Perspectiva sobre descoberta das estatinas

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Uma perspectiva histórica sobre a descoberta de estatinas
Vanessa Kiill Rios
Colesterol
Isolado pela primeira vez em 1784 de cálculos biliares;
Em torno de 13 prêmios Nobel foram dedicados à cientistas que passaram grande parte da carreira estudando o colesterol;
François Poulletier, físico-químico francês foi o primeiro a obter o colesterol de cálculos biliares;
30 anos depois o químico francês Michel E. Chevreul nomeou esses cálculos como “cholesterine”;
A molécula exata do colesterol foi estabelecida em 1888 pelo botânico áustrio Friedrich Reinitzer.
 Estrutura do colesterol com seus quatro anéis e esqueleto tetracíclico.
Após longo período de estudo, a molécula do colesterol foi elucidada por Heinrich O. Wieland e Adolf Windaus
Eles ganharam o Prêmio Nobel de Química em 1927 e 1928 por este trabalho.
Aterosclerose
Acúmulo de substâncias nas paredes dos vasos que 
posteriormente se tornam placas ateroscleróticas
Durante o século 19 a aterosclerose era pouco reconhecida;
Somente em 1910 o colesterol foi relacionado a aterosclerose pela primeira vez.
Windaus verificou que aortas ateroscleróticas possuíam até 20x mais colesterol que uma saudável.
3 anos depois Nikolai Anitschkow alimentou coelhos com colesterol, induzindo hipercolesteremia e aterosclerose severa na aorta.
1ª aterosclerose experimental;
Estudos pouco aceitos;
Só em 1940 foram retomados esses estudos.
Conexão genética
Em 1930 Carl Müller fez a primeira conexão genética entre ataque cardíaco e colesterol em várias famílias com alto índice de colesterol sanguíneo, mostrando que estes tinham maior índice de ataque cardíaco, que seria um fator herdado.
 Em 1960 isto veio a ser conhecido como “hipercolesterolemia familiar”, mais estudado por Avedis K.
 FH homozigota  cada indivíduo afetado apresenta hipercolesterolemia ao nascimento 800 mg/dl e ataque cardíaco aos 5 anos de idade.
 FH heterozigota  300 à 400 mg/dl e ataque cardíaco entre 35 e 60 anos.
Estudos epidemiológicos
John Gofman viu em 1950 separando plasma de lipoproteína por flotação (centrífuga) que os ataques cardíacos estavam relacionados com alto nível de colesterol LDL, e menos frequente com altos níveis de HDL.
Ancel Keys demonstrou que a incidência de ataque cardíaco em 15mil homens de meia idade acompanhados por 10 anos era proporcional ao nível sanguíneo de colesterol.
Este estudo foi a primeira evidência que pessoas com maior nível sanguíneo de colesterol estavam mais propensas ao infarto do miocárdio;
Também mostrou que o risco aumentava com inúmeros fatores, como pressão alta e o hábito de fumar.
Biossíntese de colesterol
Envolve 30 reações enzimáticas, acontece em 4 estágios:
Condensação de 3 unidades de acetato, formando intermediário de 6 carbonos;
Conversão de mavelonato para isopreno ativado; 
Polimerização de 5 unidades de isopreno, formando um esqualeno linear de 30 carbonos;
Ciclização do esqualeno formando o núcle esteróide, que com futuras mudançãs produzirá o colesterol.
 Etapa limitante: 3ª reação do 1º estágio redução do acetato para mavelonato;
 Maiores detalhes foram completos em 1960, rendendo prêmio Nobel aos envolvidos.
"Suas descobertas podem nos fornecer armas contra algumas das doenças mais graves da humanidade, sobretudo em relação às doenças cardiovasculares. Conquistas como a sua tornam irrealista a expectativa de uma época em que a humanidade não só viverá em condições muito melhores, mas será melhor “
Premiação de Konrad Bloch e Feodor Lynen no Nobel de 1964.
Regulação do metabolismo do colesterol
Colesterol do corpo pode ser absorvido da dieta ou produzido (principalmente no fígado);
Só ocorre produção no corpo se o a dieta não for suficiente;
Se houver uma ingestão suficiente a função de síntese do fígado é suprimida para evitar a produção excessiva de colesterol.
Supressão ocorre na enzima HMG-CoA redutase
 Em humanos produção endógena excede a exógena mesmo que em níveis suficientes ingeridos.
Este estudo sugere que a inibição da HMG-CoA redutase pode ser efetivo pra diminuir os níveis plasmáticos de colesterol em humanos.
Busca por inibidores da síntese de colesterol
Busca por moléculas que bloqueassem alguma das 30 etapas da síntese de colesterol a partir de acetil-CoA;
Muitos homólogos dos intermediários dessas etapas foram sintetizados;
Muitas moléculas efetivas em animais e sem efeito clínico relevante;
Triparanol(MER/29)
Introduzido na clínica em 1959 nos USA,
Primeiro inibidor da síntese de colesterol.
Foi retirado do mercado em 1960 por efeitos colaterais sérios como catarata
Tripanorol inibia o etágio final da síntese. Colesterol não era produzido, mas resultava no acúmulo de outros esteróis.
Agentes diminuidores de colesterol disponíveis em 1960
1955 Rudolf Altschul descobriu as propriedades do ácido nicotínico como diminuidor do colesterol;
Única droga naquele tempo que baixava colesterol e triglicerídeos;
Clofibrato foi sintetizado pela Imperial Chemical Industries (ICI) na Inglaterra e comercializado em 1958.
EM 1960’s, derivados do clofibrate(fibratos), mais potentes e seguros foram desenvolvidos.
Liga aos ácidos biliares no lúmen intestinal  Diminui sua absorção e aumenta excreção fecal
Altamente efetiva em alguns pacientes com hipercolesterolemia, mas não tolerada por todos.
Nenhum dos mostrados até agora foram considerados eficazes ou seguros de maneira ideal.
Colerestamina, Resina de troca aniônica
Nascimento das estatinas
Akira Endo, durante a graduação interessou-se profundamente pela microbiologia, após isolamento da estreptomicina e ler uma biografia de Alexander Fleming, chegando a trabalhar na área de microbiologia após a graduação;
Após 1958, ao iniciar os estudos nos EUA começou a se interessar pela biossíntese de colesterol;
Trabalhou no papel dos fosfolipídeos em m sistema enzimático envolvido na síntese de parede celular de LPS;
Ao morar nos EUA ficou impressionado com estilo de vida e com o número de pacientes com hipercolesterolemia e doença coronariana.
Como pesquisar por inibidores da HMG-CoA redutase
Antibióticos pareciam inibir várias enzimas em células de mamíferos além de células bacterianas;
Até então nenhum metabólito inibidor da síntese de colesterol tinha sido isolado ainda;
Akira Endo especulou que fungos como cogumelos inibiriam a HMG-CoA redutase.
Na época, HMG-CoA redutase era estudada principalmente incorporando radioatividade de [14C]HMG-CoA através do mevalonate, um processo muito caro para determinar sua atividade inibitória em milhares de amostras.
Busca por placas de culturas microbianas que inibissem a incorporação de acetato em lipídeos não saponificáveis.
As placas ativas foram testadas pela habilidade de inibir a síntese lipídica através do mavelonato;
Os que eram ativos em primeiro ensaio, mas não no segundo supostamente tinham um composto que inibia os estágios iniciais entre a conversão de acetato a mavelonato na via de spintese do colesterol.
Os principais componentes ativos das culturas foram isolados;
Enzimas de fígado de ratos foram usadas nesse experimento.
Isolamento da Citrinina
Depois de vários testes uma cultura de mofo mostrou potencial inibitório;
Descobriu-se que essa atividade estava relacionada com a Citrinina 
Citrinina inibe a HMGCoA redutase e diminui níveis de colesterol
Tóxico para os rins.
Descoberta da compactina (ML-236B)
Isolada de uma cultura de Penicillium citrinum por extração com solvente, cromatografia com sílica gel e cristalização;
Atividade in vitro e in vivo;
Muito similar À HMG CoA, etapa limitante da reação catalisada pela HMG CoA redutase
Age por inibição competitiva
Inibição da síntese de colesterol em células de cultura
Em pessoas com FH a HMG CoA redutase é pouca ou nada regulada, tendo alta atividade em presença de LDL;
Compactina inibiu fortemente a
síntese de esteróis a partir de Acetil CoA em várias culturas de células de mamíferos;
Em altas concentrações, com a inibição da HMG CoA, células não estavam hábeis pra crescer e morreram, mesmo na presença de lipoproteínas;
Adicionando um pouco de mavelonato a síntese continuava, mostrando que a compactina foi bem específica para HMGCoA redutase.
Adicionando compactina à células humanas em cultura, homogeneizando e mensurando a atividade da HMG-CoA redutase in vitro. Houve um aumento de atividade da enzima.
As células tentam produzir ais enzima, e com a compactina diluída no homogeinizado não exerceu seu efeito inibitório.
Ratos suplementados com compactina por 7 dias não mostraram diminuição do colesterol sanguíneo, tendo dificuldade em continuar a pesquisa;
Após 8h aumentava em até 10x a HMG CoA hepática;
Viram que não fazia efeito em doses repetidas, mas sim em dose única;
Compactina tem grande efeito em cachorros, macacos e galinhas
Experimento com diferentes grupos experimentais foi um sucesso;
Compactina baixou até 50% do colesterol sanguíneo em 1 mês;
“Compactin Development Project” foi fundado em 1976
Em 1977 viram estruturas cristalinas no fígado de ratos que receberam altas doses de compactina, posteriormente viram que era colesterol não-tóxico
Tratamento de pacientes com hipercolesterolemia severa
Estudos clínicos no Osaka University Hospital
Paciente de 18 anos teve colesterol de 1000mg/decilitro à 700mg/decilitro usando 500mg por dia;
Após 2 semanas altos níveis de transaminases;
Distrofia muscular;
Descontinuação do tratamento;
Para tratamento de xantomas 200mg por 2 semanas foi eficiente.
Nos 6 meses seguintes tratamento de 5 pacientes com HF heterozigota e 3 com hiperlipidemia combinada tiveram 30% do colesterol diminuído e poucos efeitos colaterais;
Em 1978 começou a fase 1 dos testes clínicos;
1979 começou a fase 2 em pacientes com hipercolesterolemia severa em 12 hospitais, todos com efeitos positivos e poucos efeitos adversos.
Descontinuação do desenvolvimento da compactina
1980 o desenvolvimento da compactina foi descontinuado;
Cães que receberam 200mg/kg/dia depois de 2 anos desenvolveram linfoma (200 vezes o que seria utilizado nos pacientes);
Já no desenvolvimento da 2 estatina (pravastatina) foi estabelecida a dose máxima 25mg/kg/dia, garantindo a continuidade dos estudos mesmo com aparecimento de linfomas ou não.
Descoberta da Lovastatina
Efeitos da Compactina em cachorros;
Merck se interessou em estudar confidencialmente o potencial da compactina;
Em 1979 isolou-se um composto muito parecido, a Mevinolina (Aspergillus terreus);
Foi isolada também na Tokyo Noko University a Monacolina K (Monascus ruber);
Mevinolina e Monacolina K eram o mesmo composto, sendo alterado posteriormente para Lovastatina.
Suspensão do desenvolvimento da Lovastatina
1980 houveram rumores que compactina, um composto parecido, causaria câncer em cachorros;
1981 viram que a Lovastatina poderia aumentar o número de receptores de LDL no fígado de cachorros, diminuindo o LDL plasmático;
Testado em pessoas também houve queda nos níveis de LDL plasmático.
Ainda em 1981 Hiroshi Mabuchi’s group na Kanazawa University relatou os impressionantes resultados do sucesso da compactina em pacientes com HF heteterozigotos 
O LDL colestesol caiu em 30% enquando o HDL teve um leve aumento;
A combinação de compactina e colestiramina em pacientes com HF heterozigotos diminuiu o LDL em 50-60%.
Nascimento das primeiras estatinas comerciais
Por conta desse relado do Mabuchi, várias clínicas começaram a tratar a hipercolesterolemia severa não responsiva à vários medicamentos;
Houve diminuição do LDL e poucos efeitos colaterais;
Merck começou a testar lovastatina em pacientes de alto risco e toxicidade à longo tempo em cachorros;
Foi eficiente e não houve toxicidade observada.
1986 a Merck enviou o projeto para o FDA, sendo aprovado e podendo começar a comercialização da lovastatina;
1985 Goldstein ganhou o nobel de fisiologia/ medicina por suas descobertas sobre a regulação do metabolismo do colesterol
Sinvastatina e pravastatina são semisintéricas, as outras são sintéticas
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Conclusão
Agora as estatinas são testadas em larga escala, durante 5 anos com resultados consistentes de diminuição de LDL sanguíneo em 25-35% e diminição do índice de ataques cardíacos em 25-30%;
Acredita-se ainda que poderia haver uma diminuição de eventos coronarianos com um tratamento maior e iniciado mais cedo;
Não foram encontrados mais efeitos colaterais;
Classe de medicamentos mais vendida atualmente. 
“Esperamos um momento em que a humanidade não só viverá em condições muito melhoradas, mas será melhor ”— Rector Friberg