Angiotenzin-konvertáló enzim: endogén gátlás mechanizmusa és a gyógyszeres terápia hatékonysága

Absztrakt

Az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE)-gátlók az 5. leggyakrabban felírt gyógyszerek. Endogén ACE-inhibitorok létezéséről már 1979-ben is beszámoltak, ezek hatásait azonban kevésbé tanulmányozták, nem úgy, mint a klinikumban sikeresen alkalmazott ACE-gátlókét. Célunk az endogén ACE-gátló jelenlétének kimutatása, azonosítása volt a szérumban, valamint megvizsgálni annak keringő- és vaszkuláris ACE-ra kifejtett hatásait. Hipotézisünk szerint a szérum ACE-aktivitás endogén inhibitor jelenléte miatt gátolva van, mely gátlóhatás a szérum hígításának hatására csökkenthető, ekkor ugyanis a gátlószer leválik az ACE-ről, így az újra aktívvá válik. A specifikus szérum ACE-aktivitás jelentősen növekedett hígítás hatására, mely tisztított vese eredetű ACE esetében nem volt megfigyelhető. Ez metodikai okokkal nem volt magyarázható, az aktivitás mérésre használt mesterséges szubsztrát hasítási sebessége arányos az angiotenzin I hasítási sebességével. A szérumminták 50 kDa pórusméretű ultraszűrése nem, míg 100 kDa pórusméretű ultraszűrése megszüntette a gátlóhatást, mely alapján a gátlószer molekulamérete 50 és 100 kDa közé tehető. Lineweaver-Burk grafikon nem-kompetitív típusú endogén ACE-gátlást mutatott. Az endogén inhibitor nagyobb hatékonysággal gátolta az ACE C-domén aktív centrumát, mint az N-domén aktív centrumot, valamint a gátlószer kimutatható volt más fajok szérumában is. Az ACE-t keresztkötöttük a szérumban kölcsönható fehérjéivel. Egy keresztkötött termék mind ACE, mind humán szérumalbumin (HSA) ellenes antitesttel is kimutatható volt. A HSA gátolta a tisztított humán (keringésben lévő) és a rekombináns ACE aktivitását is (IC50 értékek rendre: 5,7±0,7 és 9,5±1,1 mg/ml). Humán vena saphena ereken vizsgáltuk a HSA membránkötött ACE-ra kifejtett hatását. Az angiotenzin I-kiváltotta kontrakció sebességét és maximális erejét is csökkentette a HSA, míg az angiotenzin II-mediált válasz nagyságát nem befolyásolta. A szérumminta hígításával lecsökkenthető az exogén ACE-gátló hatása is. Ez lehetőséget teremt a beteg terápia nélküli maximális- és terápia alatt mérhető gátolt ACE-aktivitásának mérésére, mely alapján megítélhető a beteg terápiájának hatékonysága. 502 beteg terápia-hatékonyságának vizsgálata alapján arra következtettünk, hogy a vizsgált populációban minden 5. betegnél elégtelen a kezelés hatékonysága, mely a nem megfelelő terápiahűségre vezethető vissza. Vizsgálatunk legfontosabb megállapítása az, hogy a HSA az ACE egyik hatékony endogén gátlószere, melynek következtében a keringő ACE aktivitása csaknem teljesen gátolva van fiziológiás körülmények között, in vivo. Kísérleteink klinikumban történő értelmezése révén pedig megnyílt a lehetőség az ACE-gátlót szedő betegek személyre szabott kezelése előtt. *** Angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitors are the 5th most frequently prescribed drugs. There are reports dating back to 1979 suggesting the existence of endogenous ACE inhibitors. Their effects are much less characterized than that of the clinically administered ACE inhibitors. We aimed to investigate the presence of endogenous ACE inhibition, identify the ACE-inhibitor in the serum and examine its effects on circulating and vascular ACE. It was hypothesized that ACE activity is masked by an endogenous inhibitor, which dissociates from ACE when its concentration decreases upon dilution. Specific ACE activity significantly increased by dilution of the serum, which was not observed when purified renal ACE was used. This phenomenon could not be explained by methodical faults, the conversion rate of the artificial ACE substrate was in proportion to the conversion rate of angiotensin I. Ultrafiltration of serum samples with 50 kDa membranes had no effect on ACE activity, while the inhibitory effect ceased when 100 kDa membranes were used. Lineweaver-Burk plot indicated non-competitive inhibition of ACE by this endogenous factor. The endogenous inhibitor had higher potency on the C-domain active site than on the N-domain active site of ACE. This inhibition was also detectable in serum samples of different animal species. ACE was crosslinked with interacting proteins in human sera. One of the crosslinked products could be recognized by both anti-ACE and anti-HSA (human serum albumin) antibodies. HSA inhibited the human purified (circulating) and the human recombinant ACE with potencies of 5.7±0.7 and 9.5±1.1 mg/mL, respectively. Effects of HSA on tissue-bound native ACE were tested on human saphenous vein samples. Angiotensin I evoked vasoconstriction was inhibited by HSA, while HSA exerted no effects on angiotensin II mediated constrictions. Dilution diminishes the effects of exogenous ACE-inhibitor drugs. This enables the assessment of the effectiveness of ACE-inhibitor therapy. According to the assessment of ACE-inhibitor therapy of 502 patients, we found that the therapy was ineffective in every 5th patient, probably due to poor patient compliance. The most relevant conclusion of this study is that HSA represents a potent physiological inhibitor of the ACE. The enzymatic activity of ACE seems to be almost completely suppressed by HSA under physiological conditions in vivo. Translation of our findings into practice opens the door to individualized ACE-inhibitor therapy.

Leírás
Kulcsszavak
endogén ACE-gátlás, endogenous ACE-inhibition, renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer, renin-angiotensin-aldosterone system, human szérumalbumin, human serum albumin
Forrás