RHO/RHO-KINASE PATHWAY AS A NOVEL THERAPEUTIC TARGET IN CARDIOVASCULAR MEDICINE

Abstract
Rho-kinase is a target protein of a small GTP-binding protein rho and plays crucial roles in the regulation of a variety of cell functions. In the field of cardiovascular medicine, a number of investigations have revealed a pivotal contribution of rho/rho-kinase pathway to the so-called “calcium sensitization” of smooth muscle cells, which leads to vascular hyperconstriction seen in hypertension and coronary vasospasm. Blockade of rho-kinase activity has been shown to suppress hyperconstriction of large and small coronary arteries in animals and patients with vasospastic angina, effort angina, or microvascular angina. Furthermore, rho/rho-kinase plays important roles in the initiation and progression of arteriosclerosis/atherosclerosis and hypertensive vasculopathies via multiple mechanisms. Intravenous and oral preparations of the rho-kinase inhibitor, fasudil, have been available for clinical use. Although safety of a long-term use should be confirmed in future studies, the inhibition of rho-kinase may be a novel therapeutic strategy in treating a wide spectrum of cardiovascular diseases including angina, acute coronary syndrome, post-angioplasty restenosis, and systemic and pulmonary hypertension.

Key words
Coronary artery disease, vasospasm, microvascular angina, fasudil

Artículo completo
La rho-quinasa como posible mediador de los trastornos isquémicos del miocardio
La cardiopatía isquémica está compuesta por un grupo de trastornos que se caracterizan por isquemia miocárdica causada por un desequilibrio entre la demanda y el aporte de oxígeno. La isquemia miocárdica podría resultar tanto por un fracaso en el aumento del flujo sanguíneo coronario para cumplir con el consumo miocárdico de oxígeno o por una reducción primaria en el flujo sanguíneo coronario. Una forma clásica del angor con una estenosis coronaria fija y de alto grado es una forma característica del primero, mientras que la angina variante de Prinzmetal, que es provocada por un espasmo de las arterias epicárdicas de mayor calibre, representa la última. La estrategia racional para el tratamiento de los síndromes miocárdicos isquémicos es, de esta manera, inhibir la vasoconstricción anormal en un tiempo corto y evitar o prevenir la progresión de aterosclerosis en la arteria coronaria en períodos más prolongados.
La rho-quinasa es una serina/treoninaquinasa y uno de los efectores / sustratos de una pequeña proteína fijadora de GTP –rho– y desempeña fucniones fundamentales en la regulación de una amplia variedad de funciones celulares.¹ Las proteínas blanco/sustratos de la rho-quinasa incluyen una subunidad ligadora de miosina (SLM) de la fosfatasa de la miosina de cadena liviana (MLCPh), CPI-17, calponina, aducina, vimentina y LIM-quinasa.² Como se analiza más adelante, la rho-quinasa contribuye de manera causal a la hiperconstricción vascular y al desarrollo de aterosclerosis.
La contracción y la relajación de las células del músculo liso vascular están determinadas por la fosforilación y desfosforilación de miosina, respectivamente, y están reguladas por la quinasa de cadena liviana de la miosina (MLCK) y MLCPh, respectivamente (Figura 1). La rho-quinasa inhibe la actividad de la MLCPh a través de la fosforilación de SLM, lo que provoca la hipercontracción del músculo liso. Debería señalarse que la fosforilación de la miosina por la MLCK depende de las concentraciones intracelulares de calcio [Ca⁺⁺]_i, mientras que la vía rho-quinasa-MLCPh modifica el estado contráctil del músculo liso independientemente de la [Ca⁺⁺]_i.² Durante décadas se ha sabido con claridad que la contractilidad del músculo liso no era necesariamente atribuible al [Ca⁺⁺]_i (proceso conocido como sensibilización y desensibilización del calcio), aunque sus mecanismos eran hasta hace poco desconocidos. Ahora se sabe que la vía rho/rho-quinasa desempeña un papel central en la sensibilización al calcio para provocar vasoconstricción fisiológica como el espasmo de las arterias coronarias. Es importante señalar que la rho-quinasa está localizada en vías intracelulares de diversas sustancias vasoactivas como norepinefrina, histamina, tromboxanos, leucotrienos, serotonina y acetilcolina, lo cual determina la vasomotilidad independiente del agonista aplicado.³

Figura 1. Un mecanismo hipotético en el cual la rho-quinasa modula la fosforilación de la miosina en la célula muscular lisa. La rho-quinasa inhibe la actividad de la fosfatasa de cadena liviana de la miosina (MLCPh) mediante la fosforilación de subunidades fijadoras de miosina (MBS) de MLCPH, lo que provoca la hipercontracción de las células musculares lisas, proceso independiente de las concentraciones intracelulares de calcio (sensibilización al calcio).PLC: fosfolipasa C; DG: diacilglicerol; IP3: inositol 1,4,5 trifosfato; CaM: calmodulina; Cat: subunidad catalítica; M20: subunidad reguladora de 20 kDa. +: aceleración; -: inhibición.(Modificado de Kandabashi y col. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2002 22:243-248).

La aterosclerosis coronaria es una condición fisiopatológica frecuente de varias formas de enfermedades cardiovasculares y su progresión se atribuye al conjunto de numerosos mediadores intracelulares e intercelulares. La actividad de la rho-quinasa contribuye no solamente a la contractilidad vascular, como fue señalado más arriba, sino también a un espectro amplio de funciones celulares como la proliferación, diferenciación, motilidad, adhesión, permeabilidad y expresión génica, todas las cuales son componentes principales en la patogénesis de la aterosclerosis. La actividad de la rho/rho-quinasa está funcional y genéticamente aumentada en el sitio de aterosclerosis clínica y experimental para provocar engrosamiento de la íntima y remodelación vascular.⁴ Es intrigante el hecho de que existe una interacción estrecha entre la rho/rho-quinasa y otro factor principal, el óxido nítrico, el cual, a diferencia de la rho-quinasa, tiene propiedades vasodilatadoras y antiateroscleróticas.
De esta manera, se espera que la inhibición de esta enzima no sólo suprima la hipercontracción vascular, sino que también limite la progresión de la aterosclerosis coronaria, convirtiéndose en una estrategia terapéutica novedosa para el tratamiento de las diversas patologías cardiovasculares que se caracterizan por presentar isquemia miocárdica.
Enfermedad coronaria
Angina variante
Esta forma particular de angina tiene lugar en reposo y está asociada con una elevación transitoria del segmento ST. Su causa subyacente es la reducción en el flujo sanguíneo coronario debido al vasoespasmo de una arteria coronaria epicárdica de gran calibre. Una serie de experimentos en animales, realizados por Shimokawa y col., demostraron con elegancia que la fosforilación mediada por rho-quinasa de MLCPh-SLMs desempeña un papel central en la patogénesis de la hipercontracción del músculo liso y que el inhibidor de la rho-quinasa Y27632 fue efectivo para suprimir la vasoconstricción anormal en el modelo con porcinos.⁵ Nosotros evaluamos el efecto de otro inhibidor –fasudil– en pacientes con angina causada por el espasmo de las coronarias y hallamos que este inhibidor atenuó las respuestas de constricción a la administración intracoronaria de acetilcolina en los segmentos espásticos, pero no en aquellos que no lo estuvieron, en dichos pacientes (Figura 2).⁶ Este resultado está de acuerdo con la creencia de que la vía rho/rho-quinasa tiene su expresión aumentada en el ARNm y en las proteínas en las lesiones ateroscleróticas. El fasudil es un inhibidor de la rho-quinasa que fue aprobado en Japón para uso clínico en pacientes con vasoespasmo cerebral secundario a hemorragia subaracnoidea. La formulación oral se encuentra en investigación para su empleo clínico (véase la próxima sección).

Figura 2. Supresión del espasmo de las arterias coronarias (flechas blancas) a través del pretratamiento con fasudil en pacientes con angina vasoespástica. ACH: acetilcolina; ISDN: dinitrato de isosorbide.(Modificado de Masumoto y col. Circulation 2002; 105:1545-1547).

Angina de esfuerzo
En el modelo canino de tórax abierto, el fasudil incrementó el flujo sanguíneo coronario y disminuyó la isquemia miocárdica durante la taquicardia generada artificialmente a través de un marcapaso, lo cual no se asoció con cambios hemodinámicos sistémicos.⁷ El resultado sugiere que la rho-quinasa provocó la contracción microvascular en el miocardio isquémico. Se probaron los efectos antianginosos del fasudil oral en pacientes cuya inclusión provino de 46 centros cardiovasculares en Japón.⁸ En ese estudio se emplearon diferentes dosis de fasudil (15, 30, 60 o 120 mg diarios) en pacientes con angina estable al esfuerzo durante 4 a 6 semanas, y los investigadores hallaron que el tiempo máximo de ejercicio y el tiempo necesario hasta provocar una depresión del segmento ST > 0.1 mV se prolongaron con el tratamiento activo en forma dependiente de la dosis. Aquí también la presión arterial sistémica y la frecuencia cardíaca durante el ejercicio máximo no presentaron cambios con la medicación, lo que indica que este inhibidor de la rho-quinasa ejerció su efecto antiisquémico independientemente de la demanda miocárdica de oxígeno. Los efectos adversos más frecuentes fueron cefalea y pirosis, sin informarse efectos adversos graves.⁸ La administración oral del fasudil tiene una absorción cercana al 100% en el intestino y se metaboliza a hidroxifasudil, el cual es un inhibidor más selectivo de la rho-quinasa. Mientras que en la actualidad los betabloqueantes son los medicamentos de primera elección para la angina estable de esfuerzo, debería probarse el papel de los inhibidores de la rho-quinasa en estudios futuros.
Angina microvascular
En hasta el 20% al 30% de los pacientes anginosos sometidos a angiografía coronaria se encuentran arterias coronarias epicárdicas normales, sin espasmo. Un subgrupo de estos pacientes tienen anormalidades estructurales, funcionales o de ambas clases en la microcirculación coronaria y se los diagnostica como angina microvascular o síndrome X cardíaco. Hemos visto que el espasmo microvascular coronario es la causa subyacente en estos pacientes,⁹ y formulamos la hipótesis de que la inhibición de la rho-quinasa podría ser efectiva para mejorar la isquemia miocárdica en los que poseen espasmo coronario microvascular. Hallamos que en este grupo de pacientes el tratamiento previo con fasudil intracoronario evitó la angina inducida por acetilcolina, los cambios electrocardiográficos isquémicos y la producción de lactato miocárdico (un marcador objetivo de isquemia).¹⁰ Resultó importante que estos efectos antiisquémicos no se asociaran con cambios en el grado de vasconstricción epicárdica o en los parámetros hemodinámicos sistémicos. Estas observaciones son congruentes con la noción de que la vasomotilidad anormal de los vasos coronarios pequeños (las arterias de “resistencia”) está regulada, al menos en forma parcial, por la rho-quinasa en la cohorte de pacientes estudiada con angina microvascular. El espasmo coronario microvascular puede estar involucrado en el agravamiento de la isquemia miocárdica, también en pacientes con angina variante.¹¹
El tratamiento efectivo para la angina microvascular no ha sido establecido y los tratamientos convencionales como los betabloqueantes, los bloqueantes cálcicos y los nitratos tienen eficacia limitada para estos pacientes. De esta manera, la inhibición de la rho-quinasa puede ser una nueva estrategia terapéutica para los pacientes con angina microvascular en quienes el espasmo coronario microvascular está comprometido de forma causal.
Reestenosis luego de la angioplastia
La reestenosis luego de la angioplastia coronaria con balón o con colocación de stent ha sido un desafío clínico. La elusión del stent por medio de drogas puede ser una solución potencial, aunque todavía persisten varios problemas por establecer con este enfoque. La reestenosis es causada por la hiperplasia de la neoíntima y por la remodelación vascular constrictiva en el sitio de la lesión vascular. En los modelos animales, la inhibición de la rho-quinasa a través de la transferencia de genes de rho-quinasa dominantes negativos inhibió estos procesos. Además, recientemente se observó que el fasudil redujo la reestenosis luego del stent coronario en los modelos porcinos.¹² La reducción en la magnitud de la hiperplasia de la neoíntima dentro del implante en ese modelo se atribuyó a la reducción de la inflamación vascular, al aumento de la apoptosis y a la disminución del depósito de colágeno. Estos datos justifican la realización de ensayos clínicos en los que se evalúe la eficacia del fasudil para vencer la reestenosis posterior a la angioplastia en pacientes sometidos a intervenciones coronarias percutáneas.
Síndrome coronario agudo
Otro blanco importante de los inhibidores de la rho-quinasa en la medicina cardiovascular es el síndrome coronario agudo (SCA) provocado por la trombosis intracoronaria posterior a la ruptura de placas o de su erosión. Hasta ahora no se ha realizado la evaluación sistemática de los inhibidores de la rho-quinasa en este síndrome. Sin embargo, se ha visto que la constricción coronaria microvascular agrava la isquemia miocárdica en pacientes con angina inestable. De esta manera, es posible suponer que la inhibición de la rho-quinasa pueda mejorar la perfusión miocárdica a través de la dilatación de los vasos coronarios pequeños también en pacientes con este síndrome, como fue demostrado en pacientes con angina microvascular. Además, la vía rho/rho-quinasa desempeña un papel importante en los daños celulares isquémicos al promover la migración de células inflamatorias. En estudios experimentales, se observó que el inhibidor de la rho-quinasa limitó el tamaño del área infartada del cerebro,¹³ pero no del corazón.¹⁴ Recientemente se informó que la rho-quinasa estuvo significativamente comprometida en la remodelación del ventrículo izquierdo luego del infarto agudo de miocardio en ratones.¹⁴
Otros trastornos cardiovasculares
Hipertensión
La relación causal entre la rho/rho-quinasa y la hipertensión sistémica fue demostrada por primera vez por Uehata y col. en el modelo animal de hipertensión provocada por etiologías divergentes.¹⁵ La administración sistémica del inhibidor de la rho-quinasa (Y-27632) provocó hipotensión en ratas enfermas pero no en las normales. El aumento de este sistema no pareció ser una consecuencia de la hipertensión, porque la expresión de rho-A ya estaba aumentada en la fase prehipertensiva de ratas espontáneamente hipertensas. El efecto dilatador selectivo microvascular por la inhibición de la rho-quinasa fue confirmado con posterioridad solo en la circulación del antebrazo en seres humanos.¹⁶ La formación de las lesiones vasculares inducidas por la hipertensión también se evidenció con la inhibición de la rho-quinasa a través del realce en la expresión de NAD(P)H y de la restauración de la función endotelial. Este último hallazgo es de importancia clínica y debería ser probado en el futuro. La protección vascular mediante el inhibidor de la rho-quinasa fue también informada en un modelo en roedores con vasculopatía homoplástica cardíaca.¹⁷
Hipertensión pulmonar
La hipertensión pulmonar primaria es una enfermedad mortal de etiología desconocida cuyo tratamiento no ha sido aún establecido, aunque ciertos vasodilatadores probaron ser efectivos para retrasar el progreso de la enfermedad. En el modelo roedor de hipertensión pulmonar con monocrotalina, el tratamiento a largo plazo con fasudil disminuyó notoriamente la presión arterial pulmonar asociada con regresión de la hipertrofia del ventrículo derecho.¹⁸ Recientemente, observamos que el fasudil administrado por vía intravenosa redujo de forma marcada la resistencia vascular pulmonar en pacientes con hipertensión pulmonar.¹⁹ Estos indicios sugieren que los inhibidores de la rho-quinasa pueden ser una intervención terapéutica nueva y que su eficacia terapéutica a largo plazo debería probarse en estudios futuros.
Conclusión
La acumulación de datos indica que la vía rho/rho-quinasa desempeña un papel crucial en la patogénesis de los trastornos cardiovasculares no coincidentes. Los inhibidores de la rho-quinasa, al administrarse precozmente, ejercen efectos vasodilatadores en animales y en seres humanos. Aunque el perfil de seguridad de estos inhibidores empleados durante períodos prolongados debería ser rigurosamente probado en estudios futuros, la inhibición de la vía rho/rho-quinasa promete ser una estrategia terapéutica promisoria en la medicina cardiovascular.
El autor no manifiesta conflictos.

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