Isoenzimas de La Fosfidiesterasa

7/24/2019 Isoenzimas de La Fosfidiesterasa

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Anal. Real Acad. Farm. 2000, 66:

Nuevos frmacos antiasmticos : inhibicinselectiva de isoenzimas de la fosfodiesterasa

JULIO CORTIJO GIMENODepartamento de Farmacologa.- Facultad de Medicina.-

Universitat de Valencia.- Avd. Blasco Ibez n 15.- 46010-

Valencia.-/fax 963864622

RESUMEN

La identificacin de la fosfodiesterasa de nucletidos cclicos (PDE), enzimaresponsable de la destruccin del AMPc y el GMPc intracelular, como punto de accinpara las metilxantinas ha originado una creciente actividad investigadora en este campo.

Esto ha tenido como resultado la caracterizacin de mltiples isoenzimas de PDE (PDE1a PDE 9), su distribucin tisular especfica, y el descubrimiento y desarrollo de frmacosinhibidores selectivos para algunos de estos iosenzimas.

La disponibilidad de los frmacos inhibidores selectivos de isoenzimas de PDEha permitido estudios experimentales in vitroe in vivo, cuyo fin era determinar su valorpotencial como frmacos antiasmticos. Aunque la investigacin bsica est siendo muyimportante, la mayora de los frmacos inhibidores selectivos de PDE estn empezando asometerse a ensayos clnicos para valorar su utilidad en el tratamiento de esta patologa.La investigacin futura debe dirigirse a conocer mejor la distribucin tisular de la PDE ysu papel en la fisiopatologa, as como para desarrollar mejores (mas selectivas)molculas inhibidoras de la fosfodiesterasa.

Palabras clave : Asma.- Isoenzimas fosfodiesterasa.- Msculo liso vas areas.- Clulasinflamatorias.


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J.CORTIJO ANAL.REAL ACAD.FARM.

SUMMARY

Phosphodiesterase inhibitors: antiasthmatic drugs of the future

The identification of cyclic nucleotide phosphodiesterase (PDE), the enzymeresponsible for the intracellular degradation of cAMP and cGMP, as the target formethyxanthines has given rise to a reserch effort resulting in the characterization ofmultiple PDE isoenzymes (PDE 1 to PDE 9), their specific tissular distribution anddevelopment of selective inhibitors for some of these isoenzymes.

This bioavailability of theese selective PDE isoenzyme inhibitors has permittedstudies with regard to their potential value as antiasthmatic drugs. Although the basicresearch is being intensive, most of the selective PDE isoenzyme inhibitors arebeginning to be subjected to clinical trials to asses their usefulness in the treatment ofthis pathology. Future research should be aimed at ascertaining the tissular distributionof the PDEs and their role in physiophathology, as well as at developing supraselectivephosphodiesterase inhibitors.

Key words : Asthma.- Phosphodiesterase isoenzymes.- Arways smooth muscle.-Inflamatory cells.

INTRODUCCIN

El asma bronquial es una enfermedad crnica que afecta a todoslos grupos de edad constituyendo un importante problema socio-sanitarioen los pases industrializados, calculndose que alrededor del 6% de la

poblacin adulta y el 10% de la peditrica padece esta patologa. Ennuestro pas la prevalencia de asma se sita muy prxima al milln de

pacientes siendo posible que exista una cifra similar no diagnosticada y en1989 presentamos una tasa bruta de mortalidad de 2.8 / 100.000habitantes (Baos, 1994). Es preocupante la existencia de datos queindican el desarrollo de un incremento en la incidencia, morbilidad ymortalidad por asma, a pesar del elevado consumo de medicacin

antiasmtica.

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VOL.66,(1)2000 INHIBIDORES FOSFODIESTERASA Y ASMA

ISOENZIMAS DE LA FOSFODIESTERASA

Las diferentes poblaciones que integran los organismospluricelulares son capaces de coordinarse de una manera integradamediante, fundamentalmente, seales qumicas. En la superficie externade la clula se encuentran receptores especficos que detectan la llegadade un mensajero y activan una ruta de transmisin que regula, en ltimainstancia, procesos celulares como la contraccin, la secrecin, elmetabolismo o el crecimiento. En la membrana plasmtica celular seencuentran los mecanismos que traducen las seales externas en otrasinternas, transportadas estas por los llamados segundos mensajeros.

El AMPc y el GMPc son dos segundos mensajeros intracelularescuya funcin es la de regular una gran variedad de procesos fisiolgicos y

bioqumicos de importancia fundamental en la coordinacin de laactividad celular. Dado su papel central en la transmisin de informacindesde el exterior hasta el interior celular, la alteracin patolgica de losniveles intracelulares de alguno de dichos segundos mensajerosconducir a profundas modificaciones funcionales en prcticamente latotalidad de rganos o sistemas. As, se han descrito alteraciones

patolgicas en el sistema de transmisin de informacin en enfermedadescardiovasculares, asma, diversos procesos inflamatorios, depresin,diabetes y cncer (Torphy, 1991; Beavo, 1995).

Las clulas eucariticas contienen mltiples formas defosfodiesterasa. Las isoenzimas de la fosfodiesterasa (PDE) son un grupoheterogneo de isoenzimas que catalizan la reaccin de hidrlisis de launin del 3-fosfoester sobre el AMPc o el GMPc transformando estossegundos mensajeros en sus metabolitos inactivos 5-nucletidos (AMP oGMP) controlando as el grado de cada de los mismos (Teixeira, 1997;Torphy, 1998).

Estos isoenzimas difieren en sus caractersticas cinticas y fsicas,selectividades por el sustrato (AMPc o GMPc), sensibilidad a activadorese inhibidores endgenos, susceptibilidad y respuesta a la fosforilacin porlas proteinkinasas, distribucin tisular y localizacin subcelular (Torphy,1991; Thompson, 1991; Nicholson, 1994; Beavo, 1995; Manganiello,1995; Teixeira, 1997; Torphy, 1998).

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1. ESTRUCTURA

Los isoenzimas de la PDE contienen en su estructura tresdominios funcionales:

1)Cuerpo cataltico(estable): en la secuencia de las regionescatalticas de las diferentes familias de PDE existe unaconsiderable similitud (identidad 50% a nivel de

aminocidos (aa)).2)Extremo N-terminal (variable): tiene un papel regulador envarias familias de PDE, v.g., posee un dominio de unin acalmodulina en la PDE 1, sitios de unin a GMPc en la PDE2, lugares de fosforilacin para varias proteinkinasas en PDE1, 3, 4 y 5, dominio de unin a la transducina en PDE 6 y enalgunas PDE tiene tambin un dominio dirigido a lamembrana que es importante determinando lacompartimentacin celular y funcional.

3) Extremo C-terminal (variable): su papel funcionalespecfico no est claro todava, aunque Kovala T. y col.(1997) sugieren que este dominio es importante para ladimerizacin de PDE 4D1. Al igual que para los extremos N-terminal, las secuencias de aa de estas regiones entre lasdiferentes familias de PDE son altamente heterlogas (Bolger,1994; Conti, 1995; Torphy, 1998).

Estos tres dominios estn conectados por regiones bisagra cuyaflexibilidad permite que los dominios N- o C-terminales se plieguen sobrela regin cataltica modulando, de este modo, el acceso del substrato aesta porcin. Esto proporciona un mecanismo por medio del cualreguladores alostricos pueden incrementar o disminuir la actividad

enzimtica alterando la estructura terciaria del enzima (Conti, 1995;Torphy, 1998)

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2. CARACTERSTICAS Y CLASIFICACIN

Actualmente se reconocen 9 familias de isoenzimas de la PDE,algunas de las cuales poseen mltiples subtipos, que han sido agrupadasde acuerdo a su especificidad por el sustrato y sus caractersticasreguladoras:

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TABLA 2.ISOENZIMAS DE LA PDE

Familia(Inhibidores)

Mecanismos de regulacinMoleculares Hormonales Km (M) Subtipos

PDE 1Ca2+/CaMactivada

(Vinpocetina)

Ca2+/calmodulinaFosforilacin

Agonistasmuscarnicoscolinrgicos

AMPc GMPc 3(1-30) (3)

PDE 2GMPc

estimuladas(EHNA)

GMPc ANFxido ntrico

GMPc < AMPc 1(50) (50)

PDE 3GMPc inhibida

(Milrinona)

GMPcFosforilacin

InsulinaGlucagn

Dexametasona

GMPc ~ AMPc 2(0.3) (0.3)

PDE 4AMPc especfica(Rolipram,RO 20-1724)

AMPc (expresingnica)

Fosforilacin

TSHFSH

Agonistas -adrenrgicos

GMPc >>AMPc 4(>3000) (4)

PDE 5

GMPc especfica(Zaprinast,Sildenafilo)

GMPc

Fosforilacin

ANF AMPc >>GMPc 1

(150) (1)

PDE 6GMPc especfica

Transducina(protena G)

Luz AMPc >>GMPc 4(2000) (60)

PDE 7AMPc especficano inhibidaporrolipram

(IBMX)

Mg-independiente No se conocen GMPc >>AMPc 1(>1000) (0.2)

PDE 8AMPc especfica

(Dipiridamol)

No se conocen No se conocen AMPc >>GMPc 1(0.05) (>1000)

PDE 9GMPc especfica(SCH1866)

No GMPcFosforilacin No se conocen GMPc >>AMPc 1(0.1) (>1000)

(*) Modificada de Schudt, 1999.

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2.1.Clase 1

Denominadas tambin PDE Ca2+/calmodulina estimuladas porquesu actividad hidroltica sobre los nucletidos cclicos es estimuladao incrementada por el Ca2+ y la calmodulina (Nicholson, 1994;Torphy, 1998). Estos reguladores aumentan la Vmax (velocidadmxima de reaccin en reacciones enzima-sustrato: en cinticaenzimtica, es la velocidad de reaccin obtenida en condiciones desaturacin del enzima por el sustrato para unas condicionesdeterminadas de pH, temperatura y fuerza inica) de hidrlisis delos nucletidos cclicos o reducen el Km (constante de Michaelis-Menten: concentracin de sustrato para la que la velocidad de unareaccin enzimtica es la mitad de la mxima. Es una medida de laafinidad del enzima por el sustrato) o simultneamente incrementanla Vmax y reducen el Km,determinando diferencias cinticas entre lasdiferentes isoformas (Nicholson, 1994).

La actividad de la PDE 1 tambin est modulada por la fosforilacinproteinkinasa-inducida AMPc-dependiente (PDE 1A) y por la

calmodulinkinasa 3 (PDE 1B), lo cual disminuye la afinidad de laPDE 1 por la Ca2+/calmodulina y consecuentemente atena laactividad enzimtica (Nicholson, 1994; Torphy, 1998)).

2.2. Clase 2

Se caracterizan porque su actividad hidroltica sobre losnucletidos cclicos es estimulada alostricamente por la presenciade otros nucletidos cclicos, as la hidrlisis de GMPc por losisoenzimas PDE 2 es incrementada por la presencia de AMPc yrecprocamente la hidrlisis de AMPc es aumentada por la presencia

de GMPc (Nicholson, 1994; Torphy, 1998).A concentraciones fisiolgicas estos isoenzimas de PDE 2

parece que actan ms como PDE AMPc-estimulada por GMPc:esta estimulacin de la hidrlisis del AMPc es consecuencia de un


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incremento en la afinidad por el sustrato con pequeos cambios enVmax(Nicholson, 1994).

2.3. Clase 3

La caracterstica principal de las isoenzimas de la PDE 3 esla de poseer una alta afinidad (Km) tanto para AMPc como paraGMPc y que el GMPc acta a concentraciones muy bajas como un

inhibidor competitivo, unindose al centro activo del enzima, de lahidrlisis del AMPc: tanto AMPc como GMPc son substratos paraestas isoenzimas pero la Vmax para la hidrlisis del AMPc es muchomayor que la del GMPc. El GMPc acta como substrato para lahidrlisis mediada por PDE 3 y como un inhibidor de la cada delAMPc por estas isoformas sobre el mismo rango de concentracin(Nicholson, 1994; Torphy, 1998).

La actividad fosfodiesterasa est tambin regulada por lafosforilacin por las proteinkinasas: los dos subtipos de PDE 3 sonsubstratos para la protenkinasa-A (PKA), siendo adems PDE 3Btambin substrato para las protenkinasas insuln-sensibles. La

fosforilizacin de estos isoenzimas por estas kinasas aumenta suactividad enzimtica (Nicholson, 1994; Schudt, 1995; Torphy,1998).

2.4. Clase 4

Poseen una elevada actividad para la hidrlisis del AMPc.El GMPc ni modula la hidrlisis del AMPc ni es un substrato paraestos isoenzimas y solamente seleccionados subtipos de PDE 4D,aquellos que contienen un lugar consensuado para la fosforilacin

por PKA dentro del dominio N-terminal, son activados a travs dela va de la PKA (Nicholson, 1994; Schudt, 1995; Torphy, 1998).

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2.5. Clase 5

Hidrolizan especficamente el GMPc aunque no todas lasisoenzimas de esta familia tienen una elevada afinidad por estenucletido cclico, pero todas tienen baja actividad hidroltica parael AMPc (Nicholson, 1994).

Este isoenzima es fosforilado tanto por la PKA como por laprotenkinasa GMPc-dependiente (PKG) (Thomas, 1990a, 1990b),

siendo la PDE 5 el primer substrato fisiolgico descrito para laGMPc-kinasa (Nicholson, 1994); aunque la relevancia funcional deesta fosforilacin es desconocida, podra conducir a incrementar suactividad enzimtica (Burns, 1992; Torphy, 1998).

2.6. Clase 6

Hidrolizan selectivamente el GMPc. En un principio lostipos PDE 5 y 6 se agruparon en una nica familia, pero tras elesclarecimiento de la estructura primaria de la PDE 5 en pulmn(Francis, 1988; McAllister, 1993) se puso de manifiesto que la PDE

5 y la PDE 6, que se expresa fundamentalmente en la retina (Li,1990; Collins, 1992; Khramsov, 1993) son estructuralmentedistintas y, por lo tanto, se separaron en dos familias diferentes.

2.7. Clase 7

Son enzimas que hidrolizan el AMPc especificamente y,como en el caso de la PDE 4, el GMPc no tiene ningn efecto.Todava no se han identificado inhibidores selectivos de esteisoenzima, siendo resistente a todos los inhibidores estndar de lasPDE como la milrinona o el rolipram, que son inhibidoresespecficos de la PDE 3 y PDE 4 respectivamente o como 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX) que es un inhibidor no selectivo(Michaeli, 1993; Torphy, 1998). Se expresa abundantemente enmsculo esqueltico, lo cual sugiere una posible implicacin en elcontrol de la contraccin (Michaeli, 1993).

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2.8. Clase 8

Son enzimas que hidrolizan el AMPc especificamente y,como en el caso de la PDE 4, no presenta ningun actiador/inhibidor

bioqumico. Se han identificado inhibidores selectivos de esteisoenzima, el dipiridamol, siendo resistente al IBMX (Schudt,1999).

2.9. Clase 9

Son enzimas que hidrolizan el GMPc especificamente y,pero al contrario que la PDE 5, no presenta ninguna unin al cGMP.Se han identificado inhibidores selectivos de este isoenzima, elSCH1866 (Schudt, 1999).

3. DISTRIBUCIN TISULAR

En estas nueve familias de isoenzimas de la PDE sereconocen ms de 25 isoformas distintas, muchas de las cuales seencuentran diferentemente distribuidas en diferentes tipos celulares.

Es importante tener presente esta distribucin tisular de losisoenzimas de la PDE a la hora de ensayar frmacos inhibidores,selectivos o no selectivos, de la PDE en el sentido tanto de la

persecucin de acciones teraputicas sobre enfermedadesespecficas como en el de la posible aparicin de efectossecundarios o colaterales. As hay numerosos estudios quedocumentan la presencia de isoenzimas de la PDE I en corazn ySNC; PDE 2 en hgado, corazn, SNC, plaquetas, piel, etc; PDE 3

en corazn, msculo liso, hgado, adipocitos, etc; PDE 4 en SNC,clulas inflamatorias, sistema reproductivo, piel, etc; PDE 5 enretina, tejido pulmonar, msculo liso vascular, etc. (Beavo, 1990;

Nicholsson, 1991; McAllister, 1993); PDE 6 se expresafundamentalmente en retina (Li, 1990; Collins, 1992, Khramsov,

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1993) y PDE 7 que se expresa abundantemente en msculoesqueltico (Michaeli, 1993).

TABLA 1

ISOENZIMA PDE DISTRIBUCIN TISULAR

1 Corazn, SNC, hgado, rin, adipocitos.2 SNC, corazn, hgado, msculo liso va area, rin,

etc.3 Corazn, plaquetas, msculo liso, rin hgado, etc.4 Msculo liso, clulas inflamatorias, cerebro, hgado,

etc.567

Retina, msculo liso, plaquetas,etc.RetinaMsculo esqueltico

4. LOS NUCLETIDOS CCLICOS EN LAS VAS AREAS

Estudios realizados con diferentes inhibidores de isoenzimas

de la PDE aportan datos indicativos de que stos poseen el potencialde interferir con las funciones de casi todos los tipos celulares

presentes en el tejido de las vas areas, demostrando que el AMPcy la PKA estn implicados en la regulacin de la activacin celular.Estos estudios nos indican, adems, que las clulas inflamatorias,clulas inmunes o clulas del msculo liso reaccionandiferentemente a inhibidores selectivos de la PDE y estaran, por lotanto, diferentemente equipadas con isoenzimas de la PDE 1-5(Schudt, 1995).

4.1 Msculo liso

Los nucletidos cclicos a nivel del msculo liso de las vas

areas median una relajacin o disminucin de su tono muscular.

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As pues, podemos perseguir esta accin ltima a travs de unaumento en el contenido intracelular de los nucletidos cclicos bienincrementando su velocidad de formacin o bien disminuyendo suvelocidad o rango de degradacin: los activadores de laadenilatociclasa (como los agonistas -adrenrgicos, PGE2 , PGI2),unindose a receptores celulares de superficie y a travs de una

protena de unin guanina-nucletido, y los activadores de laguanilatociclasa (como los nitrovasodilatadores y el factor relajantederivado del endotelio), activando directamente unaguanilatociclasa sin interaccionar con ningn receptor de superficiecelular, aumentan la velocidad a la que el Mg2+-ATP es convertidoa AMPc; mientras que los inhibidores de isoenzimas de la PDEactuaran disminuyendo el rango de degradacin de los nucletidoscclicos por estas isoenzimas hacia sus metabolitos inactivos 5-nucletidos. Los nucletidos cclicos, AMPc y GMPc, actan sobresus enzimas diana intracelulares (PKA y PKG) las cuales una vezactivadas median las respuestas fisiolgicas a los nucletidoscclicos fosforilando y cambiando de esta manera la actividad de lossubstratos llave (como enzimas y sistemas de transporte de iones)

implicados en la regulacin del tono del msculo liso (Torphy,1991, 1998).

Los incrementos en el contenido de AMPc y GMPcproducirn, pues, la relajacin del msculo liso de las vas areaspor dos mecanismos generales:

1) El aumento de las concentraciones de nucletido cclicoAMPc conduce a una disminucin del Ca2+libre citoslico:

por disminuir la movilizacin del Ca2+ desde depsitosintracelulares, inhibiendo la entrada de Ca2+ extracelular,estimulando la salida de Ca2+, estimulando el secuestro deCa2+dentro de los lugares de depsito intracelulares.

2) La activacin por AMPc y GMPc de las cascadas defosforilacin de protenas puede inhibir directamente laactivacin de las protenas contrctiles.

Varias de estas vas bioqumicas parecen ser activadassimultneamente y actan de una forma coordinada para reducir el

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tono del msculo liso de la va area (Torphy, 1991; Nicholson,1994).

Adems hay datos recientes que sugieren que el AMPcpuede relajar el msculo liso va activacin de la PKG. Todava nose sabe claramente la relativa importancia de los diferentesmecanismos de accin del AMPc sobre la maquinaria contrctil, yel mecanismo por el cual el GMPc atena la contraccin en elmsculo liso de las vas areas todava est menos claramentedefinido (Nicholson, 1994; Torphy, 1998).

La distribucin o presencia de los diferentesisoenzimas dela PDE en el msculo liso de las vas areas humanas varaligeramente segn el tejido considerado: en el tejido bronquialencontramos isoenzimas de la PDE tipo I, 3, 4 y 5, mientras que enel tejido traquealse han encontrado las isoenzimas I, I, 2, 3, 4 y 5(Torphy, 1991).

4.2. Clulas inflamatorias

Las clulas inflamatorias ms claramente asociadas con elasma son los mastocitos (en los primeros estados del ataqueasmtico); neutrfilos, macrfagos y eosinfilos (en las fases tardasdel ataque asmtico); y los linfocitos-T (en el asma crnico).Tambin hay comunicaciones que sealan que basfilos, monocitos,

plaquetas y clulas endoteliales, juegan un papel en la inflamacinasmtica (Nicholson, 1994; Torphy, 1998).

En las clulas inflamatorias humanas los nucletidos

cclicos tienen una generalizada influencia supresiva.

El AMPc acta como un mensajero inhibitorio de laproduccin y liberacin del mediador inflamatorio, adems de

inhibir otras funciones que incluyen quimiotaxis, citotoxicidad yagregacin celular (Torphy, 1991; Nicholson, 1994; Moore, 1995;Teixeira, 1997; Torphy, 1998). Aunque hay poca informacinacerca del mecanismo especfico que media este efecto, parece serdebido a mecanismos mltiples: al igual que en el msculo liso, uno

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de los mecanismos implicados aqu sera un efecto inhibitorio sobreel aumento en el Ca2+ citoslico, el cual es un disparador paraalgunas actividades celulares, incluyendo la produccin y liberacinde mediadores. Sin embargo, tambin hay evidencias de que elAMPc puede inhibir la liberacin del mediador en ausencia degrandes cambios en las concentraciones citoslicas de Ca2+: en elcaso de la biosntesis de eicosanoides, se ha sugerido que laactivacin de la cascada del AMPc puede causar directamenteinhibicin de uno o ms enzimas en la va biosinttica -v.g.fosfolipasa A2- (Torphy, 1991; Nicholson, 1994; Al-Essa, 1995;Schudt, 1995).

Todava se conoce mucho menos del papel del GMPc en laregulacin de la clula inflamatoria y su efecto parece ser modestoen comparacin con el profundo efecto inhibitorio del AMPc(Torphy, 1991; Nicholson, 1994; Schudt, 1995; Torphy, 1998).

Parece que el isoenzima de la fosfodiesterasa responsablede la hidrlisis del AMPc dominante en todas estas clulas es laPDE 4, con excepcin de las plaquetas en las cuales predominanPDE 3 y PDE 5 (Nicholson, 1994; Schudt, 1995, 1999) (Tabla 3).

TABLA 3

ISOENZIMA PDEPREDOMINANTE CELULA HUMANA

4 EOSINFILO, NEUTRFILO4 MONOCITO

4 = 3 = I MACRFAGO LAVADO BRONCOALVEOLAR4 = 3 MASTOSCITO4 = 3 LINFOCITO T

4 LINFOCITO B

1 = 4 CLULAS EPITELIALES5 PLAQUETAS

3 = 4 = 5 MSCULO LISO BRONQUIAL

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En resumen, al menos dos efectos teraputicamente

beneficiosos podran, potencialmente, resultar de la inhibicin de

la actividad fosfodiesterasa y la consecuente elevacin en las

concentraciones intracelulares de AMPc o GMPc en clulas llave

interesadas en la patologa del asma: efecto broncodilatador y

antiinflamatorio.

5. INHIBIDORES SELECTIVOS

Se han desarrollado un gran nmero de inhibidores deisoenzimas de la PDE con diferente grado de selectividad por lasmismas: inhibidores de primera generacin, son inhibidores noselectivos (v.g. teofilina); inhibidores de segunda generacin, sonfrmacos capaces de inhibir selectivamente una determinada familiade isoenzimas, algunos de ellos son de tipo mixto ya que inhibencon potencias similares a dos isoenzimas; inhibidores de tercera

generacin, seran frmacos supraselectivos capaces de inhibirisoformas o subfamilias de un determinado isoenzima de la PDE.Recientemente, la aplicacin de la biologa molecular para la

identificacin de nuevas PDE presenta tanto una oportunidad sinprecedentes como una desconcertante complejidad para eldescubrimiento de nuevos frmacos (Villagrasa, 1995; Torphy,1998).

A la hora de valorar el efecto de estos inhibidores selectivos,hay una serie de factores que hay que tener en cuenta: muchos deestos agentes poseen sitios de accin adicionales; un determinadoinhibidor selectivo puede incidir, al aumentar los niveles de unnucletido cclico, sobre la actividad de isoenzimas de la PDEdistintos al primitivamente inhibido; in vivo, la velocidad derecambio de los nucletidos cclicos est aumentada y los efectos de

los inhibidores de isoenzimas de la PDE son mucho mayores sobresus niveles que en los experimentos realizados in vitro(Hall, 1993;Torphy, 1991)

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5.1. Tipo I

El nmero de comunicaciones sobre estudios centrados eninhibidores selectivos de la PDE I es muy escaso, por tanto no sontodava bien conocidos. Entre ellos podemos citar al KS-505a, W-7, fenotiacinas (Torphy, 1998) y vinpocetina (Nicholson, 1994;Torphy, 1998).

La vinpocetina muestra alguna selectividad, pero es poco

potente y su mecanismo de accin mltiple reduce su utilidad paraanalizar la funcin de la PDE I (Nicholson, 1994).

5.2. Tipo 2

Igualmente que en el caso anterior, los inhibidores selectivosde la PDE 2 estn poco referenciados; Podzuweit y col. (1992)comunicaron la inhibicin de PDE 2 con MEP-1, pero no aportarondatos sobre su estructura qumica ni sobre sus efectos fisiolgicos yTorphy (1998) seala al erytro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenine(EHNA) como inhibidor selectivo de PDE 2.

5.3. Tipo 3

Se han sintetizado muchos inhibidores de la PDE 3, entre losque cabra citar al siguazodan, Org 9935, cilostazol, cilostamide,(f)enoximone, milrinona y trequinsin (Nicholson, 1994; Torphy,1998).

Su potencial teraputico se presenta fundamentalmente porsu accin vasodilatadora, inotrpica y antiagregante plaquetaria,debido al aumento de AMPc que producen en vasos sanguneos,

miocardio y plaquetas (Kereiakes, 1984; Jaski, 1985; Murray, 1990;Villagrasa, 1995).

En la va area, los inhibidores de la PDE 3 han mostradoposeer efectos relajantes del msculo liso. Estudios realizados endistintas especies animales sugieren que la PDE 3 sera ms

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importante en tejidos en los que predominan los receptores 1 -adrenrgicos (msculo liso traqueal de cerdo), mientras que la PDE4 predomina en tejidos con una mayor poblacin de receptores 2-adrenrgicos (msculo liso de va area bovino y humano). Otrosestudios realizados sobre trquea canina muestran que los -agonistas potencian las acciones de los inhibidores de la PDE 3 y 4,

pero esta sinergia de accin no est tan clara en el msculo liso dela va area humana ya que el efecto es pequeo y variable debido

probablemente a efectos de los -agonistas independientes delAMPc (Torphy, 1998).

Los efectos de la administracin a corto plazo de inhibidoresde la PDE 3 se han examinado en pacientes con EPOC, notndoseun ligero descenso en la resistencia pulmonar (Leeman, 1987). Sinembargo no parece que constituyan una alternativa razonable al usode estimulantes - adrenrgicos en la teraputica del asma

bronquial ya que carecen de actividad antiinflamatoria y tampocoafectan la permeabilidad microvascular en modelos animales(Torphy, 1998).

5.4. Tipo 4

Numerosos estudios, tanto in vitro como in vivo, demuestranque los inhibidores de la PDE 4 poseen efectos antiinflamatorios y

broncodilatadores, lo que les confiere un potencial teraputico porel cual son y han sido ampliamente estudiados, disponiendoactualmente de un gran nmero de estos compuestos como BRL-61063, CP-80633, denbufilina, Ro 20-1724, rolipram(pertenecientes a la primera generacin) y CDP-840, RP 73401, SB207499 (representantes de la segunda generacin) (Teixeira, 1997;

Torphy, 1998).El hecho de que la PDE 4 sea la enzima predominante en

las clulas inflamatorias, y que, adems, participe en la relajacin

del tono muscular de la va area, sugiere que los inhibidores de la

PDE 4 pueden ser de utilidad en la teraputica del asma.

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Entre los inhibidores de 1 generacin de la PDE 4 contamoscon el rolipram, el cual produce una relajacin del tono espontneoe inducido por histamina y metacolina en el msculo liso de la vaarea humana (Cortijo, 1993a), y adems parece que juega un papelfuncional importante en clulas inflamatorias (Dent, 1990; Nielson,1990); en experimentacin in vivo se ha mostrado efectivo para

prevenir el aumento de la permeabilidad microvascular, inducidopor diversos agentes, en cobayos tanto por va intravenosa comoinhalatoria (Ortiz, 1992, 1993; Cortijo, 1994).

Aunque se han realizado estudios clnicos con inhibidores dela PDE 4 de 1 generacin, (v.g. ensayo de la actividadantidepresiva de rolipram), no se ha podido evaluar adecuadamentesu potencial actividad teraputica por la aparicin de efectossecundarios (naseas, vmitos, hipersecrecin cida gtrica) a dosisinferiores a las necesarias para la obtencin de los efectosteraputicos (Teixeira, 1997; Torphy, 1998). Recientes estudios de

biologa molecular sobre la estrcutura de la PDE 4 sugieren quecoexisten dos conformaciones distintas de PDE 4 catalticamente

activas, una de las cuales une al rolipram a la porcin cataltica conalta afinidad (HPDE 4) y por tanto su actividad es inhibida por bajasconcentraciones de rolipram, y otra que se une al rolipram con bajaafinidad (LPDE 4) y por tanto slo es inhibida con concentracionesmuy elevadas de este compuesto; los efectos teraputicos de losinhibidores de la PDE 4 parecen relacionados con la inhibicin deLPDE 4, mientras que los efectos secundarios estaran relacionadoscon la inhibicin de HPDE 4 (Jacobitz, 1996; Rocque, 1997;Souness, 1997; Torphy, 1998).

As pues, de acuerdo con todo esto, la 2 generacin deinhibidores de la PDE 4 se ha sintetizado buscando disminuir suafinidad por HPDE 4 o aumentar su afinidad por LPDE 4 o ambas(Torphy, 1998), y actualmente contamos con algunos de estosinhibidores que ya se estn ensayando clnicamente como posiblesagentes antiasmticos, en concreto RP73401 y SB207499 se

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encuentran en la fase 2 y LAS31205 en la fase 3 del estudio clnico(Teixeira, 1997).

5.5. Tipo 3 / 4

Estos compuestos inhiben ambas isoenzimas aconcentraciones similares, y entre ellos tenemos zardaverina,

benzafentrina (AH 21-132) y Org 30029 (Torphy, 1998).

Los inhibidores duales 3 / 4 se han mostrado relajantes delmsculo liso de vas areas muy potentes y efectivos (tanto sobretono basal como inducido por agonistas histamnicos omuscarnicos) y en macrfagos alveolares humanos, donde se hanidentificado isoenzimas de la PDE 3 y 4, produjeron una inhibicincasi total de esta actividad enzimtica. Parece pues, que losinhibidores 3 / 4 podran ser tambin de utilidad en el asma

bronquial (Dent, 1994), pero desgraciadamente cualquier ventajaderivada de su actividad broncodilatadora se ve contrarrestada porsus profundas acciones cardiovasculares (Torphy, 1998).

5.6. Tipo 5

Entre los inhibidores selectivos de la PDE 5 podemosmencionar el zaprinast y el dipiridamol (los cuales tambin inhibenal menos una isoforma de PDE 6 (Torphy, 1998).

El zaprinast se caracteriza por su poca penetrabilidad en laclula y necesita prolongados periodos de incubacin para elevar losniveles de AMPc; relaja los anillos bronquiales de forma msefectiva sobre tono inducido con histamina o metacolina que sobretono basal, pero en general, es poco potente (quiz por su poca

penetrabilidad). El dipiridamol ha sido estudiado en pacientescomo potencial agente antitrombtico, sin embargo no hayresultados concluyentes acerca de su potencial teraputico. Losinhibidores selectivos de la PDE 5 no modifican la liberacin demediadores en respuesta al antgeno (Sdudt, 1999).

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