Oltre la COX-1: gli effetti dell’aspirina sulla biologia delle piastrine e i potenziali meccanismi di chemioprevenzione

Le piastrine svolgono un ruolo critico nell’emostasi, nella trombosi e nel mantenimento dell’integrità dei vasi sanguigni. Una regolazione inadeguata dell’attività piastrinica può portare a sanguinamenti inappropriati, mentre un’attività eccessiva porta a trombosi ed eventi ischemici acuti. Il processo di coagulazione è regolato da glicoproteine di superficie della membrana e da recettori che innescano la cascata di coagulazione in seguito al legame con effettori esogeni come adenosina difosfato (ADP), trombossano A2 (TXA2), serotonina, collagene, trombina ed epinefrina. La sequenza di base dell’aggregazione piastrinica avviene in tre fasi: iniziazione, estensione e stabilizzazione. Nella fase di iniziazione, le piastrine si legano ai complessi di fattore von Willebrand (vWF)/collagene esposti e rimangono nel luogo della lesione vascolare e della risposta abbastanza a lungo da innescare un’ulteriore attivazione da parte del collagene. L’amplificazione è caratterizzata da una seconda ondata di secrezione e aggregazione ed è ulteriormente potenziata dal rilascio mediato dalle piastrine di trombina, adenosina difosfato (ADP) e trombossano A2 (TXA2). La seconda onda segna anche la fase di estensione in cui le nuove piastrine in arrivo aderiscono al monostrato piastrinico iniziale. In seguito all’interazione recettore-proteina, le piastrine attivate continuano ad aggregarsi formando ponti tra glicoproteine di superficie, fibrinogeno, fibrina e vWF alle glicoproteine attivate. Questa fase di stabilizzazione include successivi eventi di segnalazione nella formazione di tappi piastrinici che permettono il consolidamento dell’aggregato piastrinico per prevenire la sua dispersione da forze di taglio nel sangue circolante.

La segnalazione nell’aggregazione piastrinica inizia con l’attivazione dei recettori sulla superficie piastrinica da agonisti come collagene, trombina, ADP, TXA2, ed epinefrina. L’attivazione di questi recettori GPCR porta all’attivazione della fosfolipasi A2, che scinde la fosfotidil colina e altri fosfolipidi di membrana, liberando l’arachidonato dalla posizione C2 della spina dorsale del glicerolo. L’aracidonato può essere trasformato in una varietà di prostaglandine (PGD2, PGI2, PGE2, PGF2α,) che mediano la risposta pro-infiammatoria. Inoltre, i trombossani, come il TXA2, inducono il rilascio di piastrine, l’aggregazione e la coagulazione, oltre ad amplificare l’attivazione piastrinica circolante. La prostaglandina endoperossidasi-1 (PGSH-1)/cicloossigenasi-1 (COX-1) esegue le reazioni iniziali di cicloossigenasi e perossidasi per convertire l’acido arachidonico nei metaboliti precursori, prostaglandina G2 e prostaglandina H2. Questi vengono elaborati chimicamente per generare altre prostaglandine, compresa la TXA2, che media la maggior parte della risposta derivata dalle piastrine. Un riassunto degli eventi di segnalazione che avvengono durante l’attivazione piastrinica è mostrato nella Fig. 3.

L’aspirina modula l’attività piastrinica e l’inibizione della cicloossigenasi

L’aspirina inibisce l’aggregazione piastrinica e il rilascio di prostaglandine. I primi studi utilizzando l’aspirina radiomarcata con 14C al carbonio carbonilico dell’acetato hanno mostrato che <lo 0,1% del radiomarcatore 14C è stato assorbito dalle piastrine e che l’attività era associata prevalentemente a tre proteine. Sebbene l’associazione fosse irreversibile, indicando la formazione di un legame covalente, è stata trovata saturabile a concentrazioni biologicamente rilevanti solo per una singola proteina di 85 kDa. Le altre due proteine piastriniche solubili hanno mostrato un’acetilazione non saturabile, suggerendo che l’acetilazione dipendente dall’aspirina nelle piastrine è sia specifica che non specifica. L’enzima acetilato da 85 kDa è stato successivamente scoperto essere la prostaglandina endoperoxide sintasi-1 (PTGS-1/COX-1). L’inibizione della COX-1 piastrinica da parte del trasferimento di acetile è irreversibile, e l’inibizione è mantenuta per tutta la vita di 10 giorni della piastrina.

COX-1 è un enzima bifunzionale costitutivamente espresso nella maggior parte dei tessuti, e svolge due reazioni diverse e sequenziali in siti attivi spazialmente distinti, ma meccanicamente accoppiati. Nelle cellule normali, la COX-1 è legata alla membrana ed è incorporata nella superficie luminosa del reticolo endoplasmatico e nelle superfici interne ed esterne dell’involucro nucleare. Le piastrine, tuttavia, sono frammenti di cellule anucleate ed esprimono invece le proteine COX-1 nel sistema di membrana tubolare densa che ha origine dal sistema di membrana demarcata durante la biogenesi delle piastrine. Questo sistema di membrana tubolare densa svolge un ruolo importante nell’attivazione delle piastrine ed è il sito principale per la sintesi degli eicosanoidi nelle piastrine. L’omodimero COX-1 di 85 kDa contiene 576 residui ed è glicosilato a varie catene laterali di lisina. Anche se la COX-1 è una delle poche proteine che è stata associata all’inibizione dell’aspirina nel suo sito attivo, è importante notare che la glicosilazione dei residui di lisina aumenta l’acetilazione di altri residui, e in questo caso, la serina nel sito attivo della COX-1 . Ogni subunità strutturale della COX-1 incorpora tre domini di ripiegamento: un dominio del fattore di crescita epidermico, un dominio di legame alla membrana e un sito attivo catalitico. Il dominio catalitico contiene un sito di cicloossigenasi che effettua la di-ossigenazione dell’acido arachidonico per formare una prostaglandina G2 (PGG2), mentre l’adiacente sito attivo di perossidasi effettua la riduzione di PGG2 a PGH2. Di fronte al dominio attivo di membrana, all’interno del dominio catalitico, si trova il sito attivo della perossidasi che ha un cofattore eme legato a una fessura poco profonda. Il gruppo eme è essenziale per l’attivazione di un radicale tirosilico nel sito attivo della cicloossigenasi per la perossidazione lipidica dell’acido arachidonico. Di fronte al sito di perossidasi legato all’eme, in cima a un tunnel che ha origine nel dominio di legame alla membrana, si trova il sito attivo della cicloossigenasi. L’acido arachidonico si lega a questo sito, provocando un riposizionamento del carbossilato del substrato per la di-ossigenazione. Studi strutturali della COX-1 ovina trattata con acido 2-bromoacetoxy benzoico suggeriscono che il legame dell’acido arachidonico all’estremità ciclossigenasi del sito attivo, e di conseguenza la doppia ossigenazione dell’acido arachidonico, sono inibiti come risultato dell’acetilazione della serina 530.

L’inibizione irreversibile della COX-1 mediante l’acetilazione dell’aspirina della serina del sito attivo diminuisce drammaticamente la biosintesi delle prostaglandine. Nelle piastrine, la COX-1 non può essere rapidamente rigenerata, e di conseguenza l’attività della COX-1 può essere recuperata solo attraverso la biogenesi di nuove piastrine. La sintesi del trombossano A2, della prostaglandina E2 e della prostaciclina (PGI2) sono le più colpite nelle piastrine trattate con l’aspirina con conseguente deficienza del meccanismo di coagulazione, diminuzione della secrezione della mucosa gastrica, aumento dell’irritazione da parte degli acidi gastrici, nonché alterazione della coagulazione patofisiologica e vasodilatazione/contrazione.

COX-2 è identica al 60% alla COX-1 a livello aminoacido e le loro strutture tridimensionali sono quasi sovrapponibili. La COX-2 è inducibile e la sua espressione è potenziata dalle stesse prostaglandine sintetizzate dalla COX-1 nelle piastrine e nelle cellule epiteliali. La COX-2 è sovraespressa durante la megacariocitosi ed è stata identificata nei campioni trasversali di midollo osseo di pazienti con leucemia mieloide cronica e policitemia vera. Un altro studio ha caratterizzato i livelli di espressione della COX-2 nelle piastrine in relazione alla COX-1, misurando direttamente i livelli di mRNA. Si è scoperto che le piastrine esprimono la COX-2 a livelli paragonabili a quelli di alcune cellule epiteliali maligne, anche se a livelli significativamente inferiori rispetto alla COX-1 piastrinica. L’acetilazione della COX-2 nelle cellule endoteliali ed epiteliali inibisce la biosintesi di PGI2 e PGE2, che hanno effetti diversi sui processi a valle, come l’infiammazione. Anche se l’inibizione mediata dall’aspirina di COX-1 e COX-2 si traduce in profili distinti di inibizione della biosintesi delle prostaglandine, la base dell’inibizione in entrambi i casi è il blocco della prostaglandina endoperoxide sintasi e la conseguente riduzione dei livelli di prostaglandina H2 multifunzionale. Il ruolo della COX-3 nel contesto della biologia piastrinica rimane sconosciuto.

L’attività COX-inibitoria dell’aspirina dipende dalla dose somministrata. Le basse dosi, quelle che vanno da 75 a 300 mg, provocano un’inibizione selettiva della produzione di TXA2 delle piastrine senza sopprimere la prostaciclina (PGI2), un comune antagonista piastrinico e vasodilatatore. Ci si aspetta che la PGI2 derivi principalmente dalla COX-2 vascolare, suggerendo che l’inibizione della COX-2 sia minima nel regime a basso dosaggio. Dosi maggiori (>1200 mg) hanno proprietà analgesiche e antinfiammatorie, proprietà associate all’inibizione fisiopatologica di COX-1 e COX-2. È importante notare che la COX-2 può anche utilizzare l’acido arachidonico per la sintesi delle lipossine, in particolare l’acido 15-idrossieicosatetraenoico (15-HETE). Questa via biosintetica dovrebbe rimanere intatta anche dopo l’acetilazione della COX-2. Questa inibizione differenziale delle attività COX può essere spiegata, in parte, dalla potenza inibitoria relativa dell’aspirina. Sebbene l’aspirina sia tipicamente pensata come un inibitore COX non specifico, essa è altamente selettiva per la COX-1 rispetto alla COX-2. Come visto in Blanco et al. , l’IC50 dell’aspirina per COX-1 è di circa 3,5 μM mentre l’IC50 per COX-2 è di circa 30 μM. Mentre i siti attivi reattivi dell’aspirina di entrambi gli enzimi sono omologhi, l’acetilazione di Ser-516 di COX-2 provoca solo una parziale inibizione dell’attività catalitica. Data la concentrazione sierica raggiungibile nel regime a basso dosaggio (~ 7 μM), è improbabile che la COX-2 sia più del 5% acetilata mentre la COX-1 derivata dalle piastrine è probabilmente >70% acetilata. Questo suggerisce che l’aspirina regolare a basse dosi manterrà invariabilmente l’inibizione della COX-1 nelle piastrine circolanti, con un effetto minimo nell’inibizione della COX-2 periferica. Un riassunto degli effetti dell’aspirina a basse e alte dosi sull’attività COX nel sangue e nei tessuti è mostrato nella tabella 1.

Aspirina-dipendente acetilazione delle proteine che interagiscono con le piastrine nel sangue

Le piastrine esprimono una varietà di recettori di superficie che permettono loro di interagire con le proteine del plasma e del sangue, gli agenti patogeni, i prodotti legati agli agenti patogeni e l’endotelio infiammato. I recettori di superficie sono fondamentali per l’adesione delle piastrine alla vascolarizzazione ferita, la formazione del trombo coagulante e l’attivazione attraverso una serie di effettori metabolici. L’interazione tra le piastrine e altre proteine del sangue nella circolazione sistemica è fondamentale per l’esecuzione e la risoluzione della risposta di coagulazione. È interessante notare che molte di queste proteine sono anche modificate dall’aspirina.

Fibrinogeno

Farr e collaboratori hanno identificato il fibrinogeno nel 1968 come un bersaglio dell’acetilazione dell’aspirina. Il fibrinogeno si trova come proteina solubile nel plasma e come proteina intracellulare associata alla membrana nelle piastrine. Il fibrinogeno rappresenta il 3-10% della proteina totale delle piastrine (con quasi il 25% trovato negli α-granuli) e viene rilasciato all’attivazione delle piastrine. Il fibrinogeno è stato segnalato per essere acetilato in vitro e in vivo dall’aspirina per formare derivati della lisina ε-N-acetilica con una media di tre residui di fibrinogeno sottoposti a modifica. Il fibrinogeno acetilato aumenta la suscettibilità dei coaguli di fibrina alla lisi.

Albumina

La modificazione dell’albumina per acetilazione dell’aspirina è nota da oltre mezzo secolo. Una serie di studi di Farr e collaboratori hanno valutato i possibili effetti conformazionali innescati dall’aggiunta del gruppo acetile all’albumina. La modifica più discussa dell’albumina del siero in letteratura si concentra sull’acetilazione dei residui di lisina. Si è anche osservato che l’albumina del siero umano influisce sui meccanismi di coagulazione piastrinica influenzando la regolazione del calcio.

Emoglobina

Perché la componente più importante del milieu sangue-plasma, l’emoglobina, subisce l’acetilazione dipendente dall’aspirina in vitro, e si presume che subisca modifiche simili ad alte dosi di aspirina in vivo. Studi sull’acetilazione dell’emoglobina da parte dell’aspirina hanno dimostrato una diminuzione della glicazione delle proteine, e in presenza di alte concentrazioni di glucosio l’acetilazione dell’emoglobina da parte dell’aspirina è aumentata, un effetto che è stato osservato anche nell’albumina del siero. L’aspirina è in grado di acetilare una varietà di residui di lisina nelle catene α e β dell’emoglobina, senza avere un effetto sulla sua conformazione strutturale o sul legame dell’ossigeno e sulle funzioni di trasporto. L’emoglobina è in grado di innescare l’aggregazione piastrinica attraverso interazioni con GP1βα, una delle molte proteine recettore di superficie delle piastrine. Concentrazioni relativamente basse di emoglobina sono anche in grado di indurre l’aggregazione piastrinica, anche se l’effetto dell’acetilazione dell’emoglobina da parte dell’aspirina sulle interazioni tra emoglobina e piastrine rimane sconosciuto.

Effetto dell’aspirina sul releasato piastrinico: implicazioni per il cancro

L’inibizione della cicloossigenasi e la concomitante riduzione della biosintesi del trombossano provocano una ridotta aggregazione piastrinica, l’espressione della P-selectina e una funzione di coagulazione attenuata. Oltre al suo ruolo nella modulazione dell’aggregazione piastrinica, l’aspirina ha anche dimostrato di alterare il profilo delle proteine espresse e secrete nelle piastrine. Molte di queste proteine sono coinvolte nella mediazione della risposta di coagulazione e nel reclutamento di cellule immunitarie al sito di lesione. Tuttavia, molte proteine che si trovano nel “releasato” piastrinico possono anche svolgere un ruolo importante nel promuovere l’angiogenesi e la crescita tumorale.

Aspirina ha dimostrato di inibire il rilascio di interleuchina 7 (IL-7) da parte delle piastrine stimolate con il peptide attivante il recettore della trombina (SFLLRN). I pazienti sani che prendono l’aspirina hanno anche mostrato un plasma IL-7 significativamente più basso. Questa citochina pro-infiammatoria ha dimostrato di svolgere un ruolo chiave nella maturazione delle cellule B e T. È stato inoltre dimostrato che l’IL-7 ha effetti sia pro che anti-tumorali e che questi ultimi derivano principalmente dall’inibizione dell’apoptosi attraverso la regolazione di BCL2. Le piastrine sono anche una fonte di fattori pro-angiogenetici tra cui VEGF e angiopoetina-1 e ci sono alcune prove che suggeriscono che l’uso regolare di aspirina riduce la concentrazione plasmatica di entrambi i fattori, anche se non è chiaro se questo è puramente una funzione del rilascio delle piastrine. Questo è supportato da uno studio clinico in cui la terapia con aspirina sembra favorire un equilibrio antiangiogenico generale in donne con cancro al seno che hanno ricevuto tamoxifene come valutato dalla diminuzione dei livelli plasmatici di VEGF e dal rilascio mediato dal recettore della trombina di TSP-1 e VEGF dalle piastrine.

Coppinger et al. hanno effettuato uno studio proteomico basato sulla spettrometria di massa per esplorare ulteriormente la composizione del releasato piastrinico in funzione del trattamento con aspirina. In questo studio, il trattamento delle piastrine umane con aspirina a basso dosaggio (20 μM) dopo la stimolazione da collagene, SFLLRN, o ADP ha portato ad un’ampia diminuzione della quantità di proteine trovate nel releasate anche se l’entità di questa riduzione dipendeva dall’agonista utilizzato. Il trattamento con l’aspirina ha anche portato a una diminuzione dei livelli di fattore di crescita regolatore della crescita (GRO), fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF), angiogenina, RANTES e oncostatina M (OSM) nel releasato piastrinico, in particolare dopo la stimolazione con collagene. Mentre queste e altre citochine derivate dalle piastrine (ad es, CXCL4 e CTGF ), sono fondamentali per regolare la riparazione vascolare, giocano anche un ruolo nel guidare la tumorigenesi, l’angiogenesi e le metastasi.

Definizione dell’acetiloma dell’aspirina

Come detto sopra, l’aspirina è nota per acetilare un’ampia varietà di obiettivi proteici intracellulari ed extracellulari, in particolare a catena laterale e gruppi amminici N-terminali. Purtroppo, non ci sono stati studi proteomici completi che affrontino specificamente la questione di quali proteine piastriniche, oltre agli enzimi COX, siano acetilate dall’aspirina o il ruolo biologico di queste acetiliazioni non canoniche. In questa sezione, considereremo gli studi proteomici precedenti per identificare i bersagli non canonici dell’acetilazione mediata dall’aspirina e tenteremo di metterli in relazione con lo stato attuale della proteomica delle piastrine.

Ci sono stati numerosi studi proteomici che hanno cercato di definire l’insieme delle proteine acetilate da concentrazioni fisiologiche di aspirina in varie linee cellulari. Bhat e collaboratori hanno identificato 33 proteine cellulari acetilate dall’aspirina dopo arricchimento con un anticorpo anti-acetil-lisina. La successiva analisi con la spettrometria di massa ha identificato la presenza di enzimi acetilati citoscheletrici e metabolici, tra cui glucosio-6-fosfato deidrogenasi (G6PD), lattato deidrogenasi, enolasi, piruvato chinasi e transketolasi, sebbene solo la G6PD sia stata significativamente inibita dall’acetilazione mediata dall’aspirina in vitro. Questo suggerisce che l’aspirina può bloccare il flusso attraverso la via del pentoso-fosfato, anche se sono necessari ulteriori studi per confermarlo. Questo gruppo ha anche dimostrato che l’aspirina acetilata p53 ha come risultato un aumento del legame al DNA, l’espressione di p21Cip e l’aumento della morte cellulare apoptotica in presenza di camptothecin. Mentre questi effetti sono stati dimostrati in più linee cellulari tumorali, l’assenza di p53 nel proteoma delle piastrine così come la mancanza di un genoma funzionale nelle piastrine suggerisce che l’acetilazione di p53 avrà un impatto minimo sulla biologia delle piastrine.

Più recenti progressi nella proteomica high-throughput accoppiata con sonde basate sull’attività hanno portato all’identificazione di centinaia di acetiliazioni putative mediate dall’aspirina. In un approccio, il gruppo acetile dell’aspirina è stato sostituito con acido pentynoico per generare un derivato dell’aspirina contenente alchine (AspAlk). In contrasto con l’aspirina, il trasferimento di acetile da AspAlk risulta nell’incorporazione di un alchine azide-reattivo nei siti normalmente acetilati dall’aspirina. Dopo l’incubazione di AspAlk con vivo colorettale HCT-15 cellule, le proteine che sono stati acetilati da AspAlk sono stati etichettati con la biotina attraverso il rame-catalizzata azide-alchine cycloaddition (CuAAC) e isolato da streptavidina pulldown. Dopo l’analisi con LC-MS, gli autori sono stati in grado di identificare 120 proteine con un significativo arricchimento di acetilazione AspAlk rispetto ai controlli DMSO. Le classi di proteine più altamente arricchite in questo studio sono state quelle coinvolte nella sintesi e nel ripiegamento delle proteine, le proteine citoscheletriche e gli enzimi metabolici. L’acetilazione dell’istone è stata anche osservata e confermata biochimicamente. Questo lavoro è stato esteso in un recente manoscritto di Shen, Lin e collaboratori che hanno utilizzato un azide di biotina acido-labile per facilitare il recupero delle proteine AspAlk-modificate dopo la coniugazione della biotina e il pulldown della streptavidina. Questa strategia ha portato all’identificazione di oltre 500 proteine acetilate. L’analisi del percorso dell’elenco dei bersagli ha indicato un’acetilazione significativa all’interno del percorso mTOR che controlla molte funzioni cellulari chiave tra cui la sintesi proteica e l’autofagia. Gli autori hanno convalidato le osservazioni proteomiche iniziali mostrando che il trattamento con aspirina delle cellule colorettali HCT116 e dei fibroblasti embrionali di topo riduce la sintesi proteica de novo e induce l’autofagia. L’induzione dell’autofagia da parte dell’aspirina è di particolare interesse alla luce di un recente studio che dimostra che l’autofagia è essenziale per la normale funzione piastrinica e viene upregolata durante la stimolazione delle piastrine. Inoltre, il macchinario autofagico funzionale è essenziale per l’attività anti-coagulante delle piastrine, come dimostrato da modelli murini in cui l’Atg7 piastrinico è stato eliminato. Mentre la relazione funzionale tra l’acetilazione mediata dall’aspirina e l’induzione dell’autofagia piastrinica rimane poco chiara, l’inibizione della via del pentoso fosfato (PPP) attraverso il blocco della G6PD o l’interruzione della respirazione mitocondriale attraverso l’acetilazione della malato deidrogenasi e/o dell’isocitrato deidrogenasi può aumentare il carico ossidativo intracellulare, un noto innesco per l’autofagia. In alternativa, ci sono ampie prove dell’acetilazione mediata dall’aspirina dei chaperoni, in particolare delle proteine da shock termico e delle isomerasi peptidilpropiliche che possono compromettere il corretto ripiegamento delle proteine e innescare la rimozione autofagica delle proteine mal ripiegate.

Un altro recente studio proteomico di Tatham e collaboratori ha utilizzato l’aspirina marcata con 3H per identificare i siti di acetilazione mediata dall’aspirina nelle cellule HeLa tramite la spettrometria di massa. In questo approccio, l’uso dell’aspirina triziata provoca uno spostamento di massa di +3 Da rispetto all’acetato normale e permette una discriminazione più accurata dell’acetilazione mediata dall’aspirina rispetto all’acetilazione endogena. Questo approccio ha rivelato oltre 12.000 acetiliazioni mediate dall’aspirina in oltre 3700 proteine uniche. È interessante notare che molte delle proteine trovate per essere acetilate dall’aspirina sono state trovate anche acetilate in assenza di aspirina, suggerendo che l’aspirina “amplifica” i siti di acetilazione delle proteine esistenti. Gli autori di questo studio hanno anche scoperto che nella maggior parte dei casi, <1% dei siti totali disponibili per l’acetilazione su qualsiasi proteina particolare sono stati acetilati dall’aspirina, il che implica che la stechiometria dell’acetilazione non specifica mediata dall’aspirina può essere insufficiente per produrre effetti biologici significativi senza blocco farmacologico delle attività deacetilasi endogene.

Questo studio ha anche mostrato una significativa acetilazione delle proteine istone con la maggior parte dell’acetilazione mediata dall’aspirina che si verifica nel nucleo dell’istone piuttosto che nelle code N-terminali. L’acetilazione dell’istone è stata osservata in più studi di proteomica ed è in qualche modo non sorprendente data l’alta percentuale di residui nucleofili di lisina negli istoni che giocano un ruolo significativo nel legame elettrostatico del DNA. L’acetilazione degli istoni svolge un ruolo critico nel legame del DNA ed è un meccanismo epigenetico ben noto per la regolazione dell’espressione genica. Sebbene le piastrine siano anucleate, precedenti studi di trascrittomica hanno identificato trascrizioni istone-specifiche nelle piastrine, in particolare H2A, H2B, H3 e H4. Mentre l’acetilazione degli istoni da parte dell’aspirina è stata dimostrata in modo convincente, è importante notare che l’espressione degli istoni non è stata confermata nelle piastrine. Piuttosto, è stato postulato invece che la presenza di trascrizioni di istoni nelle piastrine è un artefatto del ciclo cellulare aberrante nei megacariociti che danno origine alle piastrine. Ancora più importante, il ruolo degli istoni nel controllo dell’espressione a livello del DNA è assente nelle piastrine anucleate.

Effetti dell’aspirina sul metabolismo delle piastrine

Il metabolismo delle piastrine è principalmente ossidativo in contrasto con i neutrofili che sono principalmente glicolitici. Il blocco della glicolisi anaerobica non diminuisce l’ATP né inibisce la funzione piastrinica. È stato dimostrato che l’acetilazione degli enzimi del ciclo dell’acido tricarbossilico (TCA) e dei componenti della catena di trasporto degli elettroni (ETC) è un metodo comune di regolazione soprattutto per gli enzimi coinvolti nel metabolismo, come la malato deidrogenasi nel metabolismo del carbonio, la regolazione del metabolismo dei lipidi e nel ciclo dell’urea per la disintossicazione dell’ammoniaca. Ne consegue quindi che l’acetilazione degli enzimi del ciclo TCA e dei componenti ETC può avere un effetto significativo sulla bioenergetica piastrinica. Gli studi proteomici sull’acetilazione dell’aspirina hanno rivelato in modo coerente l’acetilazione mediata dall’aspirina della malato deidrogenasi, che regola il passaggio dalla sintesi dei carboidrati a quella degli acidi grassi, e dell’isocitrato deidrogenasi, che è regolata nei mitocondri dalla deacetilazione attraverso le proteine sirtuin (Sirt3 e Sirt5). L’attività della sirtuina deacetilasi è associata a una serie di enzimi TCA nella matrice mitocondriale e si ritiene che regoli la rigenerazione antiossidante, la regolazione del flusso TCA e l’anapleurosi. Mentre al momento della preparazione e della stampa di questa recensione, non siamo a conoscenza di alcuno studio che affronti direttamente la portata dell’acetilazione mediata dall’aspirina degli enzimi metabolici o l’effetto dell’aspirina sul flusso metabolico, l’evidenza proteomica suggerisce che questo può essere un importante effetto non canonico dell’aspirina sulla biochimica piastrinica.

Effetti dell’aspirina sulla localizzazione delle piastrine nei tumori

Nuove prove stanno emergendo che le piastrine stesse possono giocare un ruolo significativo nella carcinogenesi e più specificamente nello sviluppo delle metastasi. Nei modelli metastatici di topo in cui le cellule tumorali sono iniettate direttamente nella circolazione, le strategie per ridurre il numero di piastrine circolanti si sono dimostrate efficaci nel ridurre il carico tumorale. Altri studi in modelli metastatici in cui la fibrina solubile e le cellule tumorali sono state coiniettate per migliorare l’effetto di coagulazione, hanno mostrato un aumento dell’incidenza delle metastasi in vivo. Questi studi sono stati supportati da esperimenti in vitro in cui la fibrina solubile ha migliorato le interazioni tra piastrine e cellule tumorali in condizioni di cultura. Questi studi supportano l’ipotesi che l’attivazione dell’aggregazione piastrinica, oltre al previsto aumento della fibrina, aumenta l’adesione delle piastrine alle cellule tumorali e facilita la diffusione metastatica. Oltre alla fibrina, ulteriori studi hanno considerato il ruolo della trombina, di PAR-1 e del fattore VII della coagulazione (FVII), e la loro associazione con l’aumento della vitalità delle cellule tumorali, la crescita e la diffusione del cancro, l’aumento della malignità del tumore e il supporto metastatico.

Oltre a modulare la biologia delle cellule tumorali nella circolazione sistemica, le piastrine hanno anche dimostrato di svolgere un ruolo importante nella crescita delle cellule tumorali. In uno studio, è stato dimostrato che l’aspirina ha diminuito significativamente il grado di proliferazione delle cellule sia in vitro che in vivo del cancro ovarico. Questo stesso studio ha anche scoperto che l’attivazione delle piastrine può aumentare la proliferazione e la crescita delle cellule tumorali dopo la co-incubazione di cellule tumorali e piastrine. L’inibizione dei recettori adesivi piastrinici tra cui GPIβα, GPIIβIIIα, e P-selectin tuttavia non ha diminuito gli effetti proliferativi delle piastrine. Questo suggerisce che le proteine secrete dalle piastrine e altri fattori possono avere un ruolo nella regolazione della crescita delle cellule tumorali. Per esempio, è stato osservato che la riduzione del TGF-β1 piastrinico ha diminuito la proliferazione delle cellule del cancro ovarico esposte alle piastrine. Inoltre, l’aspirina ha anche dimostrato di prevenire le metastasi del cancro colorettale attraverso un meccanismo COX-1 che coinvolge TXA2 e PGE2, suggerendo che le piastrine attivate possono sostenere le metastasi attraverso la produzione di prostaglandine dipendenti dalla COX-1. Infine, un nuovo coniugato aspirina-fosfotidilcolina (Aspirina-PC) ha dimostrato di interrompere la transizione epitelio-mesenchimale (EMT) indotta dalle cellule tumorali attraverso il VEGF e il rilascio di trombossano. Questa formulazione è stata anche trovata per inibire la proliferazione cellulare e l’angiogenesi mentre aumenta l’apoptosi in modelli di cellule di cancro ovarico e colorettale.