: 95-01.
6. Goldsack NR, Chambers RC, Dabbagh K, Laurent GJ: Thrombin. Int J Biochem Cell Biol 1998; 30: 641-46.
7. Hoffman M, Monroe DM, III: A cell-based model of hemostasis. Thromb Haemost 2001; 85: 958-65.
8. Sawicka B: Rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe: aspekty kliniczne, laboratoryjne i terapeutyczne. Post Nauk Med 2000; 3: 40-50.
9. Monroe DM, Hoffman M, Roberts HR: Platelets and thrombin generation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2002; 22: 1381-89.
10. Norris LA: Blood coagulation. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol 2003; 17: 369-83.
11. Butenas S, Mann KG: Blood coagulation. Biochemistry (Mosc) 2002; 67: 3-12.
12. Mann KG, Brummel-Ziedins K, Orfeo T, Butenas S: Models of blood coagulation. Blood Cells Mol Dis 2006; 36: 108-17.
13. Crawley JT, Lane DA: The haemostatic role of tissue factor pathway inhibitor. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2008; 28: 233-42.
14. Esmon CT: Regulation of blood coagulation. Biochim Biophys Acta 2000; 1477: 349-60.
15. Quinsey NS, Greedy AL, Bottomley SP et al.: Antithrombin: in control of coagulation. Int J Biochem Cell Biol 2004; 36: 386-89.
16. Pike RN, Buckle AM, le Bonniec BF, Church FC: Control of the coagulation system by serpins. Getting by with a little help from glycosaminoglycans. FEBS J 2005; 272: 4842-51.
17. Schwienhorst A: Direct thrombin inhibitors – a survey of recent developments. Cell Mol Life Sci 2006; 63: 2773-91.
18. Mycka R, Sutkowska E, Sutkowski K: Ocena bezpośrednich inhibitorów trombiny na tle nowego modelu układu krzepnięcia. Adv Clin Exp Med 2006; 4: 655-62.
19. Alban S: From heparins to factor Xa inhibitors and beyond. Eur J Clin Invest 2005; 35: 12-20.
20. Gray E, Mulloy B, Barrowcliffe TW: Heparin and low-molecular-weight heparin. Thromb Haemost 2008; 99: 807-18.
21. Mulloy B, Forster MJ: Conformation and dynamics of heparin and heparan sulfate. Glycobiology 2000; 10: 1147-56.
22. Patel S, Berry LR, Chan AK: Covalent antithrombin-heparin complexes. Thromb Res 2007; 120: 151-60.
23. Hirsh J, Warkentin TE, Shaughnessy SG et al.: Heparin and low-molecular-weight heparin: mechanisms of action, pharmacokinetics, dosing, monitoring, efficacy, and safety. Chest 2001; 119: 64-94.
24. Huntington JA, Baglin TP: Targeting thrombin-rational drug design from natural mechanisms. Trends Pharmacol Sci 2003; 24: 589-95.
25. Tollefsen DM: Heparin cofactor II modulates the response to vascular injury. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2007; 27: 454-60.
26. Dobrowolski P, Kosiński P, Filipiak K: Leki przeciwkrzepliwe w chorobach serca i naczyń – stan obecny i perspektywy. Chor Serca i Nacz 2007; 4: 130-36.
27. Di Nisio M, Middeldorp S, Buller HR: Direct thrombin inhibitors. N Engl J Med 2005; 353: 1028-40.
28. Cruz-Gonzalez I, Sanchez-Ledesma M, Sanchez PL, Jang IK: [Heparin-induced thrombocytopenia]. Rev Esp Cardiol 2007; 60: 1071-82.
29. Cleveland KW: Argatroban, a new treatment option for heparin-induced thrombocytopenia. Crit Care Nurse 2003; 23: 61-66.
30. Kam PC, Kaur N, Thong CL: Direct thrombin inhibitors: pharmacology and clinical relevance. Anaesthesia 2005; 60: 565-74.
31. Greinacher A, Warkentin TE: The direct thrombin inhibitor hirudin. Thromb Haemost 2008; 99: 819-29.
32. Weitz JI, Crowther M: Direct thrombin inhibitors. Thromb Res 2002; 106: 275-84.
33. Kikelj D: Peptidomimetic thrombin inhibitors. Pathophysiol Haemost Thromb 2003; 33: 487-91.
34. Haas S: Oral direct thrombin inhibition: an effective and novel approach for venous thromboembolism. Drugs 2004; 64: 7-16.
35. Leone G, Rossi E, Leone AM, De S, V: Novel antithrombotic agents: indirect synthetic inhibitors of factor Xa and direct thrombin inhibitors. Evidences from clinical studies. Curr Med Chem Cardiovasc Hematol Agents 2004; 2: 311-26.
36. White CM: Thrombin-directed inhibitors: pharmacology and clinical use. Am Heart J 2005; 149: 54-60.
37. Warkentin TE: Bivalent direct thrombin inhibitors: hirudin and bivalirudin. Best Pract Res Clin Haematol 2004; 17: 105-25.
38. Warkentin TE, Greinacher A, Koster A: Bivalirudin. Thromb Haemost 2008; 99: 830-39.
39. Hirsh J, O'Donnell M, Eikelboom JW: Beyond unfractionated heparin and warfarin: current and future advances. Circulation 2007; 116: 552-60.
40. Mehran R, Lansky AJ, Witzenbichler B et al.: Bivalirudin in patients undergoing primary angioplasty for acute myocardial infarction (HORIZONS-AMI): 1-year results of a randomised controlled trial. Lancet 2009; 374: 1149-59.
41. Walenga JM: An overview of the direct thrombin inhibitor argatroban. Pathophysiol Haemost Thromb 2002; 32: 9-14.
42. Dhillon S: Argatroban: a review of its use in the management of heparin-induced thrombocytopenia. Am J Cardiovasc Drugs 2009; 9: 261-82.
43. Francis CW: Ximelagatran: a new oral anticoagulant. Best Pract Res Clin Haematol 2004; 17: 139-52.
44. Ho SJ, Brighton TA: Ximelagatran: direct thrombin inhibitor. Vasc Health Risk Manag 2006; 2: 49-58.
45. Petersen P: Ximelagatran-a promising new drug in thromboembolic disorders. Curr Pharm Des 2005; 11: 527-38.
46. Linkins LA, Weitz JI: Pharmacology and clinical potential of direct thrombin inhibitors. Curr Pharm Des 2005; 11: 3877-84.
47. Testa L, Andreotti F, Biondi Zoccai GG et al.: Ximelagatran/melagatran against conventional anticoagulation: a meta-analysis based on 22,639 patients. Int J Cardiol 2007; 122: 117-24.
48. Eriksson BI, Smith H, Yasothan U, Kirkpatrick P: Dabigatran etexilate. Nat Rev Drug Discov 2008; 7: 557-58.
49. Gross PL, Weitz JI: New anticoagulants for treatment of venous thromboembolism. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2008; 28: 380-86.
50. van Ryn J, Stangier J, Haertter S et al.: Dabigatran etexilate – a novel, reversible, oral direct thrombin inhibitor: Interpretation of coagulation assays and reversal of anticoagulant activity. Thromb Haemost 2010; 103: 1116-27
51. Karthikeyan G, Eikelboom JW, Hirsh J: Dabigatran: ready for prime time? Pol Arch Med Wewn 2010; 120: 137-42.
52. Eriksson BI, Dahl OE, Ahnfelt L et al.: Dose escalating safety study of a new oral direct thrombin inhibitor, dabigatran etexilate, in patients undergoing total hip replacement: BISTRO I. J Thromb Haemost 2004; 2: 1573-80.
53. Eriksson BI, Dahl OE, Buller HR et al.: A new oral direct thrombin inhibitor, dabigatran etexilate, compared with enoxaparin for prevention of thromboembolic events following total hip or knee replacement: the BISTRO II randomized trial. J Thromb Haemost 2005; 3: 103-11.
54. Ezekowitz MD, Reilly PA, Nehmiz G et al.: Dabigatran with or without concomitant aspirin compared with warfarin alone in patients with nonvalvular atrial fibrillation (PETRO Study). Am J Cardiol 2007; 100: 1419-26.
55. Connolly SJ, Ezekowitz MD, Yusuf S et al.: Dabigatran versus warfarin in patients with atrial fibrillation. N Engl J Med 2009; 361: 1139-51.
56. Schulman S, Kearon C, Kakkar AK et al.: Dabigatran versus warfarin in the treatment of acute venous thromboembolism. N Engl J Med 2009; 361: 2342-52.

otrzymano/received: 2010-08-19
zaakceptowano/accepted: 2010-09-15

Adres/address:
*Michał Bijak
Katedra Biochemii Ogólnej Uniwersytet Łódzki
ul. Banacha 12/16, 90-237 Łódź
tel.: (42) 635-44-82
e-mail: biochogl@biol.uni.lodz.pl
Wydawca:
Patronat:

Proszę kliknąć w wybraną okładkę aby przejść na stronę czasopisma

New Medicine

Postępy Fitoterapii

Medycyna Rodzinna



Nowa Pediatria



Nowa Medycyna



Nowa Stomatologia

Copyright © Wydawnictwo Medyczne Borgis 2006-2024
Chcesz być na bieżąco? Polub nas na Facebooku: strona Wydawnictwa na Facebooku