Μελέτη του προστατευτικού ρόλου των αναστολέων των μεταλλοπρωτεϊνασών (στατίνη, περινδοπρίλη) στην αναστολή της αθηρωμάτωσης και της δημιουργίας ανευρυσμάτων της θωρακικής αορτής

Abstract

INTRODUCTION. An aortic aneurysm is defined as the dilation of one or more segments of the aorta to greater than 1.5 times normal size. Although usually asymptomatic, it is associated with high mortality and morbidity rates due to the risk of rupture or dissection. The pathophysiology of the thoracic aortic aneurysm (TAA) is complex and multifactorial, involving biomechanical, inflammatory, genetic, and environmental factors. Up to date, the gold standard for treatment of a non-ruptured aneurysm is the surgical or endovascular repair. Although some clinical studies aimed to discover potential pharmaceutical agents that could be used protectively against aneurysmal dilation of the aorta, there is no sufficient evidence yet. Perindopril is an angiotensin-converting enzyme inhibitor (ACE-i) that is primarily utilized as anti-hypertensive and has been associated with decreased mortality in patients with cardiovascular disease. Simvastatin is a β-Hydroxy β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) reductase inhibitor. Τhere is substantial evidence that statins exert specific effects other than the lipid-lowering ones, mainly associated with anti-inflammatory properties.Our study aimed to investigate the role of perindopril and simvastatin in an experimental model of TAA and their implication in the inflammatory process and tissue remodeling. MATERIAL AND METHODSAnimal model and study designEight-week-old New Zealand male adult rabbits weighing 3-4 kg were obtained from a certified breeding farm in Greek territory. Thirty-nine rabbits were allocated into 4 groups: (a) Control group (n=6) – animals were subjected to posterolateral thoracotomy and normal saline application on the wall of their descending thoracic aorta (sham surgery); (b) CaCl2 group (n=15) – animals underwent posterolateral thoracotomy, and a solution of 0.5 mol/L CaCl2 was applied on the descending thoracic aorta; (c) simvastatin group (n=9) – animals were treated with 2.5 mg/kg/day per os in addition to the application of CaCl2 solution; and(d) perindopril group (n=9) – animals were treated with 0.3 mg/kg/day in addition to the application of CaCl2 solution. The simvastatin and perindopril groups received the respective regimen for one week before and 11 weeks after the operative procedure. RESULTS. Aortic diameter and wall thicknessCaCl2 application on the aortas led to an average of 21% increase in diameter compared to the cohort of untreated animals (4,876617 μm vs. 3,856604 μm, respectively; p=0.014). Treatment with either simvastatin or perindopril significantly attenuated the effect of CaCl2 (4,145484 μm; p=0.039, and 4,209280 μm; p=0.05, respectively, compared with the CaCl2 group) . Wall thickness did not differ among groups (p>0.05 in all cases). Atherosclerosis and plaque formationAortas treated with CaCl2 presented apparent atherosclerosis in 75% of the cases as opposed to only 20% of the control aortas . Administration of simvastatin to CaCl2 treated rabbits was associated with atherosclerosis progression in only 30% of the cases, whereas this percentage was 20% in the perindopril-treated group . Mean plaque thickness was higher in the CaCl2 group when compared with the control, simvastatin, and perindopril group (134157 μm vs. 1326 μm vs. 3264 μm vs. 4283 μm, respectively) . However, statistical significance was not achieved in the observations above due to the wide range and standard deviation of the distributions. IL-6 and MMP-9 expression. The expression of IL-6 and MMP-9 on the aortic wall was evaluated with immunostaining of the aortic segments . Neither intensity nor extent of MMP-9 expression differed among groups . On the other hand, intensity of IL-6 expression was lower in both the simvastatin and perindopril-treated groups compared with the CaCl2 group (p=0.01 in both cases).ConclusionThe primary outcomes of our study are the protective role of perindopril and simvastatin against TAA formation and progression via down-regulation of local inflammation on the aortic wall. Secondary outcomes include: (i) the feasibility and efficacy of CaCl2 periaortic application in the descending thoracic aorta of rabbits as an experimental model of aneurysm formation, and (ii) the loss of association between aortic diameter and wall thickness in the drug-treated groups. Yet, this is an experimental study, and further translational and basic research studies are required to verify our findings.

Εισαγωγή:Το ανεύρυσμα ορίζεται ως η αύξηση της διαμέτρου της αορτής κατά 50 % του φυσιολογικού.Αν και είναι συνήθως ασυμπτωματικό ,εντούτοις συνοδεύεται από υψηλή θνητότητα και θνησιμότητα,λόγω του κινδύνου ρήξης ή διαχωρισμού.Η παθοφυσιολογία των ανευρυσμάτων της κατιούσης θωρακικής αορτής είναι σύνθετη και πολυπαραγοντική καθώς περιλαμβάνει γενετικούς ,ανοσολογικούς,εμβιομηχανικούς και περιβαλλοντικούς μηχανισμούς.Μέχρι σήμερα η αντιμετώπιση των ανευρυσμάτων είναι χειρουργική (κλασσική και ενδοαυλική).Κλινικές μελέτες προσπάθησαν να ανακαλύψουν φαρμακευτικούς παράγοντες,που θα επιβραδύνουν την αύξηση της διαμέτρου των ανευρυσμάτων.Όμως τα αποτελέσματα δεν ήταν τα αναμενόμενα.Η περινδοπρίλη είναι αναστολέας του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης και χρησιμοποιείται ως αντιυπερτασικό.Επίσης χρησιμοποιείται για την μείωση της θνησιμότητας σε ασθενείς με καρδιαγγειακή νόσο.Η συμβαστατίνη ,έχει εκτός από την υπολιπιδαιμική της δράση και αποδεδειγμένη πλειοτρόπο δράση.Σκοπός: Ο σκοπός αυτής της πειραματικής εργασίας είναι να διερευνήσει την επίδραση της περινδοπρίλης και της συμβαστατίνης στην φλεγμονώδη διαδικασία και στην ιστική αναδιαμόρφωση ,σε πειραματικό μοντέλο δημιουργίας ανευρύσματος της κατιούσης θωρακικής αορτής.Υλικό-μέθοδος: Τρίαντα εννέα αρσενικοί κόνικλοι ,ηλικίας 8 εβδομάδων και βάρους 3-4 κιλών ,χρησιμοποιήθηκαν για την πειραματική αυτή μελέτη. Ταξινομήθηκαν σε ομάδες ως εξής:α)Ομάδα Control (n=6) – Τα πειραματόζωα υποβάλλονταν σε οπισθοπλάγια θωρακοτομή και φυσιολογικός ορός εφαρμοζόταν γύρω από την κατιούσα θωρακική αορτή. β)Ομάδα CaCl2 (n=15) – Τα πειραματόζωα υποβάλλονταν σε οπισθοπλάγια θωρακοτομή και διάλυμα 0.5 mol/L CaCl2 εφαρμοζόταν γύρω από την κατιούσα θωρακική αορτή.γ) Ομάδα συμβαστατίνης(n=9) – Τα πειραματόζωα ελάμβαναν από του στόματος συμβαστατίνη 2.5 mg/kg/day μία εβδομάδα πρίν και 11 εβδομάδες μετά την εφαρμογή του CaCl2 δ) ) Ομάδα περινδοπρίλης (n=9) – Τα πειραματόζωα ελάμβαναν από του στόματος περινδοπρίλη 0,3 mg/kg/day μία εβδομάδα πρίν και 11 εβδομάδες μετά την εφαρμογή του CaCl2. Αποτελέσματα:Η περιαορτική εφαρμογή του CaCl2 είχε σαν αποτέλεσμα την αύξηση της διαμέτρου της κατιούσης αορτής κατά 21% συγκριτικά με την ομάδα Control (4,876617 μm vs. 3,856604 μm, αντίστοιχα p=0.014).Η χορήγηση συμβαστατίνης ή περινδοπρίλης εξασθενούσε τη δράση του CaCl2 (4,145484 μm; p=0.039, και 4,209280 μm; p=0.05, αντίστοιχα, συγκριτικά με την ομάδα του CaCl2 ) .Το πάχος του αορτικού τοιχώματος δεν διέφερε σε βαθμό στατιστικά σημαντικό μεταξύ των ομάδων (p>0.05 ).Οι αορτές ,μετά την εφαρμογή CaCl2 περιαορτικά ,εμφάνιζαν αθηροσκλήρωση σε ποσοστό 75% ,ενώ η ομάδα Control παρουσίαζε αθηροσκλήρωση σε ποσοστό μόλις 20%.Η χορήγηση συμβαστατίνης ,εξασθενούσε τη δράση του CaCl2 καθώς το ποσοστό εμφάνισης αθηροσκληρυντικών αλλοιώσεων σε αυτήν την ομάδα μειωνόταν στο 30 %.Το μέσο μάχος της αθηρωματικής πλάκας ήταν μεγαλύτερο στην ομάδα του CaCl2 όταν συγκρινόταν με τις ομάδες control,συμβαστατίνης και περινδοπρίλης (134157 μm vs. 1326 μm vs. 3264 μm vs. 4283 μm,αντίστοιχα) . Ωστόσο, η στατιστική σημαντικότητα δεν επιτεύχθηκε στις παραπάνω παρατηρήσεις, λόγω της ευρείας κλίμακας και της τυπικής απόκλισης των κατανομών.Η έκφραση της IL-6 και της MMP-9 στο αορτικό τοίχωμα μελετήθηκε με ανοσοϊστοχημικές μελέτες.Στην περίπτωση της έκφρασης της MMP-9 δεν υπήρχε διαφορά μεταξύ των ομάδων. Ενώ στην περίπτωση της έκφρασης της IL-6,αυτή ήταν χαμηλότερη τόσο στην ομάδα της συμβαστατίνης όσο και στην ομάδα της περινδοπρίλης, συγκρινόμενη με την ομάδα του CaCl2 (p=0.01 ).Συμπεράσματα: τα πρωταρχικά αποτελέσματα της μελέτης μας είναι ο προστατευτικός ρόλος της περινδοπρίλης και της συμβαστατίνης τόσο στον σχηματισμό ανευρύσματος όσο και στην εξέλιξη της αθηρωμάτωσης της κατιούσης θωρακικής αορτής,μέσω της μείωσης της τοπικής φλεγμονής του αορτικού τοιχώματος.Τα δευτερογενή αποτελέσματα περιλαμβάνουν: α) την αποτελεσματικότητα της εφαρμογής διαλύματος CaCl2 στην κατιούσα θωρακική αορτή των κουνελιών, ως πειραματικό μοντέλο σχηματισμού ανευρύσματος και β) την απώλεια συσχέτισης μεταξύ της διαμέτρου της αορτής και του πάχους του αορτικού τοιχώματος στις ομάδες που υποβλήθηκαν σε αγωγή με συμβαστατίνη ή περινδοπρίλη. Ωστόσο, πρόκειται για μια πειραματική μελέτη και απαιτείται περαιτέρω έρευνα και κατάλληλες κλινικές μελέτες για την επαλήθευση των ευρημάτων μας.