Blocking the EP3 receptor for PGE2 with DG-041 decreases thrombosis without impairing haemostatic competence

 
Tilly P, Charles AL, Ludwig S et al.
Cardiovasc Res. 2014 Jan 2. [Epub ahead of print]
 

Background

Antiplaatjesmiddelen voorkomen deels atherotrombose, maar ze kunnen bloedingen veroorzaken, met name bij meer potente middelen of combinatietherapie. Daarom zijn nieuwe manieren om het anti-plaatjeseffect te intensiveren zonder haemostase te veranderen nodig. Dit is een uitdaging, omdat de moleculaire mechanismen die een rol spelen in haemostase en trombose in sterke mate verweven zijn. Een strategie kan zijn om te richten op protrombogene factoren die in veel hogere mate worden geproduceerd door atherosclerotische plaques dan door de gezonde vaatwand.
De inflammatoire omgeving van atherosclerotische plaques produceert diverse factoren zoals prostaglandine E2 (PGE2), dat signaalroutes activeert. PGE2 verhoogt de plaatjesresponse door activatie van EP-receptoren op plaatjes: alleen induceert PGE2 geen plaatjesaggregatie [1-4]. PGE2-receptor EP3 heeft een tegenovergesteld effect van receptoren EP2 en EP4, maar doorgaans heeft het EP3-effect de overhand. PGE2 verhoogt de plaatjesrespons via EP3. Specifieke inactivatie van EP3 versterkt het stimulerende effect van PGE2-geactiveerde EP2 en EP4 om de plaatjesrespons te remmen [5]. Bloeding was niet verergerd in muizen deficiënt in EP3 [4]. De hypothese is daarom dat het aangrijpen op de PGE2/EP3 signaalroute atherotrombose zou kunnen voorkomen zonder haemostase te veranderen.
Deze studie onderzocht in muizen of atherotrombose in bedwang kan worden gebracht zonder bloedingen te veroorzaken, door gebruik te maken van de selectieve EP3-blokker DG-041, waarvan bekend is dat het PGE2-geïnduceerde potentiatie van plaatjesaggregatie remt in ratten en muizen [6-8].
 

Belangrijkste resultaten

• De EP3- blokker DG-041 remde plaatjesaggregatie in sterke mate in muizen, net als atherotrombose wanneer het oppervlak van een atherosclerotische plaque werd bekrast.
• In reactie op een staartwond werd er lokaal geen PGE2 geproduceerd in DG-041 behandelde muizen. Het blokkeren van EP3-functie beïnvloedde haemostase ook niet in de lever en het brein.
• EP3 activatie verhoogt doorgaans plaatjesgevoeligheid. PGE2 kon deels de gevoeligheid van met clopidogrel (blokkeert P2Y12 receptor om trombose te voorkomen) behandelde plaatjes herstellen.
• Na induceren van trombose, verminderde clopidogrel trombose, maar verlengde het de bloedingstijd. Toevoegen van DG-041 deed trombose verder verminderen, terwijl bloedingstijd niet significant veranderde. Het blokkeren van EP3 kan dus plaatjesremming potentiëren zonder clopidogrel-geïnduceerde bloeding te verergeren.
• Om te verkennen of de dissociatie van trombose van haemostase zoals geobserveerd in muizen klinisch relevant is, werden experimenten met humaan materiaal uitgevoerd. Humane atherosclerotische plaques produceren ook PGE2, en het faciliteert plaatjesaggregatie in volbloed of gezonde vrijwilligers.
• Plaatjes afkomstig van patiënten met perifeer arterielijden op plaatjesremmende behandeling, werden opnieuw gevoelig gemaakt door EP3 activatie. Dit suggereert dat lokaal geproduceerd PGE2 de gevoeligheid van plaatjes voor hun activators kan vergoten, zelfs wanneer de P2Y12 receptor wordt geremd door medicatie.
• Wanneer gezonde vrijwilligers PG-041 namen, was ex vivo plaatjesaggregatie geremd in respons op collageen en PGE2. Bloedingstijd was onveranderd. Het targeten van de PGE2/EP3 pathway met DG-041 verminderde dus plaatjesaggregatie in gezonde vrijwilligers, zonder cutane haemostase te beïnvloeden.

 

Conclusie

PGE2 wordt geproduceerd door humane atherosclerotische plaques en dit versterkt plaatjesfunctie in humaan bloed. Blokkeren van EP3 in muizen of gezonde vrijwilliger remde plaatjesfunctie terwijl haemostatische functie was behouden. Dus, haemostase en trombose worden verschillend beïnvloed door de PGE2/EP3-signaalroute. Het aangrijpen op de PGE2/EP3-signaalroute maakt het mogelijk om een antitrombotisch effect lokaal te beperken, gezien de lokale productie van PGE2 in de plaque. EP3 receptor als doelwit gebruiken kan daarom de effectiviteit van conventionele antiplaatjesmiddelen vergroten zonder het bloedingsrisico te vergroten.
 

Redactioneel commentaar [9]

Een voortdurende uitdaging bij de ontwikkeling en het gebruik van antitrombotische middelen is om een betere voordeel-risico-balans te vinden, als gevolg van het inherente risico op bloedingen. Tilly et al. publiceren bevindingen die hun hypothese ondersteunen dat deze klasse nieuwe antiplaatjesmiddelen mogelijk anders is dan de huidige beschikbare middelen. Terughoudendheid is echter geboden ten aanzien van de levensvatbaarheid van deze potentiële strategie, onder andere gezien de alomtegenwoordigheid en de diversiteit aan functies van EP3, in verschillende weefsels. Middelen zoals DG-041 kunnen dus ook effecten hebben in andere organen.
De Catarina concludeert dus “Hoewel we het testen van een nieuwe hypothese om trombose te remmen met een beter effectiviteit-veiligheidsprofiel dan huidige middelen moeten verwelkomen, waarschuwen we voor prematuur enthousiasme en benadrukken we de noodzaak voor verdere studies in dit spannende vakgebied.”
 
Find this article on Pubmed
 

References

1. Gross S, Tilly P, Hentsch D et al. Vascular wall-produced prostaglandin E2 exacerbates arterial thrombosis and atherothrombosis through platelet EP3 receptors. J Exp Med 2007;204:311–320.
2. Paul BZS, Ashby B, Sheth SB. Distribution of prostaglandin IP and EP receptor subtypes and isoforms in platelets and human umbilical artery smooth muscle cells. Br J Haematol 1998;102:1204–1211.
3. Ma H, Hara A, Xiao CY, et al. Increased bleeding tendency and decreased susceptibility to thromboembolism in mice lacking the prostaglandin E receptor subtype EP(3). Circulation 2001;104:1176–1180.
4. Fabre JE, Nguyen M, Athirakul K, et al. Activation of the murine EP3 receptor for PGE(2) inhibits
5. Feijge MA, Ansink K, Vanschoonbeek K, Heemskerk JW. Control of platelet activation by cyclicAMPturnover and cyclic nucleotide phosphodiesterase type-3. Biochem Pharmacol 2004;67:1559–1567.
6. Singh J, Zeller W, Zhou N, et al. Antagonists of the EP(3) receptor for prostaglandin E(2) are novel antiplatelet agents that do not prolong bleeding. ACS Chem Biol 2009;4(2):115–126.
7. Singh J, Zeller W, Zhou N, et al. Structure-activity relationship studies leading to the identification of (2E)-3-[l-[(2,4-dichlorophenyl)methyl]- 5-fluoro-3-methyl-lH-indol-7-yl]-N-[(4,5-d ichloro-2-thienyl)sulfonyl]-2-propenamide (DG-041), a potent and selective prostanoid EP3 receptor antagonist, as a novel antiplatelet agent that does not prolong bleeding. J Med Chem 2010;53:18–36.
8. Heptinstall S, Espinosa DI, Manolopoulos P, et al.DG-041 inhibits the EP3 prostanoid receptor—a new target for inhibition of platelet function in atherothrombotic disease. Platelets 2008;19:605–613.
9. De Catarina. Inhibiting thrombosis without causing bleeding: can EP3 blockers fulfil the dream? Cardiovascular Research (2014) 101, 335–338.