Agents for Regulating NO
Atraso na cicatrização de feridas que é largamente atribuído à baixa biodisponibilidade do NO poderia se beneficiar de possíveis tratamentos incluindo NO doadores e terapia genética NOS (Luo e Chen, 2005). Por exemplo, a disfunção dos vasos linfáticos é um problema com pacientes que lidam com diabetes, obesidade e altos níveis de colesterol e é causada por uma baixa biodisponibilidade do NO (Scallan et al., 2015). A baixa disponibilidade de NO bioativo pode ser causada pela produção deficiente de NO ou por um aumento da inativação de NO por espécies reativas de oxigênio (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Além disso, as terapias de NO poderiam ajudar com complicações de cicatrização de feridas que surgem com dermatite atópica e doença vascular periférica (Martinez et al., 2009). Uma deficiência em NO pode ser causada por ferimentos ou por um endotélio que não funciona adequadamente. Esse é o caso de alguns problemas cardiovasculares, como aterosclerose, insuficiência cardíaca, hipertensão arterial, distúrbios trombóticos arteriais, doença coronariana e acidente vascular cerebral (Carpenter e Schoenfisch, 2012).
Existem várias estratégias terapêuticas a serem consideradas quando se tenta controlar os níveis de NO. Dependendo do alimento, aumentar ou diminuir os níveis de NO seria benéfico. Como discutido por Garrya et al., complementar o eNOS enquanto inibe o iNOS é um possível caminho de tratamento para controlar a liberação de NO da melhor maneira possível para proteger e prevenir lesões na cabeça (Garrya et al., 2015). Existem várias estratégias para diminuir o NO, caso a situação o justifique, incluindo inibidores seletivos e não seletivos de NOS. Alguns inibidores não-seletivos funcionam competindo com a arginina pelo sítio ativo da enzima, estes incluem NG-nitro-l-arginina (l-NNA), NG-monomethyl-l-arginina (l-NMMA), e NG-nitro-l-arginina éster metílico (l-NAME) (Willmota e Batha, 2003).
Um outro caso complexo para modulação do NO é com tumores cancerígenos. Com grandes concentrações, na região micromolar, o NO contribui para espécies reativas de nitrogênio. Isto, juntamente com as espécies reativas de oxigênio causam estragos dentro da célula, inclusive prejudicando as funções celulares e causando a desaminação do par básico de DNA, que se mostrou benéfica para a progressão e sobrevivência do tumor (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Também foram encontrados níveis elevados de atividade NOS em células cancerosas onde a superexpressão do NO levou a maus resultados clínicos (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Por outro lado, as baixas concentrações, na região picomolar, promovem a angiogénese e são antiapoptóticas, que também ajudam no crescimento tumoral e no fornecimento de nutrientes (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Existem duas opções quando se analisa as terapias baseadas em NO para o câncer. Uma delas é aumentar as concentrações de NO no local do tumor para iniciar a apoptose, ou necrose, das células cancerosas (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Alguns doadores de NO mostraram benefícios antitumorais, incluindo dietilenotriamina NONOAT (Fig. 3.2C), GTN, nitroprussiato de sódio, derivados à base de furoxano, e aspirina libertadora de NO (Carpenter e Schoenfisch, 2012). A outra é usar inibidores de NOS através da administração sistemática a longo prazo no tumor que causa uma diminuição no crescimento tumoral (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Este processo tem de continuar até que o tumor seja erradicado, se não, os efeitos secundários da hipertensão e do recrescimento do tumor são as possibilidades (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Como tratamento de câncer, o NO tem a vantagem de diminuir a toxicidade para células saudáveis nas concentrações tóxicas para células cancerígenas (Carpenter e Schoenfisch, 2012).
Figure 3.2. As estruturas gerais de vários doadores de óxido nítrico, incluindo (A) S-nitrosotióis, (B) compostos inorgânicos de nitroso, e (C) diazeniodiolatos (NONOATOS). As estruturas específicas de (D) nitroglicerina, (E) NCX-4016, uma nitroaspirina, e (F) SIN-1, uma sydnonimina. (G) O esquema de reação da dissociação catalisada por ácido de um NONOATO para formar duas moléculas de óxido nítrico (Packer e Cadenas, 2005).
Quando se procura aumentar a produção de NO, há vários fatores limitantes que contribuem para a produção de NO. Alguns fatores limitantes naturais da eficácia do NO incluem a disponibilidade de NO sintase, já que a resposta do iNOS é retardada por várias horas após o início. Enquanto os outros fatores incluem a disponibilidade de arginina, que é utilizada em outros processos e é o substrato da NOS, e a estabilidade do NO. Com uma meia-vida curta e alta reatividade, o NO pode se degradar ou ser usado reagindo com o ânion superóxido antes de atingir seus locais alvo.
Usar a inalação de NO é especialmente útil para problemas cardíacos. Ao variar a concentração e as pressões parciais de NO e oxigênio, os planos de tratamento desejados têm a possibilidade de serem altamente específicos e controlados (Bhatraju et al., 2015). Outra opção é upregular as enzimas NOS, o que pode ser feito com estatinas (Willmota e Batha, 2003). Já usadas em doenças vasculares, acredita-se que as estatinas aumentam a expressão da NOS endotelial (eNOS) por mecanismos pós-transcripcionais (Willmota e Batha, 2003). Para tratar disfunções circulatórias, a inalação de NO não é a melhor via, uma vez que o NO é rapidamente necrófago pela hemoglobina, tornando difícil manter os níveis constantes (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Melhores terapias envolvem doadores de NO que fornecem uma liberação prolongada de NO para maximizar e prolongar os níveis terapêuticos de NO.
Quando se lida com desnutrição ou falta de arginina e seu papel como substrato de NOS, aumentar os níveis de arginina através da dieta ou em um local de uma ferida seria benéfico. Alguns ensaios clínicos mostraram um aumento da função endotelial em pacientes com doença cardíaca e colesterol elevado, com a ajuda de l-arginina oral ou intravenosa (Willmota e Batha, 2003). Enquanto outros estudos mostraram benefícios das propriedades antiplaquetárias do NO via l-arginina oral ou intravenosa (Willmota e Batha, 2003).
NO desempenha um papel na cicatrização de feridas e, como tal, pode ser visto como um meio de auxiliar na otimização do processo. A cascata de cicatrização da ferida começa imediatamente após a lesão e passa pelas etapas de coagulação do sangue, inflamação, proliferação celular, contracção da lesão e remodelação até a ferida estar totalmente cicatrizada, com o NO a desempenhar um papel através de alguns processos de cicatrização da ferida, bem como através dos processos diários de homeostase do tecido (Carpenter e Schoenfisch, 2012). O fornecimento de NO no local da lesão ajuda nos papéis que o NO desempenha, incluindo ajudar na angiogénese, aumentar a deposição de colagénio e a proliferação celular. Com altos níveis de NO, espelhando a atividade iNOS, o NO pode ser antibacteriano em uma ferida, enquanto ajuda nas necessidades celulares imediatas diretamente após a lesão. Particularmente com os pensos para feridas, que têm sido tradicionalmente pensos passivos destinados a proteger a ferida de elementos externos, estes pensos têm-se tornado mais activos nos últimos anos, desempenhando um papel na cicatrização da ferida (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Utilizando NO polímeros de libertação e outros doadores, um penso para feridas pode fazer exactamente isso. Por exemplo, um hidrogel que liberta NO pode manter um ambiente húmido enquanto permanece permeável ao oxigénio, e a ferida recebe o benefício de um NO suplementar. Alguns resultados interessantes de um estudo que utilizou ratos diabéticos, simulando úlceras de pé sofridas por diabéticos humanos, descobriram que um hidrogel que liberta NO melhorou a granulação e a espessura do tecido cicatrizado da ferida cicatrizada, sendo a única desvantagem um tempo mais longo de aproximação da ferida (Carpenter e Schoenfisch, 2012).
Com a meia-vida curta e a elevada reactividade do NO, a alternativa inteligente é utilizar um doador de NO de baixo peso molecular para proporcionar uma libertação controlada de NO em áreas localizadas. Alguns nitratos orgânicos já são amplamente utilizados para propostas médicas. Por exemplo, mononitrato de isosorbido e trinitrato de glicerila são usados para tratar angina, fissuras anais, insuficiência cardíaca e hipertensão pulmonar (Carpenter e Schoenfisch, 2012). No entanto, com estes tratamentos, os pacientes correm o risco de construir uma tolerância e possível hipotensão, bem como uma dor de cabeça como um possível efeito secundário (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Alguns problemas com esses doadores de baixo peso molecular podem incluir a não liberação de NO, ou inativação, antes que eles alcancem seu local alvo, não liberando NO de forma sustentada, e possível toxicidade. Para ajudar a equilibrar esses inconvenientes, macromoléculas de maior peso molecular podem ser usadas para fornecer uma entrega mais longa e contínua de NO aos locais alvo, para o nível terapêutico de NO (Carpenter e Schoenfisch, 2012). Isto inclui portadores de drogas tais como micelas, dendrers, polímeros e nanocarriers.