NOVOS BRONCODILATADORES NO TRATAMENTO DE DPOC

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1 UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE CIÊNCIAS INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOMÉDICAS DE ABEL SALAZAR Farmacologia Molecular e Celular NOVOS BRONCODILATADORES NO TRATAMENTO DE DPOC CARLOS MANUEL FERNANDES LOPES SÍLVIA MANUELA NOGUEIRA MARQUES SÓNIA ISABEL NUNES GUERRA GOMES 2012

2 RESUMO A doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é uma doença respiratória crónica que apresenta elevada morbilidade e mortalidade em todo o mundo. Esta é caracterizada por dispneia progressiva, tosse crónica e hiperprodução de muco. Os doentes com DPOC possuem uma gradual e parcialmente irreversível obstrução das vias aéreas, comprovada por um declínio acelerado da função pulmonar. A obstrução brônquica que caracteriza o componente pulmonar na DPOC é habitualmente associada a uma resposta inflamatória anormal dos pulmões a gases ou partículas nocivas, sendo estes agentes os principais factores de risco associados à DPOC. Dado que a DPOC é dotada de uma componente neuronal e imunológica, a estratégia terapêutica para estes doentes passa pela exploração dos mecanismos envolvidos para novas intervenções direccionadas. Os broncodilatadores desempenham um papel central no tratamento da DPOC, pelo que existe um interesse crescente no desenvolvimento de novos broncodilatadores com duração de acção prolongada, com dose única diária e com um perfil de segurança e tolerabilidade melhorado, permitindo não só verificar um aumento da eficácia do tratamento, bem como um comprometimento do doente pelo mesmo. A selecção entre agonistas-β 2, anticolinérgicos, metilxantinas, inibidores das fosfodiesterases e a combinação entre estes fármacos depende da sua biodisponibilidade e da resposta individual de cada doente. A terapia combinada tem vindo a assumir um papel de relevo para o tratamento de doentes com persistência dos sintomas e que apresentam severidade nos distúrbios respiratórios. A procura e desenvolvimento de novos alvos terapêuticos têm ganho um novo ênfase, à medida que se desvendam as bases moleculares da DPOC e que se reconhece a importância do processo inflamatório nesta doença do foro respiratório. i

3 ÍNDICE I. INTRODUÇÃO Doença Pulmonar Obstrutiva Crónica Epidemiologia Factores de Risco Fisiopatologia da DPOC Componente Neuronal Componente Imunológica Resposta Imune Inata Neutrófilos Macrófagos Eosinófilos Mastócitos Células Dendríticas Células Epiteliais Resposta Imune Adaptativa Linfócitos T Linfócitos B Mediadores Inflamatórios DPOC vs Asma II - TRATAMENTO DA DPOC Intervenção Directa na DPOC Broncodilatadores na DPOC Agonistas Β 2 -Adrenérgicos Agentes Anti-Muscarínicos de Longa Acção Novos Fármacos de Xantina Inibidores das Fosfodiesterases Terapia Combinada Novas Classes de Broncodilatadores Intervenção Indirecta na DPOC III. CONCLUSÃO IV. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS V. ANEXOS ii

4 I. INTRODUÇÃO 1. Doença Pulmonar Obstrutiva Crónica A doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é definida como uma doença prevenível e tratável, com alguns efeitos extrapulmonares significativos que podem contribuir para a sua severidade. Relativamente à componente pulmonar, a doença é caracterizada pela progressiva e em grande parte irreversível obstrução das vias aéreas. A consequente limitação no fluxo de ar das vias respiratórias é demonstrada por um declínio acelerado da função pulmonar (VEF 1 : volume expiratório forçado em 1 segundo) com a idade. Esse fluxo aéreo é normalmente medido por espirometria, sendo o teste mais amplamente utilizado na reprodução da função pulmonar e na classificação da gravidade da DPOC (Tabela 1) [1]. A DPOC está ainda associada a uma reacção inflamatória anormal dos pulmões como consequência da exposição a agentes nocivos, nomeadamente o fumo do tabaco, os combustíveis de biomassa e os agentes ocupacionais [2]. Tabela 1. Classificação GOLD da gravidade da DPOC baseada em VEF 1 pós-broncodilatador [1]. VEF 1 /CVF < 0,70 Estadio I: DPOC Leve VEF 1 80% previsto Estadio II: DPOC Moderada Estadio III: DPOC Grave VEF 1 /CVF < 0,70 50% VEF 1 < 80% previsto VEF 1 /CVF < 0,70 30% VEF 1 < 50% previsto VEF 1 /CVF < 0,70 Estadio IV: DPOC Muito Grave VEF 1 < 30% previsto ou VEF 1 < 50% previsto mais insuficiência respiratória crónica VEF 1 : volume expiratório forçado num segundo; CVF: capacidade vital forçada; Insuficiência respiratória: pressão arterial de oxigénio (PaO 2 ) inferior a 8,0 kpa (60 mmhg) com ou sem pressão arterial de CO 2 (PaCO 2 ) maior que 6,7 kpa (50 mmhg), enquanto respiração ao nível do mar. Tendo em consideração as duas vertentes da doença têm proposto que a limitação crónica do fluxo aéreo, característica da DPOC, é provocada por um misto de alterações fisiológicas das vias aéreas inferiores (bronquite crónica) e por destruição do parênquima pulmonar (enfisema) [3]. Apesar de anteriormente a DPOC estar associada aos termos "enfisema" e "bronquite crónica", actualmente estas duas definições são insuficientes para caracterizar a doença. Enfisema, ou a destruição das superfícies de troca gasosa do pulmão (alvéolos), é um termo patológico que é frequentemente (mas incorrectamente) 1

5 utilizado na clínica e que descreve apenas uma das várias patologias estruturais presentes na DPOC. Por sua vez, a bronquite crónica, ou a presença de tosse e expectoração durante pelo menos três meses em dois anos consecutivos, continua a ser útil a nível clínico e epidemiológico. Estes sintomas podem preceder ou acompanhar o desenvolvimento de limitação do fluxo de ar como também podem estar associados com o desenvolvimento e/ou aceleração dessa mesma limitação. No entanto, é importante reconhecer que a tosse crónica e a produção de expectoração constituem uma entidade independente da doença (eg a bronquite crónica também existe em doentes com espirometria normal) [4]. Actualmente, as principais manifestações da doença incluem sintomas como tosse, produção de expectoração e dispneia, sendo que os dois primeiros podem preceder a limitação do fluxo aéreo em vários anos e podem mesmo estar presentes em indivíduos que nunca irão desenvolver DPOC. A evolução da doença caracteriza-se igualmente por exacerbações destes sintomas, normalmente de etiologia infecciosa [5]. Estima-se que em 50% dos casos de exacerbações na DPOC têm causa bacteriana. A antibioterapia nestas situações está indicada quando os doentes apresentam pelo menos duas das seguintes manifestações: aumento do volume da expectoração; mudança do aspecto da expectoração para purulento; aumento da intensidade da dispneia. A escolha do antibiótico dependerá do agente bacteriano envolvido, das circunstâncias clínicas, da gravidade da DPOC e da presença de comorbilidades. Assim, a antibioterapia na DPOC passa predominantemente pelo uso de moxifloxacina, levofloxacina, ciprofloxacina, cefditoren, β-lactâmicos e pela combinação de amoxicilina e ácido clavulânico [6]. 2. Epidemiologia Há relativamente pouco tempo atrás, a DPOC era uma doença mais comum no sexo masculino. No entanto, esta doença actualmente afecta de igual modo ambos os sexos. Tal facto deve-se ao aumento do consumo de tabaco nos países mais desenvolvidos e ao maior risco de exposição à poluição do ar interior em países menos desenvolvidos pelo sexo feminino [7]. A DPOC é uma das principais causas de morbidade e mortalidade mundiais. Segundo estimativas da OMS, 65 milhões de pessoas têm DPOC moderada a severa. Em 2002, a DPOC foi a quinta principal causa de morte, sendo que aproximadamente 90% das mortes ocorrem em países pouco desenvolvidos. No ano de 2005 mais de três milhões de pessoas morreram de DPOC, o correspondente a 5% de todos os óbitos no 2

6 mundo. Nos próximos dez anos, o número total de mortes por DPOC são projectados para aumentar em mais de 30%, a menos que sejam tomadas medidas urgentes para reduzir os factores de risco subjacentes, em especial o uso do tabaco. Estimativas mostram que a DPOC pode tornar-se em 2030 a terceira maior causa de morte em todo o mundo [7]. 3. Factores de Risco O principal paradigma na DPOC prende-se com o facto da doença se desenvolver em indivíduos susceptíveis que estão continuamente expostos a gases ou partículas nocivas, sendo a exposição ao fumo do tabaco o mais significante factor de risco nesta doença. Assim, são dois os principais conjuntos de factores que determinam o risco de vir a desenvolver DPOC: a susceptibilidade individual e a exposição ambiental [8]. A inflamação no pulmão induzida pelo fumo do tabaco tem um papel chave na patogénese da DPOC. É importante realçar que a exposição passiva ao fumo é também um factor de risco na DPOC. Na verdade, mesmo a exposição ao fumo de tabaco durante a gravidez pode resultar no desenvolvimento de sintomas respiratórios e obstrução do fluxo aéreo na vida adulta do feto. A poluição do ar (interior e exterior) e forte exposição ocupacional a poeiras e produtos químicos são outros riscos ambientais significativos [8]. A etiologia da DPOC continua a ser estudada, no entanto factores de risco genéticos foram propostos como a causa da susceptibilidade à doença. Diversos estudos apontam no sentido de que os padrões fisiológicos da função pulmonar são herdados e sugerem uma herança multigénica da doença [9]. Apesar de algumas inconsistências nos relatórios sobre células inflamatórias, mediadores e proteases envolvidas na patogénese da DPOC, análises genéticas foram realizadas em busca de associações entre polimorfismos genéticos e susceptibilidade à DPOC. Após vários estudos em genes que codificam sistemas protease/anti-protease ou enzimas do metabolismo de xenobióticos comprovaram que realmente certos polimorfismos genéticos afectam a função pulmonar e a progressão da doença, como por exemplo: antitripsina α-1, anti-quimiotripsina α-1, glutationa S-transferase, epóxido hidrolase microssomal, metaloproteinase matricial, factor de necrose tumoral - α (TNF-α), macroglobulina α-2, citocromo P-4501A1, heme oxigenase-1 [9]. No entanto, a desordem hereditária caracterizada por mutações no gene da Serpina é o factor de risco genético mais estreitamente ligado ao desenvolvimento da 3

7 DPOC. Tal mutação origina uma deficiência na protease da serina antitripsina α-1 e, consequentemente, doentes com este defeito genético desenvolvem enfisema grave como resultado da elastase dos neutrófilos não se encontrar inibida e, desta forma, ser libertada para o tecido pulmonar durante a inflamação. No entanto, apenas uma pequena parte dos indivíduos com DPOC possui esta mutação genética [1]. Outros factores associados ao desenvolvimento da DPOC incluem infecções do trato respiratório e desnutrição. Descobertas recentes sugerem que determinadas infecções virais podem contribuir para a patogénese da DPOC [8]. 4. Fisiopatologia da DPOC As alterações patológicas na DPOC estão presentes em diferentes níveis e compartimentos dos pulmões: vias aéreas proximais, vias aéreas periféricas, parênquima pulmonar e vasculatura pulmonar. Até os processos sugeridos para desempenhar um papel no desenvolvimento e progressão da DPOC nesses compartimentos apresentam diferenças. A inflamação pulmonar, o desequilíbrio oxidante/antioxidante e o desequilíbrio protease/anti-protease constituem as principais diferenças [1]. A nível patológico, a exposição ao fumo conduz a infiltração nos tecidos da mucosa, submucosa e glandular por células inflamatórias. O aumento de muco, hiperplasia de células epiteliais e reparação do tecido danificado com espessamento da parede das vias aéreas inferiores são características fundamentais da DPOC [10]. Neste contexto debate-se a patogénese da DPOC como uma desordem imunológica progressiva [11]. Os mecanismos que levam ao espessamento das paredes das vias aéreas inferiores e à destruição do tecido do pulmão estão longe de serem compreendidos [10], mas são susceptíveis de serem processos biopatológicos multifactoriais [12] que estão a interagir sobre um complexo plano de determinantes genéticos e estímulos ambientais [13]. O enfisema pulmonar e o envelhecimento celular compartilham algumas características [12]: a senescência leva as células a tornarem-se não proliferativas, mas metabolicamente activas o que predispõe a um aumento da inflamação nos indivíduos, a uma reduzida regeneração celular e à carcinogénese. Como tal, a DPOC pode ser interpretada como envelhecimento acelerado do pulmão e, portanto, a idade irá aumentar a susceptibilidade para a DPOC. Finalmente, a apoptose celular e destruição matricial são continuamente compensadas pela renovação celular e reparação da matriz para manter a homeostasia pulmonar [14]. A complexidade da patogénese da DPOC é 4

8 reflectida na ampla variação de fenótipos clínicos. É necessária mais investigação para esclarecer em que medida os mecanismos oferecem um potencial para novas intervenções direccionadas Componente Neuronal Vários impulsos sensitivos tendo origem no pulmão e na árvore traqueobrônquica funcionam como reflexos de regulação e de defesa do organismo. Os nervos sensitivos das vias aéreas são responsáveis pela regulação de eventos que ocorrem na DPOC, como é o caso da broncoconstrição, secreção de muco e a tosse [15]. O sistema nervoso autónomo (SNA) inerva o músculo cardíaco e liso e as glândulas, controlando de forma inconsciente as funções essenciais à vida (eg circulação sanguínea, função cardíaca, movimentos respiratórios). O músculo liso das vias aéreas é inervado pelo sistema nervoso simpático e parassimpático do SNA. As fibras parassimpáticas, que derivam do nervo vago, quando activadas promovem a contracção muscular (broncoconstrição) pela libertação de acetilcolina (ACh) que activa os receptores muscarínicos presentes no músculo. Como será posteriormente referido, a acção anti-muscarínica ocorre maioritariamente em receptores M 3. Porém, este subtipo de receptores representa uma pequena percentagem dos receptores muscarínicos expressos na musculatura lisa das vias aéreas, sendo a vasta maioria pertencente ao subtipo M 2 acoplado a uma proteína regulatória G i [16]. Por sua vez, as fibras simpáticas, que derivam do gânglio torácico e cervical superior, promovem dilatação das vias aéreas, constrição dos vasos sanguíneos e inibição da secreção glandular quando estimuladas. Tal ocorre devido à ligação da adrenalina nos receptores β 2, relaxando a musculatura lisa. Apesar da vasta presença de receptores adrenérgicos α 1 e α 2 no músculo liso das vias aéreas, o uso de agonistas para estes receptores no tratamento da DPOC não constitui uma estratégia terapêutica eficaz, uma vez que estes promovem broncoconstrição. Quando existe bloqueio dos receptores β-adrenérgicos pós-juncionais e os nervos simpáticos se encontram activos observa-se contracção da musculatura lisa das vias aéreas quer in vivo quer in vitro [17] (Anexo, Figura 1). A adenosina (ADO) estimula a contracção do músculo liso das vias aéreas de tecidos normais. No entanto, a via de sinalização pela qual a contracção ocorre é ainda alvo de muita controvérsia. Alguns estudos sugerem que envolve a estimulação de células pós-inflamatórias, como mastócitos, que subsequentemente libertam mediadores que promovem a contracção do músculo. No entanto, outros estudos propõem que o 5

9 mecanismo de broncoconstrição induzido pela ADO ocorre por activação de terminações nervosas que culminam na libertação de ACh. Além disso, existem evidências de que esta molécula tem alguns efeitos directos no músculo, provavelmente via os seus receptores (A 1, A 2A, e A 2B ), uma vez que todos são expressos na musculatura lisa das vias aéreas (Anexo, Figura 2). Um estudo realizado em 2006 aponta para que seja o receptor A 1 da ADO, presente no músculo liso, o responsável pela contracção muscular [18, 19]. Uma vez que este receptor se encontra acoplado a uma proteína G i, o mecanismo envolverá a inactivação da ciclase do adenilato e, consequentemente, níveis de camp baixos. Desta forma, há mobilização de cálcio para o citoplasma que promoverá a contracção da célula muscular. Como o mecanismo de sinalização molecular dos receptores da ADO se encontram relacionados com os níveis de camp intracelulares, e sendo este um segundo mensageiro importante na contracção muscular, a regulação da sua quantidade nas células do músculo liso constitui um alvo estratégico interessante na DPOC. Assim, não só a actividade antagonística sobre os receptores da adenosina constitui uma importante terapêutica, como também o uso de inibidores das fosfodiesterases, uma vez que estas enzimas intracelulares são responsáveis pela decomposição do camp. Desta forma, a sua inibição promoverá relaxamento do músculo liso das vias aéreas. Para além dos neurotransmissores ACh, principalmente libertada pelos nervos parassimpáticos, e a adrenalina pelos nervos simpáticos [3, 17], existem também outros transmissores relevantes no SNA, tais como o monóxido de azoto (NO), o péptido intestinal vasoactivo (VIP), a adenosina trifosfato (ATP) e o neuropéptido Y. Estes cotransmissores podem apresentar efeitos facilitatórios ou antagonísticos nas células alvo, ou podem influenciar a libertação do neurotransmissor primário via receptores préjuncionais [17]. Relativamente à DPOC como se trata de uma doença que também apresenta uma componente inflamatória marcada, o papel dos co-transmissores pode estar exacerbado pelas alterações que ocorrem na expressão dos seus receptores ou devido a uma síntese aumentada dos transmissores via transcrição génica alterada [3]. Os nervos adrenérgicos podem modular a neurotransmissão colinérgica nas vias aéreas, enquanto os nervos sensitivos poderão influenciar a neurotransmissão nos gânglios parassimpáticos e nos nervos pós-ganglionares [3]. Os nervos sensitivos são controlados por diferentes classes de fibras sensoriais: mielinizadas, receptores de estiramento de adaptação rápida (RARs) e não mielinizadas, fibras-c brônquicas [20, 21]. A acção dos RARs é estimulada, por exemplo, pelo fumo do tabaco que se trata de 6

10 um factor de risco na DPOC. Desta forma, dá-se início a um reflexo que conduz a hiperventilação e broncoconstrição. Estudos sugerem que as fibras-c também são activadas pela diminuição da compliance pulmonar, apesar de serem menos sensíveis do que os RARs [22]. Nas vias aéreas, a activação das RARs e das fibras-c promove a broncoconstrição, a tosse e a secreção de muco [15] (Anexo, Figura 1). 4.2 Componente Imunológica A inflamação desempenha um papel crucial na patogénese da DPOC (Figura 1). Figura 1. Esquema representativo dos processos inflamatórios que ocorrem nas vias aéreas em doentes com DPOC e terapia anti-inflamatória emergente. Adaptado de [23]. A resposta inflamatória que ocorre nos pulmões é fundamental para as mudanças estruturais que conduzem a esta doença do foro respiratório [24, 25]. Tal deve-se ao facto da inflamação pulmonar contribuir para a limitação do fluxo aéreo [26] e hiperventilação pulmonar [27], que tem como consequências a falta de ar progressiva e exacerbações cada vez mais frequentes [28]. Embora a DPOC e a asma possuam uma componente imunológica semelhante, uma vez que ambas envolvem inflamação crónica persistente, a literatura descreve que a natureza da inflamação e as células do sistema imunológico envolvidas apresentam diferenças entre as duas condições. 7

11 4.2.1 Resposta Imune Inata Neutrófilos Em modelos animais de DPOC, os neutrófilos parecem desempenhar uma importante função no desequilíbrio oxidante/antioxidante e protease/anti-protease. Tal facto é relevante para a patogénese desta doença, uma vez que tem como consequência a libertação de metabolitos de oxigénio reactivos tóxicos e de proteases [3]. A literatura refere que existe um aumento de neutrófilos na expectoração [29-31] e no fluido de lavagem das vias respiratórias [32-35] nos doentes com DPOC. Vários estudos que incluíram a análise do fluido broncoalveolar de lavagem (BAL) e da expectoração confirmaram a presença de neutrófilos intraluminalmente na DPOC. Os neutrófilos têm a capacidade de migrar para o tracto respiratório através do controlo de factores quimiotáticos, tais como o LTB4, IL-8 e quimiocinas CXC, que se encontram exacerbados nas vias aéreas dos indivíduos com DPOC [36]. Estas células inflamatórias constituem uma fonte de radicais de oxigénio tóxicos, citocinas inflamatórias, mediadores lipídicos, péptidos antimicrobianos e proteinases que danificam tecidos (eg elastase dos neutrófilos, catepsina G, proteinase 3 e metaloproteinase (MMP)-8 e MMP-9). Todas estas moléculas encontram-se envolvidas na génese de metaplasia mucinosa na bronquite crónica e na destruição do tecido do pulmão no enfisema [37], pelo que também poderão desempenhar um papel importante na progressão da limitação do fluxo de ar na DPOC Macrófagos Nos doentes com DPOC verifica-se que existe um aumento do número de macrófagos observado no fluido de lavagem [32], na parede das vias respiratórias [38-40], no parênquima do pulmão [41] e nas glândulas bronquiais [24]. Ainda não se encontra totalmente esclarecido qual dos sub-fenótipos de macrófagos predominam nas vias respiratórias dos indivíduos com DPOC. Estas células inflamatórias podem libertar espécies reactivas de oxigénio (ROS), factores quimiotáticos, citocinas inflamatórias, constritores do músculo liso, activadores das glândulas mucosas, proteínas da matriz extracelular e metaloproteinases da matriz (MMPs), sendo que estas últimas parecem estar envolvidas no enfisema. Elkington e colaboradores [42] comprovaram a importância das metaloproteinases nesta doença demonstrando um aumento da expressão proteica da MMP-2, MMP-9 e MMP-12 nestes doentes comparativamente com controlos saudáveis. 8

12 É de referir que os macrófagos poderão ser relevantes na iniciação da resposta inflamatória pelos neutrófilos em fumadores. Estes podem ser activados pelo fumo do cigarro e por outras partículas inaladas, sendo que se verificam níveis elevados de quimiocinas CXC IL-8, (CXCL8) e Groα (CXCL1) em fumadores [3] Eosinófilos Os níveis de eosinófilos encontram-se aumentados na expectoração [25, 43-45], no BAL [25]e nas paredes das vias respiratórias [25, 33, 46] dos doentes com DPOC. Na DPOC, o aumento da concentração de eosinófilos na expectoração pode estar associado com a obstrução das vias aéreas [45] e com uma resposta exacerbada à adenosina-5 -monofosfato (AMP) [47]. A quantidade elevada de eosinófilos no sangue de doentes com DPOC parece sugerir um envolvimento na intensidade do processo inflamatório nas vias respiratórias, conduzindo a um recrutamento inespecífico e activação dos eosinófilos [25]. O papel destas células na inflamação na DPOC representa uma boa estratégia para a identificação de um sub-grupo destes doentes que partilham algumas características com os doentes com asma e que possuem uma resposta broncodilatadora parcial ao salbutamol inalado [44] Mastócitos Os mastócitos secretam citocinas (IL-8 e TNF-B) e enzimas (triptase, quimase, gelatinase e dipeptidil peptidase I) que se encontram envolvidas em processos que incluem fibrose das vias aéreas, angiogénese, hiperplasia do músculo liso das vias respiratórias e das células epiteliais, inflamação e hipersecreção de muco [48-50]. Grashoff e colaboradores [51] referem que existe um aumento no número de mastócitos nas vias aéreas de doentes com DPOC, contudo o seu papel na patogénese desta doença permanece por esclarecer. Contudo, caso ocorra aumento do número destas células nas vias aéreas periféricas, este encontra-se relacionado com uma limitação menos severa do fluxo aéreo na DPOC. Em geral, a evidência do envolvimento de mastócitos na asma é mais convincente, apesar de investigação adicional acerca da relação dos mastócitos na DPOC ser necessária Células Dendríticas Estudos recentes indicam que existe um aumento do número de células dendríticas nas vias aéreas inferiores e na expectoração induzida em doentes com 9

13 DPOC, relativamente a indivíduos fumadores sem patologia associada, aumentando consequentemente a severidade da doença. Curiosamente encontra-se presente na literatura que estes doentes possuem um incremento na citocina CCL20 que está relacionada com o recrutamento de precursores das células dendríticas para locais de inflamação [52] Células Epiteliais As células epiteliais bronquiais possuem funções homeostáticas e contribuem para uma resposta imunológica adequada a estímulos nóxicos. A transformação epitelial na DPOC é preponderante na patogénese desta doença. Nos fumadores com DPOC existe uma hiperplasia de células caliciformes [53], que contribuem para a hipersecreção de muco que se encontra estreitamente ligada com a morbilidade e mortalidade nesta doença [54, 55]. A cascata de sinalização do receptor do factor de crescimento epidérmico (EGFR) culmina na produção de mucina e hiperplasia de células caliciformes, reparação de epitélio danificado, bem como no desenvolvimento do carcinoma de células escamosas. Encontra-se descrito que o fumo do cigarro pode actuar como um ligando do EGFR, activando esta via [56, 57], sendo preponderante nas alterações epiteliais fenotípicas verificadas em doentes com DPOC que são fumadores activos Resposta Imune Adaptativa Linfócitos T O subtipo de linfócitos T mais relevantes na DPOC são os CD8+, sendo que existe um maior número destas células na expectoração [58], na parede das vias aéreas [26, 39, 59] e no parênquima pulmonar [60, 61] sugerindo um processo inflamatório consistente ao longo de toda a árvore traqueobrônquica nos fumadores com DPOC. A citocina IL-2 é responsável por promover a proliferação destes linfócitos [62]. A cadeia gama do complexo do receptor IL-2 também poderá permitir a interacção com outras citocinas (eg IL-4 e IL-7) actuando ao nível de vias de sinalização que previnem a apoptose das células T [63]. Existem estudos que descrevem que os linfócitos CD8+ presentes na mucosa estão associados com uma exacerbação da resposta ao AMP [47]. Postula-se que a lesão do pulmão induzida pelo tabaco e pela inflamação pode resultar em alterações estruturais de proteínas celulares e tecidulares em auto-antigénios que são reconhecidos pelos linfócitos T conduzindo a uma lesão pulmonar complementar [61]. 10

14 Para além disso, estudos revelam que o subconjunto de linfócitos CD8+ não se encontra aumentado apenas em doentes com DPOC mas também em grupos de fumadores com função pulmonar normal, conduzido assim a uma redução do rácio CD4+/CD8+ [39, 40, 60, 64]. A relação existente entre a infiltração de linfócitos T CD8+ em fumadores e o comprometimento da estrutura e função arterial sugere a possibilidade dos linfócitos T CD8+ desempenharem um papel prematuro na patogénese das alterações vasculares pulmonares que podem ocorrer nas fases iniciais da DPOC Linfócitos B À semelhança do que acontece com os linfócitos T, os níveis de linfócitos B nos doentes com DPOC encontram-se aumentados nas vias aéreas inferiores [65, 66]. Este aumento pode ocorrer em resultado a um processo inflamatório local, uma alteração no balanço das células T auxiliares (Th)1-Th2, bem como pode indiciar uma reacção antigénica específica a agentes patogénicos, componentes do tabaco ou autoantigénios [67]. Os folículos linfóides encontram-se presentes em número crescente nas vias aéreas inferiores dos doentes com DPOC à medida que a doença progride em severidade. Estudos realizados em doentes com enfisema e em ratinhos expostos ao fumo do tabaco demonstram a presença de folículos linfóides e provam que estes estão sujeitos a uma proliferação antigénica específica [23] Mediadores Inflamatórios Os mediadores inflamatórios aumentados em doentes com DPOC contribuem para a atracção de células inflamatórias da circulação (factor quimiotáctico), alongamento do processo inflamatório (citocinas pró-inflamatórias) e indução de mudanças estruturais (factores de crescimento) [68, 69]. Os factores quimiotáticos envolvem mediadores lipídicos que atraem neutrófilos e linfócitos T e a IL-8 que atrai neutrófilos e monócitos. As citocinas pró-inflamatórias mais relevantes na DPOC são o TNF-α, IL-1β e IL-6 que contribuem para a ampliação do processo inflamatório e alguns dos efeitos sistémicos da DPOC. Os factores de crescimento (eg TGF-β) parecem estar envolvidos na indução da fibrose nas vias aéreas inferiores [4]. 5. DPOC vs Asma A distinção conceptual entre asma e DPOC ainda hoje é dotada de controvérsia. A presença ou ausência de reversibilidade é considerada a distinção chave entre estas 11

15 duas doenças do foro respiratório. As semelhanças entre a asma e a DPOC incluem: presença de inflamação, ambas são doenças crónicas, obstrução das vias aéreas, envolvimento das vias aéreas inferiores, hipersecreção de muco, broncoconstrição e ambas são consequência da interacção gene-ambiente [3]. Apesar de se reconhecer que ambas possuem um processo inflamatório crónico, a natureza da inflamação difere. Por esse mesmo motivo, a estratégia terapêutica para estas doenças tem que ser diferente porque, por exemplo, os doentes com DPOC não respondem da mesma forma aos antiinflamatórios como os doentes com asma. É de notar que, uma vez que ainda não se encontram bem exploradas as bases moleculares inerentes à DPOC, inicialmente a terapêutica passava por administrar os mesmos fármacos usados no tratamento da asma dado que ambas as doenças crónicas pareciam apresentar uma etiologia semelhante. Contudo, verificou-se que as diferenças (Tabela 2) entre estas doenças eram mais marcadas do que se considerava, sendo que a dissemelhança mais evidente entre elas é provavelmente a natureza da inflamação. Tabela 2. Descrição das diferenças existentes entre a asma e a DPOC. Adaptado de [3]. Característica Asma DPOC Local anatómico da doença Envolvimento das vias aéreas Envolvimento das vias aéreas e parênquima Natureza da inflamação Eosinofílica, células CD4 Neutrofílica, células CD8 Reversibilidade da obstrução das vias aéreas Resposta a corticosteroides inalados Progressão da doença Maioritariamente reversível Redução da inflamação Crónica Maioritariamente irreversível Não responsivos ao tratamento antiinflamatório Crónica, obstrução progressiva das vias aéreas Redução da função pulmonar Normal ou um pouco acelerada Acelerada Interacção gene-ambiente Interacção alergénios no ambiente Interacção com partículas, gases nocivos ou fumo do tabaco II. TRATAMENTO DA DPOC 1. Intervenção Directa na DPOC A terapêutica farmacológica é aplicada com o intuito de prevenir e controlar os sintomas, reduzir a severidade de exacerbações, melhorar o nível de saúde e a tolerância ao exercício nos doentes com DPOC [4]. Contudo, nenhuma da medicação actualmente existente mostrou ser capaz de alterar o declínio progressivo da função pulmonar, característico da DPOC [70]. As únicas intervenções que podem alterar positivamente a história natural da doença são a cessação tabágica e a oxigenoterapia de longa duração 12

16 (OLD) em doentes com hipoxémia crónica. A farmacoterapia actualmente existente para a DPOC (Figura 2) consiste no uso de broncodilatadores, preferencialmente inalados, podendo ser instituídos em regime de emergência, para alívio de sintomas intermitentes ou que agravaram, e de forma regular para prevenir ou reduzir sintomas persistentes [71]. Os broncodilatadores de acção curta são utilizados para o resgate de sintomas, ao passo que os broncodilatadores de acção prolongada são recomendados como terapia de manutenção. O tratamento regular com broncodilatadores de acção prolongada mostrou ser mais eficaz e conveniente comparativamente aos de acção curta que constituem a estratégia terapêutica comummente usada [71]. Figura 2. Terapia da DPOC estável. VEMS é volume de ar que um individuo pode expirar num primeiro segundo; VEMS/CVF é a relação do volume expirado no primeiro segundo relativamente à capacidade vital e IRC consiste na incidência de insuficiência respiratória crónica [72]. 1.1 Broncodilatadores na DPOC Os broncodilatadores são fundamentais na gestão dos sintomas da DPOC. Em doenças respiratórias crónicas, como DPOC e asma, o comprometimento do doente aos planos de medicação trata-se de um grande obstáculo para um controlo bem-sucedido, sendo que um dos factores que mais afecta esse compromisso é a frequência da dose administrada [73]. Estes fármacos aumentam o VEF 1 ou modificam outras variáveis espirométricas, geralmente por acção no tónus da musculatura das vias aéreas. Desta forma, a melhoria do fluxo expiratório reflecte o alargamento das vias aéreas e não mudanças na retracção elástica pulmonar [74]. Também actuam no sentido de melhorar as limitações ao exercício físico, a qualidade de vida e podem reduzir a frequência das exacerbações, embora nem todos os doentes alcancem melhorias clinicamente significativas. No tratamento de doenças respiratórias como a DPOC, a via inalatória é a via de administração preferencial para a administração dos fármacos pela acção directa nas 13

17 vias aéreas e menor incidência de efeitos colaterais, possibilitando desta forma uma boa eficácia e perfil de segurança e tolerabilidade. Assim sendo, os doentes com DPOC, mais particularmente aqueles que se encontram num estadio de maior severidade, carecem de doses inaladas superiores para penetrar efectivamente no pulmão relativamente aos doentes com asma (Figura 3). A inalação, por oposição à administração sistémica, permite a aplicação de pequenas doses de fármaco possuindo de igual forma uma acção eficaz, uma vez que estes são administrados directamente no seu local de acção. Com efeito, a administração por via inalatória atenua o problema da disponibilidade sistémica, minimizando assim a incidência de efeitos secundários extrapulmonares devido à relação tópica/sistémica melhorada por esta via, que é mais segura e melhor tolerada do que a administração oral. Indirectamente, o sucesso associado à terapia pela via inalatória também pode contribuir para um melhor comprometimento do doente pelo tratamento prescrito [75]. Inalação Alta concentração local Baixa concentração sistémica EFICÁCIA & início de acção rápido SEGURANÇA Compromisso do doente pelo tratamento Figura 3. Esquema representativo das vantagens associadas à via de administração inalatória nos doentes com DPOC. Adaptado de [75]. Actualmente existem três principais classes de agentes bronqueolíticos: os agonistas β2-adrenérgicos, os agentes muscarínicos e as metilxantinas; sendo que estes podem ser usados individualmente ou em combinação. Existe um interesse bastante pronunciado na descoberta de novas classes destes fármacos. Contudo, o desenvolvimento de novas classes de broncodilatadores tem sido árduo e por vezes infrutífero, por isso mesmo vários grupos de investigação optaram por melhorar as classes de broncodilatadores já existentes. Curiosamente encontra-se descrito na literatura que doentes com DPOC que iniciam um tratamento com uma dose diária única apresentam um maior 14

18 comprometimento comparativamente com outras frequências de doses diárias. Desta forma, os critérios para o desenvolvimento de novos broncodilatadores incluem: elevada duração de acção, com um efeito broncodilatador sustentado de 24 horas permitindo assim a aplicação de uma dose diária única; acção rápida pelo menos similar àquela que se verifica para o salbutamol; e obviamente um perfil de tolerância e segurança favorável [76]. Os estudos de design e desenvolvimento de novos fármacos com o intuito de melhorar a sua duração de acção e especificidade incluem: alterações na molécula para ter especificidade para determinados receptores e adquisição de resistência à inactivação endógena. Mais especificamente no caso das catecolaminas, são efectuadas alterações no radical catecol para que estas tenham menos susceptibilidade à metabolização pela catecol-o-metiltransferase (COMT). Também é de referir que alterações noutras regiões da molécula conferem resistência à acção da monoaminoxidase (MAO) Agonistas β 2 -adrenérgicos Os agonistas β 2 -adrenérgicos actuam como broncodilatadores exercendo o seu efeito nos receptores β 2 presentes no músculo liso das vias aéreas aumentando assim os níveis de 5 -monofosfato de adenosina cíclico (camp), o que culmina na activação da proteína cinase A [77], e consequentemente diminui o tónus do músculo liso (Anexo, Figura 3) [78]. Assim sendo, estes agentes aliviam rapidamente os sintomas associados à DPOC, tais como a broncoconstrição e a falta de ar, sendo que as principais diferenças incidem na sua duração de acção [70, 79]. A neurotransmissão colinérgica também pode ser atenuada através da acção destes agonistas devido à estimulação de receptores adrenérgicos β 2 nos gânglios parassimpáticos [80, 81] (Anexo, Figura 3). Actualmente existem agonistas β 2 -adrenérgicos (β 2 -AR) que apresentam uma acção terapêutica de curta duração (SABAs, eg salbutamol) e longa duração (LABAs, eg formoterol e salmeterol). O formoterol e o salmeterol apresentam uma duração de acção de 12 horas, todavia na DPOC é desejável que exista uma acção broncodilatadora sustentada. Por isso mesmo, recentemente surgiu o interesse da indústria farmacêutica em desenvolver agentes que possuam longos tempos de semi-vida e consequentemente uma ultra longa duração (ultra-labas, eg indacaterol e olodaterol), com o objetivo de alcançar a dose diária única que pode ser útil a estabelecer o comprometimento destes doentes com o tratamento aplicado [76, 82]. 15

19 Os ultra-labas apresentam uma duração de acção que permanece durante pelo menos 24 horas [83]. A execução de ensaios clínicos mostrou que o indacaterol pode ser melhor do que o salmeterol, o formoterol e o agente anti-colinérgico tiotrópio no aumento do VEF 1, em doentes com DPOC e não há evidência de taquifilaxia. É considerado que a longa duração de acção associada ao indacaterol está relacionada com a sua elevada afinidade para o domínio de lipid rafts na membrana celular, que correspondem a microdomínios enriquecidos em colesterol onde os receptores adrenérgicos β 2 mantêm um contacto estreito com moléculas sinalizadoras e proteínas efectoras [84, 85]. Para além disso, a rápida elevação dos níveis de camp comprovam também a sua eficácia intrínseca e o início de acção rápido [86]. Também é de referir que actualmente se encontram em desenvolvimento os seguintes ultra-labas: olodaterol, vilanterol, miveterol, LAS100977, PF610355, JNJ , AZD3199, agonistas β 2 contendo saligenina e indol, UK e Compound X [76, 83]. Encontra-se descrito que estes compostos apresentam duração de acção significativamente maior que o salmeterol, em modelos de traqueia de cobaio bem validados e apresentam potencial para um perfil de administração diária única em humanos [87]. O olodaterol apresenta uma longa duração de acção devido à forte ligação que estabelece com o receptor adrenérgico β 2 humano e à estabilização da formação do complexo ternário, sendo que o tempo de semi-vida de dissociação é superior a 17 horas [88]. O vilanterol é um ultra-laba que se encontra em ensaios clínicos, e tem sido considerado seguro e eficaz em doentes com asma ou DPOC [83]. O vilanterol e o LAS apresentam uma acção rápida comparativamente com o salmeterol. O AZD3199 é um derivado de benzotiazolona que apresenta uma elevada afinidade para os receptores adrenérgicos β 2, por oposição aos β 1 e β 3 [88]. Na avaliação de novos agentes em desenvolvimento é importante ter em consideração se os fármacos actuam como agonistas de receptores β 2 parciais ou totais. Os agonistas de receptores β 2 parciais na presença de um β-agonista total podem actuar como um antagonista β 2 [89]. É de notar que um agonista parcial dos receptores β- adrenérgicos exibe uma actividade agonista e antagonista oposta, dependendo do grau do tónus adrenérgico prevalecente ou da presença de um agonista β-adrenérgico com maior actividade intrínseca [73]. 16

20 1.1.2 Agentes Anti-muscarínicos de Longa Acção No tratamento da DPOC é ainda utilizada uma outra classe de broncodilatadores inalatórios, os agentes anti-colinérgicos ou anti-muscarínicos de longa acção (LAMAs). Estes actuam por bloqueio dos efeitos da ACh nos receptores muscarínicos [1] e, desta forma medeiam, especialmente via receptores muscarínicos M 3, a broncodilatação e o relaxamento do músculo liso das vias aéreas [88] (Anexo, Figura 3). A terapia broncodilatadora de longa duração deve ser indubitavelmente considerada quando os pacientes com DPOC são sintomáticos, logo não deve haver distinção quanto à classe de broncodilatadores que deve ser considerada em primeiro lugar. No entanto, os agentes anti-colinérgicos são de valor notável, uma vez que as vias parassimpáticas colinérgicas estão implicadas na fisiopatologia da obstrução ao fluxo aéreo na DPOC [90, 91]. A crescente evidência da importância do broncodilatador brometo de tiotrópio na terapia de manutenção da DPOC tem estimulado novas pesquisas para identificação de novos LAMAs, com um potencial melhoramento do perfil risco-benefício em comparação com LAMAs actuais [73, 79, 92]. Boa selectividade e dissociação lenta a partir do receptor muscarínico M 3 são consideradas importantes características na identificação de eficazes broncodilatadores inalatórios com administração única diária [79, 83]. Além disso, os novos agentes anti-muscarínicos não só deverão provocar o seu efeito farmacológico pretendido no local de acção, como também deverão ser rapidamente metabolizados na sua forma inactiva após entrada na circulação sistémica. Dessa forma, rapidamente serão eliminados do corpo, resultando numa redução de efeitos secundários sistémicos e num aumento do índice terapêutico [76]. Prevê-se que antagonistas de receptores muscarínicos M 3, com elevada selectividade para o M 3 sobre o receptor M 2, têm efeitos cardíacos ínfimos [76]. Ultra-LAMAs são actualmente o melhor tratamento disponível para a DPOC [83]. Recentemente tem sido mostrado que estes agentes anti-muscarínicos não só têm um melhor e sustentado efeito broncodilatador como também possuem propriedades anti-inflamatórias. Aparentemente, os LAMAs reduzem a taxa de exacerbação em doentes com DPOC e, desta forma, apresentam o potencial para conter parcialmente o progresso da doença e reduzir a taxa de mortalidade [93, 94]. Aclidinio, glicopirrónio (NVA237), GSK573719, TD4208, CHF5407, QAT370, BEA2180BR, tróspio, dexpirrónio, PF e RBx343E48F0 são alguns dos novos ultra-lamas inalatórios em desenvolvimento [76, 83]. Apesar de nem todos serem 17

21 doseados uma vez por dia, permanece a dúvida se realmente estes novos agentes antimuscarínicos têm acção mais prolongada ou se apenas estão a ser administrados em doses mais elevadas comparativamente com agentes que actuam mais rapidamente. Uma vez que tal efeito pode prolongar a duração de acção, possivelmente através de um mecanismo que implica a geração de um depósito do fármaco nos pulmões [76]. Estudos pré-clínicos documentaram que o brometo de aclidinio exibe selectividade cinética para o receptor M 3 /M 2 [95]. Além disso, mostraram que a sua taxa de associação para o receptor M 3 é semelhante à do ipratrópio e 2,6 vezes mais rápida que a do tiotrópio [95]. Em linha com estas descobertas, pesquisas em brônquios isolados de humanos mostraram equivalência ao ipratrópio na velocidade de início, mas uma duração de acção mais longa, enquanto apresentava um início mais rápido e menor duração de acção comparativamente ao tiotrópio [96]. Curiosamente, ao contrário de tiotrópio, aclidinio é rapidamente hidrolisado no plasma e os seus metabolitos principais são desprovidos de qualquer afinidade significativa para os receptores muscarínicos, reduzindo assim os efeitos secundários indesejados [97]. Desta forma, podem ser responsáveis por um perfil de segurança cardiovascular favorável [79]. O brometo de glicopirrónio (NVA237), antagonista do receptor muscarínico M 3, evidencia uma duração de acção intermédia entre a produzida por tiotrópio e ipratrópio em brônquios isolados de humano [98]. Em conformidade com esta verificação, este broncodilatador tem uma semi-vida de dissociação do receptor M 3 humano significativamente mais curta comparativamente ao tiotrópio ou ao aclidinio [99]. Trabalhos experimentais, em doses que originaram eficácias semelhantes, mostraram que o brometo de glicopirrónio tem efeitos cardiovasculares significativamente menores quando comparado ao tiotrópio, podendo indicar um potencial benefício clínico em humanos [135]. Para além do rápido início de acção [79], este LAMA inalatório apresenta também absorção sistémica baixa [136]. No geral, melhorias na função pulmonar com o brometo de glicopirrónio parecem comparáveis com o tiotrópio [79] Novos Fármacos de Xantina As xantinas, tais como a teofilina, têm sido utilizadas no tratamento de doenças pulmonares desde o início do século XX. Contudo, estas apresentam como principais desvantagens uma estreita margem terapêutica e diversas interacções fármaco/fármaco [100]. A eficácia clínica das xantinas é devida à sua capacidade de broncodilatação, embora também seja conhecido que estes fármacos apresentam relevantes acções anti- 18

22 inflamatórias [101]. Os principais efeitos terapêuticos associados à administração de xantinas são o relaxamento do músculo liso brônquico, redução da libertação de mediadores inflamatórios mastocitários, melhoria da contractilidade do diafragma e estimulação dos centros respiratórios medulares. A teofilina é uma metilxantina que tem sido bastante usada no tratamento de doentes com DPOC, fazendo aumentar a contractilidade da musculatura estriada. Desta forma, a teofilina possui a capacidade de reduzir a fadiga muscular respiratória nestes doentes. O mecanismo de acção da teofilina é atribuído a uma inibição não selectiva das enzimas fosfodiesterases (PDE), mas existem evidências que apontam para outros mecanismos como o aumento da actividade das enzimas histona desacetilases (HDAC) ou a interferência com determinadas cinases intracelulares [ ]. Existem estudos que descrevem que a administração de teofilina ou de agonistas β2/anti-colinérgicos separadamente promove melhorias comparáveis nos sintomas, em doentes no estadio moderado a severo [100, 105]. Inclusivamente, a literatura indica que existe um benefício adicional quando administrados em conjunto [106]. Para além disso, encontra-se descrito que a terapia de combinação com um corticosteróide inalado e uma dose baixa de teofilina pode atenuar a inflamação das vias aéreas nos doentes com DPOC [107]. Contudo, apesar de a teofilina ter sido um dos fármacos mais prescritos para o tratamento da DPOC, os efeitos secundários associados constituem um entrave. Também há que ter em consideração que os alvos das teofilinas são proteínas ubíquas e assim sendo a sua utilização no tratamento de doenças respiratórias tem diversos efeitos secundários associados. Todavia, a teofilina pode ter benefícios para além da broncodilatação e continua a ser importante na manutenção da doença [108]. Os efeitos clínicos positivos da teofilina no tratamento destas doenças, combinados com a sua vantajosa biodisponibilidade oral, incitaram o desenvolvimento de outras xantinas como a enprofilina, bamifilina, acebrofilina e doxofilina e mais recentemente o inibidor selectivo das PDE4 N-óxido roflumilaste, com a presciência que estes fármacos apresentam uma maior eficácia relativamente à teofilina e possuem um perfil de efeitos secundários melhorado [76, ]. A doxofilina, uma xantina com um grupo dioxolano na posição 7, apresenta uma melhor eficácia e menos efeitos adversos que a teofilina [76, 100]. Esta substituição fez com que se diminuísse significativamente a afinidade para os receptores A 1 e A 2A da adenosina comparativamente com a teofilina, o que poderá contribuir para um perfil mais seguro do fármaco. Concomitantemente, ao contrário da teofilina, a doxofilina não 19

23 interfere com o influxo de cálcio nas células nem antagoniza a acção dos bloqueadores dos canais de cálcio [112]. Van Mastbergen e colaboradores [100] demonstraram que a doxofilina não inibe directamente qualquer das enzimas conhecidas HDAC, nem quaisquer subtipos de enzimas PDE. Também verificaram que esta xantina não agiu como um antagonista em qualquer dos receptores de adenosina conhecidos, excepto para o receptor A 2A e apenas na maior concentração testada (10-4 M). Estes resultados são essenciais para comprovar o perfil de tolerabilidade melhorada da doxofilina comparado com teofilina. Como consequência, a dose terapêutica efectiva de doxofilina apresenta menos efeitos estimulantes cardíacos que a teofilina, sendo que a doxofilina não aumenta significativamente a frequência cardíaca nem provoca efeitos arritmogénicos. Porém, apesar da sua segurança superior e de sua eficácia clínica, o potencial da doxofilina ainda não foi totalmente explorado. Prevê-se que a administração de uma dose diária única de doxofilina em doentes com DPOC proporcionará uma concordância aumentada e uma conveniência de dosagem Inibidores das Fosfodiesterases Recentemente foram descobertos broncodilatadores que se caracterizam por inibir selectivamente a PDE 4 [76]. Esta isoenzima das fosfodiesterases foi identificada como um alvo terapêutico importante, uma vez que são as isoenzimas predominantemente expressas na maioria das células pró-inflamatórias, incluindo neutrófilos, macrófagos, eosinófilos, mastócitos e linfócitos, que estão implicadas na patogénese da DPOC [76, 83]. Como consequência, a inibição selectiva das PDE4 pode ter efeitos inibitórios sobre as várias células inflamatórias e imunomoduladoras [83]. PDE4 estão também presentes no músculo liso das vias aéreas, mas até à data inibidores selectivos das PDE4 não têm demonstrado actividade broncodilatadora aguda [111]. Considerando o problema do cumprimento dos fármacos inalatórios e a falta de disponibilidade de um fármaco anti-inflamatório eficaz, os inibidores PDE4 orais parecem ser muito promissores [83]. Pensa-se que os inibidores das PDE exercem os seus efeitos mais intensamente através de apenas uma das numerosas vias utilizadas pela teofilina. Com efeito, a teofilina é um inibidor fraco e não selectivo de PDEs (inferior a 10%), em comparação, por exemplo, à roflumilaste, o primeiro inibidor de PDE4 no mercado, que atinge a inibição de 30-60% de subtipos PDE4 [111]. Vários ensaios clínicos mostraram que o roflumilaste desencadeava uma melhoria no VEF 1 pré e pós-broncodilatador em doentes com DPOC em estado grave 20

24 [113]. Tais factos são claramente indicativos de que inibidores PDE4 não são broncodilatadores verdadeiros. Além disso, tinha sido já confirmado que este inibidor selectivo da PDE4 funcionava como agente anti-inflamatório na DPOC [137]. Tal como sugerido por Celli [113], é possível que inibidores PDE4 possam atingir as vias respiratórias distais devido à sua distribuição sistémica, onde a diminuição da inflamação em torno das vias aéreas possa resultar em mudanças significativas no volume pulmonar de repouso em relação ao VEF 1 absoluto. Há cerca de uma década atrás, verificaram que os inibidores da PDE4 promovem o relaxamento do tónus muscular das vias aéreas [114]. Billington e colaboradores sugeriram mais tarde que a variante 5 das PDE4D é a chave fisiológica reguladora dos níveis de camp induzidos pelo receptor β 2 -adrenérgico no músculo liso das vias aéreas [115]. O tratamento com os novos inibidores PDE4 oferece um melhoramento sustentado da função pulmonar, tanto na asma como na DPOC, acompanhado de um nível razoável de segurança e tolerabilidade [109]. Desta forma, têm sugerido que inibidores PDE4 são a melhor terapia extra sobre LAMAs e LABAs para a DPOC. No entanto, os efeitos secundários gastrointestinais intoleráveis de inibidores PDE4 actuais levaram ao desenvolvimento de inibidores específicos PDE4B e PDE7 [76]. Vários outros inibidores PDE4 orais, tais como GRC3886, MEM1414 e tetomilaste estão em desenvolvimento. Mas infelizmente, a utilidade terapêutica de inibidores PDE4 orais é limitada devido aos seus efeitos secundários que incluem náuseas e vómitos [76]. Como uma alternativa para a administração oral, a aplicação tópica de inibidores PDE4 é uma maneira possível para maximizar a sua eficácia no tratamento da DPOC, minimizando os seus efeitos secundários. GSK e SCH são exemplos de inibidores PDE4 inalatórios em desenvolvimento. Em confronto com o mencionado até ao momento, outros estudos indicam a predominância da isoenzima PDE3 no músculo liso das vias aéreas, uma vez que a inibição desta enzima, em vez da PDE4, conduz ao relaxamento do referido músculo [111, 116]. Consequentemente, os inibidores duais PDE3/PDE4, tal como RPL554, podem combinar broncodilatação com actividade anti-inflamatória [111] e, assim, têm uma eficácia superior em relação a compostos que apenas bloqueiam PDE4. No entanto, há preocupações sobre a potencial toxicidade cardiovascular da inibição PDE3. De facto, o tratamento crónico com estes agentes em pacientes com insuficiência cardíaca, por razões que são ainda pouco claras, resultou num aumento da incidência de arritmias 21

25 ventriculares e também num aumento significativo da mortalidade [116]. Para reduzir estes efeitos secundários cardiovasculares, têm sugerido a administração de inibidores PDE3 por inalação [116]. Em todo caso, os efeitos a longo prazo de inibidores PDE3/PDE4 em indivíduos com DPOC leve, nos quais a função cardíaca está normal, permanecem desconhecidos [76] Terapia combinada A combinação de diferentes classes de broncodilatadores numa única terapia constitui uma opção para doentes com persistência dos sintomas e com um controlo inadequado dos seus distúrbios respiratórios. Além das novas classes de broncodilatadores inalados, os inibidores das fosfodiesterases e corticosteróides inalados (ICS) têm assumido um papel cada vez mais importante na terapia combinada [88]. É inclusivamente recomendada a administração de LABA com ICS para os doentes sintomáticos com o valor de VEF 1 menor que 50% do normal, particularmente se existirem exacerbações frequentes [5]. O uso da terapia combinada permite diminuir a dose dos agentes individuais, reduzir os efeitos adversos, simplificar os regimes de medicação e melhorar o desenvolvimento e comprometimento do doente pelo programa clínico. Em termos farmacológicos existem evidências que demonstram que a combinação de fármacos intervenientes em mecanismos distintos pode ser favorável, uma vez que existem doentes com DPOC que respondem melhor aos LAMAs, ao passo que outros apresentam uma melhor reacção aos LABAs. Tal facto encontra-se relacionado com a predominância de receptores β-adrenérgicos ou muscarínicos nestes indivíduos [83]. Desta forma, a combinação de dois fármacos pode resolver o problema da variação da resposta dos doentes ao tratamento com os broncodilatadores em questão. Inclusive, existem estudos que demonstraram que os LAMAs e os LABAs apresentam efeitos sinergísticos [76, 117]. A combinação LABA/LAMA parece ser relevante na maximização da broncodilatação e estudos realizados demonstram que esta é bem tolerada pelos doentes com DPOC moderada a severa [76]. A administração conjunta de um agonista β 2 com um anti-muscarínico diminui a libertação de ACh pela modulação da neurotransmissão colinérgica através de receptores β 2 pré-juncionais. Desta forma, há uma redução do efeito broncoconstritor da ACh. Para além disso, ocorre uma amplificação do relaxamento do músculo liso brônquico induzido pelo antagonista muscarínico [76, 118] (Anexo, Figura 3). 22

26 A combinação de ICS com agonistas β 2 também constitui uma vantagem dado que esta potencia a inibição da libertação de CXCL8 e CCL11 das células do músculo liso das vias aéreas humanas e a sua proliferação [88]. Actualmente encontram-se em investigação diversas terapias combinadas que incluem ultra-labas e LAMAs e a combinação de ultra-labas com ICS, sendo esta considerada a primeira linha de abordagem terapêutica para o tratamento de indivíduos com DPOC severa e com exacerbações frequentes [5]. Mais concretamente encontramse em investigação combinações para dose única diária, entre as quais: indacaterol/glicopirrónio (QVA149), vilanterol/umeclidínio e olodaterol/brometo de tiotrópio. Por outro lado, para uma dose dupla diária estão em desenvolvimento as combinações de LABA/ICS, tais como formoterol/mometasona, formoterol/propionato de fluticasona e formoterol/ciclesonida [88]. É de referir que a combinação vilanterol/furoato de fluticasona é uma combinação de dose única diária sendo a única que se encontra em ensaios clínicos de fase III [76]. Um estudo de reduzida dimensão que envolveu 60 doentes com DPOC (GOLD Estadios II-III) descreveu que o vilanterol/furoato de fluticasona permite verificar melhorias bastante significativas no VEF 1, com um bom perfil de segurança e tolerabilidade [119]. Também é importante referir que a combinação de um agonista β 2 ou LAMA com um inibidor das PDEs poderá desempenhar um papel importante em futuras terapias da DPOC, contudo necessita de mais investigação. A terapia tripla que inclui a combinação de LABAs, LAMAs e PDE4/ICS apresenta um forte potencial no tratamento de doenças respiratórias, porém os dados existentes até à data são escassos. Os agentes duplos de longa acção, agonista β 2 e antagonista muscarínico (MABAs), são os novos compostos que possuem actividade dupla como antagonistas dos receptores M 3 e agonistas dos receptores β 2. Os MABAs uma vez que constituem uma única molécula com acção farmacológica conjunta apresentam um perfil farmacocinético simplificado, bem como a capacidade de futura de combinação com ICS, abrindo assim portas à possibilidade de criar um único dispositivo de inalação de acção terapêutica tripla [120]. Estudos preliminares com as moléculas diméricas de MABAs bifuncionais (TEI3253, THRX200495, GSK961081, PF e PF ) demonstraram uma acção broncodilatadora prolongada [88]. 23

27 Novas classes de broncodilatadores O uso generalizado de broncodilatadores como forma de tratamento da DPOC, exigiu a realização de maiores esforços para melhorar as formulações já existentes bem como para desenvolver novos alvos terapêuticos. Apesar da investigação de novos alvos ser complexa, existe interesse em continuar a desenvolver novas classes de broncodilatadores com diferentes mecanismos de acção. O receptor para a PGE 2 4 (EP4) constitui um novo alvo broncodilatador, dado que se encontra descrito que existem efeitos benéficos devido à indução de um relaxamento do músculo liso das vias aéreas pelas prostaglandinas E 2 (PGE 2 ) através da activação deste receptor. Para além disso, as PGE 2 também possuem propriedades antiinflamatórias [88, 121]. Por sua vez, os receptores do sabor amargo (TAS2Rs) encontram-se expressos no músculo liso das vias aéreas humanas e a sua acção provoca o relaxamento desse músculo e dilatação destas vias com uma eficácia três vezes superior à dos β-agonistas. Estes receptores medeiam a transdução da resposta de relaxamento do músculo liso por um novo mecanismo que envolve a activação do receptor Gβγ, que consequentemente vai activar a fosfolipase C (PLC) e gerar um transiente de cálcio intracelular ([Ca 2+ ] i ) que abre canais de K + na superfície celular, resultando na hiperpolarização da membrana [88, 122]. Os agentes farmacológicos que promovem a abertura de canais de K + apesar de serem eficientes no relaxamento das vias aéreas humanas in vitro, não são eficazes no tratamento da DPOC, uma vez que estes são mais potentes como vasodilatadores, limitando desta forma a dose que poderá ser administrada [76, 123]. O VIP apresenta um efeito broncodilatador exacerbado, porém este possui um tempo de semi-vida curto no plasma e apresenta dificuldades na via de administração. Por isso, encontra-se em desenvolvimento um análogo do VIP (Ro ) que causa relaxamento de longa duração dependente da concentração in vitro [76, 124]. Também tem havido um interesse crescente no desenvolvimento de inibidores da Rho cinase, uma vez que esta se encontra envolvida na broncoconstrição, pois inibe a fosfatase da miosina e assim sendo promove a contracção do músculo liso sob condições de baixo [Ca 2+ ] i [76, 125]. Por fim, segundo se encontra descrito na literatura a acção de agentes que activam a guanidil ciclase (GC) têm um papel broncodilatador in vivo e relaxam o músculo liso das vias aéreas in vitro [126]. Desta forma, o peptídeo natriurético tipo B 24

28 (BNP) constitui um novo alvo broncodilatador na DPOC dado que foi demonstrado que este reduz a resposta colinérgica e histaminérgica [127]. 2. Intervenção Indirecta na DPOC Nos últimos anos verificou-se que para além da componente neuronal na DPOC existe também uma componente inflamatória que é crucial na sua patogénese. Assim, uma melhor compreensão dos processos inflamatórios e destrutivos na fisiopatologia da DPOC permite a identificação de novos alvos, sendo que o processo inflamatório desta doença apresenta a capacidade de ser inibido em diferentes estadios da via de sinalização em que se encontra envolvido [83, 93]. O tratamento de escolha para orientar a doença de forma segura e eficaz passará, sem dúvida, pela administração de fármacos que consigam reduzir a inflamação pulmonar nos doentes. Actualmente existem alguns agentes que funcionam como antiinflamatórios, que apesar de não serem tão eficazes quanto o desejado, podem ser de uso pragmático na prática clínica. As MMP são proteases libertadas a partir de células pró-inflamatórias (eg macrófagos, neutrófilos e células epiteliais) em caso de inflamação. A sua acção passa por digerir elastina provocando enfisema nestes doentes. Assim, é de notar que a utilização de anti-proteases constitui uma forma de actuar indirectamente na DPOC. AZ é um exemplo de inibidor selectivo das MMP que mostrou impedir o enfisema e o espessamento das vias aéreas. O tratamento indirecto da DPOC pode passar pelo uso de inibidores de citocinas como o TNF-α, IL-1β, IL-6 e IL-7, dado que estas moléculas são mediadores chave na inflamação sistémica da doença [83]. É de referir que na inflamação estão ainda envolvidos os efeitos quimiotácticos de quimiocinas (eg CXCL8, CXCL1 e CXCL5) em neutrófilos e monócitos. A acção terapêutica sobre estes agentes inflamatórios pode incluir a inibição do receptor comum, receptor CXC (CXCR)-2, pelo qual esses efeitos são mediados. Por esse motivo, esta constitui uma boa estratégia na DPOC. Estudos demonstram que um antagonista oral CXCR1/2 (ADZ8309) inibe a inflamação de neutrófilos no Homem [83]. Tal como já referido, a fibrose das vias respiratórias inferiores na DPOC é uma das principais causas do declínio progressivo VEF 1 e da reduzida capacidade de exercício nos doentes. O interesse em prevenir tal característica fomentou vários trabalhos de investigação que têm tentado desenvolver inibidores do factor de 25

29 crescimento transformante (TGF)-β, dado que este tem um papel de suma importância na fibrose. SD-280 é um exemplo de inibidor que tem sido desenvolvido [83]. O NF-kB (factor nuclear kb) consiste num complexo proteico que controla a transcrição do DNA. Encontra-se descrito que este é responsável pela transcrição de genes envolvidos numa variedade de processos celulares, entre os quais desempenhando um papel chave na inflamação da DPOC através da regulação da expressão de quimiocinas (eg CXCL8), citoquinas inflamatórias (eg TNF-α), bem como MMP [83]. Tendo em conta a via de sinalização do NF-kB, a inibição das IkB cinases (IKK) vai permitir que o NF-kB permaneça inactivo no citoplasma. Esta estratégia parece ser uma opção terapêutica promissora. Os corticosteróides são os principais grupos de fármacos usados no controlo de doenças inflamatórias crónicas como a asma. Contudo ao contrário do que seria esperado, os corticosteróides quando utilizados na DPOC não desencadearam uma resposta na inflamação. Desta forma, foram efectuadas pesquisas na tentativa de compreender as bases moleculares envolvidas que explicassem essa falta de resposta. Foi então proposto que a redução do stresse oxidativo mediada pela HDAC poderia explicar tal ocorrência [128, 129]. Curiosamente, o mesmo autor verificou que a teofilina aumenta os níveis celulares desta enzima e, assim, a sua administração oral em doses baixas pode aumentar o efeito anti-inflamatório de esteróides inalados [130, 131]. A restauração da sensibilidade esteróide é, por conseguinte, um potencial alvo na DPOC. Vários estudos sugerem que as fosfoinositol 3-quinases (PI3Ks) estão envolvidas no processo inflamatório, mais especificamente no recrutamento de neutrófilos e activação. Para além disso, parece que estas também possuem um papel relevante na mediação de sensibilidade diminuída para corticosteróides na DPOC. Desta forma, o desenvolvimento de inibidores das PI3Ks poderá restaurar a sensibilidade esteróide. PI3K-γ e PI3K-δ têm sido alvo de inibição [132]. A literatura indica também que os receptores activados pelo proliferador do peroxissoma (PPARs) (PPAR-α e PPAR-γ), uma família de receptores hormonais nucleares activados por ligando pertencentes à super-família de receptores de esteróides, têm propriedades imunomoduladoras. Além disso, verificaram que agonistas PPAR-y também inibem o TGF-β e, portanto, pode ser útil na prevenção de fibrose [83]. O stresse oxidativo, decorrente do desequilíbrio oxidante/antioxidante, contribui de forma bastante significativa para a fisiopatologia da DPOC. A N-acetilcisteína 26

30 (NAC) é um dos mais utilizados e testados anti-oxidantes e mostrou reduzir o stresse oxidativo tanto localmente, como a nível sistémico. Alguns estudos têm demonstrado que este anti-oxidante reduz a hipersecreção brônquica, previne o declínio do VEF 1 e ajuda a reduzir os números de exacerbações da DPOC. Além disso, sugerem que doses elevadas de NAC pode conduzir a broncodilatação leve, constituindo uma vantagem adicional sobre os corticosteróides [83]. A proteína quinase p38 activada por mitogénio (MAP quinase p38) é activada por stresse celular e regula a expressão de IL-8, TNF-α e MMPs, que consistem em proteínas envolvidas na condução da inflamação das vias aéreas na DPOC. Desta forma, o desenvolvimento de inibidores da MAP quinase p38 poderá constituir uma estratégia de relevo no tratamento da DPOC (eg GSK e GSK856553) [138]. O factor nuclear eritróide-2 (NRF2) é um factor de transcrição que induz a expressão antioxidante, inibindo assim o stresse oxidativo. Desta forma, para o tratamento da DPOC seria interessante o estudo de activadores deste factor de transcrição [83]. A acumulação de danos no DNA causados pelo stresse oxidativo é uma característica do envelhecimento acelerado. Este tem sido implicado na patogénese da DPOC e é mediado pela inactivação da proteína-1 SIR2 (Silent Information Regulator Two) ou SIRT1 (sirtuin1). O resveratrol, activador da SIRT1, é responsável pelo estímulo da biogénese mitocondrial e é considerado como um possível agente terapêutico para a DPOC. Actualmente encontram-se em desenvolvimento novos activadores SIRT1, tais como SRT1720, SRT501 e SRT2104 [83]. Neste momento, a DPOC é gerida apenas sintomaticamente apesar de se tratar de uma doença progressiva. Qualquer medicamento / tratamento que regenere o tecido alveolar destruído pode realmente reverter a doença. A infusão com células estaminais mesenquimais alogénicas poderá constituir um dessas estratégias, dado que possuem potencial para regenerar o tecido alveolar por si ou secretam hormonas de crescimento (eg factor de crescimento vasculo-endotelial (VEGF). No entanto, ainda estão em desenvolvimento estudos para atestar a sua eficácia e segurança na DPOC [83]. Uma modificação na doença que possa ter impacto a longo prazo no estado de saúde e sobrevivência do doente é o alvo principal e de maior desafio para novas terapias na DPOC. A via da catepsina C está envolvida no recrutamento de células inflamatórias para o pulmão, em resposta ao fumo de cigarro e na libertação de proteases de serina e subsequentes danos no tecido. Isto levanta a possibilidade de que a 27

31 catepsina C possa ser um alvo para um fármaco modificador da doença. Existe uma necessidade, contudo, para novos métodos, parâmetros de substituição, e/ou biomarcadores para seguir a progressão da doença [133]. III. CONCLUSÃO Os broncodilatadores constituem o tratamento central na DPOC e as novas pesquisas assentam no melhoramento de formulações já existentes. O aparecimento de agonistas β 2 -adrenérgicos inalatórios de dosagens únicas diárias com uma ultra-longa acção, agentes anticolinérgicos inalatórios e xantinas parecem promissores em melhorar significativamente as medidas espirométricas, perfis de efeitos adversos e adesão à medicação em relação aos medicamentos actualmente disponíveis. Além disso, a utilização destes agentes em combinações duplas ou triplas ou com medicamentos alternativos respiratórios pode optimizar os resultados ao mesmo tempo que permite a minimização dos efeitos adversos relacionados com a dose. Além das novas classes de broncodilatadores inalados, os inibidores das fosfodiesterases e corticosteróides inalados têm assumido um papel cada vez mais importante na terapia combinada. Novos alvos farmacológicos, incluindo agonistas dos receptores EP4, TAS2Rs, VIP, inibidores da Rho cinase, BNP são de interesse crescente também. A investigação mais pormenorizada acerca dos mecanismos associados à DPOC, mais concretamente sobre o papel da componente inflamatória desta doença, permitirá a elucidação de novos alvos terapêuticos e será fundamental para orientar o desenvolvimento futuro de medicamentos mais eficazes e seguros. Até então, a cessação tabágica continua a ser a intervenção mais importante e os broncodilatadores de longa acção os mais eficazes na DPOC. 28

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38 V. ANEXOS Figura 1. Esquema representativo dos receptores colinérgicos envolvidos na libertação de ACh neuronal e sua função. NK: neuroquininas [134]. Figura 2. Esquema representativo do mecanismo proposto pela qual a adenosina provoca broncoconstrição na DPOC. SP: substância P; NK: neuroquininas [19]. 35

39 Figura 3. Esquema representativo do relaxamento directo e indirecto do músculo liso das vias aéreas. Os antagonistas muscarínicos (X) bloqueiam receptores M 3 abolindo a ligação da ACh, ou seja, estimulam indirectamente o relaxamento do músculo liso via inibição da broncoconstrição. Os agonistas β 2 interagem com receptores β 2 -adrenérgicos (β 2 R) para activar o acoplamento da proteína G S com a ciclase do adenilato (AC). Isto leva a um aumento da produção de camp que vai activar a proteína cinase A (PKA) e resulta no relaxamento do músculo liso. Os agonistas β 2 também podem interagir com β 2 R pré-sinápticos nos gânglios parassimpáticos, modulando a neurotransmissão parassimpática [82]. 36