Introducción

La inflamación es un componente importante de la diabetes mellitus tipo 2 y puede ser responsable de la aparición de aterosclerosis acelerada. En pacientes diabéticos se hallaron niveles más altos de la enzima ciclooxigenasa-2 (COX-2), y se demostró que su expresión y la inflamación parecen desempeñar un papel importante en la aterosclerosis.

Los fibratos, agonistas de los receptores activados por el factor proliferador de peroxisomas alfa (PPAR-alfa), modulan la expresión del gen involucrado en la homeostasis de lípidos, glucosa y aminoácidos. Estos fármacos parecen ejercer un impacto favorable en la reducción de las enfermedades cardiovasculares, principalmente por su efecto en la coronariopatía. También se ha informado que involucran a los PPAR-alfa en la inflamación.

El fenofibrato es un derivado del ácido fíbrico de tercera generación y una prodroga, que es hidrolizada mediante esterasas a ácido fenofíbrico, el metabolito activo y responsable de los efectos farmacodinámicos.

En el presente estudio se investigó el efecto inhibidor del ácido fenofíbrico y del fenofibrato sobre la actividad enzimática de la COX-2, mediante análisis in silico e in vitro, y se evaluó la actividad antiinflamatoria in vivo.

Materiales y métodos

En la evaluación in silico, las estructuras cristalinas de las enzimas COX-1 y COX-2 y del diclofenac (que se usó como ligando) se obtuvieron de la base de datos PDB. Los archivos de acoplamiento se prepararon mediante el software AutoDock Tools v.1.5.4. Tanto los ligandos como los receptores COX-1 y COX-2 se convirtieron al formato pdbqt mediante la aplicación AutoDock. Con la utilización del software PyMOL se analizó la interacción de COX-1 y COX-2 con los ligandos.

En los estudios in vitro se estudió la actividad enzimática de la COX-2 por espectrofotometría, mediante un ensayo cromogénico basado en la oxidación de la tetrametil fenilendiamina durante la reducción de prostaglandinas (PGG2 a PGH2). Se obtuvieron concentraciones variables de los fármacos analizados (10, 25, 50, 75 y 100 nM).

En los estudios in vivo se utilizaron ratas Wistar Albino machos adultas. Se evaluó la actividad antiinflamatoria del fenofibrato y del ácido fenofíbrico mediante la inyección de 0.1 ml de solución de carragenano al 1% en la pata trasera derecha. Se formaron 6 grupos de 6 integrantes cada uno. El primer grupo funcionó como grupo de control negativo; los grupos 2 y 3 recibieron una dosis única de 10 mg/kg de fenofibrato y diclofenac, mientras que los grupos 4, 5 y 6 recibieron tres dosis de 1 mg/kg, 5 mg/kg y 10 mg/kg de ácido fenofíbrico. Los fármacos se administraron por vía oral 60 minutos antes de la inyección de carragenano. Se midió el volumen del edema al inicio, a la hora, y a los 2 y 3 horas posteriores a la inducción de la inflamación.

Resultados 

En los estudios in silico,el acoplamiento molecular de los compuestos con el sitio activo de las enzimas se realizó de manera exitosa, la interacción fue estadísticamente significativa y relativamente mayor con la COX-2; por lo tanto, la evaluación in vitro se llevó a cabo solo contra la COX-2.

En los estudios in vitro se evaluó el efecto de los fármacos sobre la actividad enzimática de la COX-2 y se comparó con el diclofenac. Todas las drogas probadas tuvieron una inhibición enzimática clara y dependiente de la concentración. Los valores de concentración inhibitoria (IC₅₀) del ácido fenofíbrico, el fenofibrato y el diclofenac fueron 48, 82 y 58 nM, respectivamente.

En la evaluación in vivo, la inyección de carragenano en el grupo control indujo edema progresivo, que alcanzó su máximo de 1.06 ± 0.03 mm a las 3 horas. En los grupos que recibieron fenofibrato, el edema fue de 0.38 ± 0.02 mm al inicio y aumentó a 0.8 ± 0.01 mm en la primera hora, con disminución posterior. Se observaron resultados similares en el grupo tratado con diclofenac, con un grosor de la pata de 0.35 ± 0.04 mm al inicio y de 0.77 ± 0.01 mm a la hora, para luego disminuir. Todos los animales tratados con diferentes dosis de ácido fenofíbrico mostraron una inhibición del edema claramente dependente del tiempo, hasta las 3 horas, con efecto significativamente mayor al observado con fenofibrato y cercano al diclofenac.

Discusión

Mediante los estudios in silico se realizó una evaluación virtual de la interacción de los fármacos con las enzimas COX-1 y COX-2. El diclofenac formó dos enlaces de hidrógeno, uno con Ser-530 y otro con Tyr-385 como residuos de interacción principal; el primero fue más importante en la inhibición de la COX-2. El fenofibrato lo hizo con Arg-120 y Tyr-355, mientras que los enlaces del ácido fenofíbrico fueron con Ser-530 y con Arg-120[SC1] . La variación estructural en los compuestos fue responsable de la modificación en sus interacciones con COX-2. El ácido fenofíbrico presentó una actividad antiinflamatoria casi igual a la del diclofenac, atribuida a la presencia de un resto de ácido carboxílico en su estructura. La reducción del edema fue mayor con ácido fenofíbrico que con fenofibrato, y alcanzó el nivel máximo a las 3 horas.

El PPAR-alfa regula el metabolismo de los lípidos e interviene en el proceso inflamatorio al interactuar con el factor nuclear kappaB para bloquear la expresión de los genes inflamatorios. Los fibratos, agonistas del PPAR-alfa, parecen tener efectos renoprotectores y ejercen una amplia gama de actividades, que incluyen la reducción del estrés oxidativo y de la inflamación.

Los autores plantean la hipótesis que la expresión de la COX-2 puede ser uno de los factores que conducen a la aparición de aterosclerosis y el tratamiento con ácido fenofíbrico o fenofibrato, con su acción inhibitoria potencialmente fuerte de la COX-2, podrían ejercer un impacto en el tratamiento de los pacientes con aterosclerosis.

Conclusión

En el presente estudio se observó mayor interacción con la COX-2 respecto de la COX-1. En una validación adicional in vitro sobre la enzima COX-2 e in vivo, el ácido fenofíbrico exhibió un efecto antiinflamatorio potente, mayor al del fenofibrato y similar al del diclofenac. Los autores concluyeron que el ácido fenofíbrico y el fenofibrato pueden indicarse no solo como hipolipemiantes, sino también en el tratamiento de las complicaciones de la diabetes, como la hiperlipidemia y la inflamación, que conducen a la aterosclerosis.