FUNDAMENTO: A aspirina (Ácido Acetilsalicílico - AAS) é capaz de reduzir eventos adversos cardiovasculares em pacientes portadores de Doença Arterial Coronariana (DAC) através da inibição da atividade plaquetária. Alguns pacientes com DAC, apesar da terapia com AAS, apresentam Alta Reatividade Plaquetária (ARP), o que determina um maior risco para o desenvolvimento de eventos cardiovasculares. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência de ARP em pacientes tratados com AAS e encaminhados para cinecoronariografia, além de avaliar se existe uma possível correlação entre a gravidade da DAC e o desenvolvimento de ARP. MÉTODOS: Estudo de centro único onde foram incluídos 115 pacientes consecutivos, tratados com AAS e portadores de DAC estável. A reatividade plaquetária induzida pelo ADP e colágeno foram avaliadas através da Agregometria de Transmitância Luminosa (ATL). Pacientes com agregação plaquetária maior que 70%, induzida por ambos os reagentes, foram classificados como tendo ARP e, neste grupo, a adesão ao tratamento com AAS foi avaliada através da dosagem dos níveis séricos de salicilato. RESULTADOS: A média de idade foi de 60,9 anos e a dose média de AAS foi de 164,2 mg. Tabagismo e diabetes melito estavam presentes em 28,7% e 31,5% dos pacientes, respectivamente. Foi encontrada ARP em 14 pacientes (13%), entretanto, em sete indivíduos (50%) com ARP observaram-se baixos níveis séricos de salicilato (< 2,0 µg/mL), sugerindo não adesão à terapia medicamentosa. Em 6,5% dos pacientes com ARP identificou-se níveis detectáveis de salicilato sérico, sugerindo uma eficácia reduzida do AAS. A ARP se correlacionou com o número e a gravidade das estenoses coronárias (p = 0,04). CONCLUSÃO: Em uma população de pacientes tratados com AAS e encaminhados para angiografia coronária, a reatividade plaquetária elevada é prevalente (13%), sendo 50% destes pacientes não aderentes à terapia farmacológica e 50% apresentam redução da efetividade da droga.
IInstituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul / Fundação Universitária de Cardiologia- Porto Alegre, RS, Brasil
IICardiovascular Division - Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, USA
A aspirina (AAS) é um importante fármaco na prevenção secundária da doença cardiovascular (DCV), pois reduz Eventos Cardiovasculares Maiores (ECVM) em 25% dos pacientes com Síndrome Coronariana Aguda (SCA) e com Doença Arterial Coronariana (DAC) previamente estabelecida1. Apesar do tratamento clínico otimizado, o qual inclue o AAS, as taxas de ECM são superiores a 10% em pacientes com DAC estável e acima de 28% em pacientes com SCA2. Diversos estudos demonstram que existem subgrupos de pacientes tratados com aspirina os quais persistem com elevada reatividade plaquetária residual (hiporrespondedores ao AAS), portanto, a variabilidade farmacológica e a eficácia terapêutica reduzida poderiam contribuir para as taxas relativamente elevadas de eventos CV recorrentes em pacientes com DAC e tratados com aspirina [Gum, 2003 # 24] [Angiolillo, 2009 # 711] [Helgason, 1994 # 26]. Além disso, após uma angioplastia coronária percutânea, os pacientes que apresentam reatividade plaquetária elevada possuem um maior risco para o desenvolvimento de Infarto do Miocárdio periprocedimento (IM), ECVM e trombose de stent3,4.
A prevalência da Alta Reatividade Plaquetária (ARP) em pacientes tratados com AAS varia entre 0,4 e 34%, dependendo da população estudada (indivíduos saudáveis, com CAD estável, com SCA, ou diabéticos), do tipo de metodologia utilizada na avaliação da função plaquetária e do parâmetro ou valor de corte escolhido para definir ARP5,6. A falta de uma padronização laboratorial e clínica para definir a hiporresponsividade à aspirina, também chamada de resistência, resulta em confusão sobre a incidência clínica deste fenômeno7,8.
O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência de ARP em pacientes tratados com aspirina e encaminhados para angiografia coronariana, além de demonstrar se a ocorrência deste fenômeno pode estar relacionada a má-adesão ao tratamento farmacológico ou a redução da eficácia da droga.
O projeto do estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul e todos os pacientes preencheram o termo de consentimento livre informado. O estudo incluiu pacientes consecutivos de um único centro, com DAC estável e que foram encaminhados para angiografia coronária entre janeiro de 2006 e julho de 2007. Foram arrolados indivíduos que faziam uso de terapia medicamentosa com AAS há mais de duas semanas, com idade > 18 anos e que aceitaram preencher o termo de consentimento livre informado. A
Dos 125 pacientes arrolados inicialmente no estudo, 115 foram incluídos na análise final; três pacientes foram excluídos devido a coagulação das amostras de sangue antes da análise das mesmas e sete pacientes devido a atraso superior a 2 horas na realização dos testes de agregação plaquetária. As características basais dos pacientes estão descritos na
Os resultados dos testes de agregação plaquetária demonstraram que 101 pacientes (87%) atingiram índices classificados como uma resposta adequada à terapia com aspirina (agregação induzida pelo colágeno ou pelo ADP < 70%); entretanto 14 indivíduos (13%) obtiveram valores superiores a 70% com ambos os reagentes, sendo classificados com ARP. Quando analisado o sangue dos 14 pacientes com ARP, sete destes indivíduos (50%) apresentaram níveis séricos de salicilato inferiores a 2 µg/mL (0,57 ± 0,24 µg/mL), tendo sido considerados, conseqüentemente, como não aderentes à terapia com AAS. Observou-se ainda, entre os outros sete pacientes que apresentavam agregação plaquetária maior que 70% com ambos os reagentes (ADP e colágeno), níveis médios de salicilato sérico de 18,4 ± 6,1 µg/mL, sendo, portanto, diagnosticados como hiporrespondedores à aspirina. Quando estes indivíduos, hiporrespondedores ao AAS, foram comparados com aqueles com inibição plaquetária normal, os grupos não apresentaram diferença significativa em relação à idade, sexo, história prévia de Infarto do Miocárdio (IM) ou dose de aspirina utilizada (
Recentemente observa-se maior número de evidências que confirmam a existência de uma variabilidade interindividual significativa no grau da inibição da atividade plaquetária alcançado com as terapias antiplaquetárias usuais. A variabilidade da resposta à terapia antiplaquetária é um problema clínico importante, uma vez que os pacientes portadores de DAC que demonstram ARP residual, após uso de AAS ou antagonistas de receptores P2Y12-ADP, apresentam maior risco para o desenvolvimento de eventos CV9. O maior risco da hiporresponsividade à terapia antiplaquetária ocorre após a ICP e o implante de stent, onde a ARP em vigência de terapia antiagregante plaquetaria dupla (TAPD), com AAS e antagonista do receptor de ADP, está associada ao aumento de duas vezes no risco de desenvolvimento de trombose de stent3,10. A trombose de stent constitui uma complicação rara, porém grave, visto que a sua ocorrência determina taxas de IM superiores a 60%, taxas de mortalidade que variam entre 10 e 45%11-14 e em aumento de ECVM a longo prazo nestes indivíduos15. Diversos fatores clínicos, que incluem a presença de síndrome coronariana aguda, de diabetes e de Insuficiência Cardíaca Congestiva (ICC), além do Índice de Massa Corporal (IMC) > 30 kg/m2, estão associados ao desenvolvimento do fenômeno de hiporresponsividade aos antiagregantes plaquetários16. A prevalência da hiporresponsividade à terapia antiplaquetária apresenta uma importante variação (0,4 a 83,3%), dependendo do fármaco avaliado, da apresentação clínica dos pacientes e da etnia da população estudada17; além de sofrer influência de acordo com o método utilizado para determinar a ativação plaquetária e do ponto de corte escolhido para aferir a responsividade5. Mais de cinco métodos para avaliação da atividade plaquetária residual estão disponíveis comercialmente, e os testes específicos diferem em sua capacidade de prever ECVM4,18. A ATL foi utilizada neste estudo por ser um método validado previamente e ser capaz de correlacionar a presença de ARP com um maior risco de ECVM e de trombose de stent10,18.
É cada vez mais evidente que os pacientes submetidos à ICP, hiporresponsivos tanto à aspirina quanto ao clopidogrel, apresentam um risco acentuadamente elevado para o desenvolvimento de ECVM3. Recentemente, os mecanismos de hiporresponsividade do clopidogrel têm sido foco de diversos estudos clínicos que demonstraram que a hiporresponsividade ao clopidogrel resulta em parte aos polimorfismos genéticos que determinam uma redução da função do mecanismo enzimático do citocromo P450, o qual converte a pró-droga do clopidogrel em sua forma ativa10. Outros mecanismos adicionais de hiporresponsividade do clopidogrel foram revisados previamente9.
A aspirina inibe a ativação das plaquetas através da acetilação da ciclooxigenase plaquetária (COX), resultando na inativação e na supressão irreversível da produção de tromboxano (TX) mediada pela COX, o qual é um potente ativador da agregação plaquetária. Em comparação com o clopidogrel, os mecanismos de hiporresponsividade ao AAS não foram ainda tão bem estudados. A não adesão à terapia medicamentosa é um fator muito importante que contribui para a redução da eficácia da droga e um aumento da reatividade plaquetária. Uma metanálise recente demonstrou que a não adesão ou a suspensão do tratamento com aspirina em pacientes com DAC é bastante comum, e que por sua vez determina um risco três vezes maior para o desenvolvimento de ECVM nestes indivíduos 19.
Os mecanismos da hiporresponsividade ao AAS estão possivelmente relacionados à variabilidade farmacodinâmica e farmacogenética de diversos processos fisiológicos. A biodisponibilidade da aspirina pode ser afetada por alterações na absorção intestinal; o AAS pode ser hidrolisado e inativado por esterases da mucosa intestinal e existe uma possível variabilidade interindividual na expressão e atividade destas enzimas. Além disso, a dose da aspirina pode afetar o grau de inibição plaquetária e diversos estudos clínicos examinaram a dose ideal de AAS com o objetivo de maximizar o benefício CV, buscando reduzir o risco de complicações hemorrágicas. Embora alguns ensios tenham demonstrado que doses AAS de apenas 30 mg por dia são capazes de inibir totalmente a atividade plaquetária da COX-120, a dose recomendada para a prevenção CV secundária varia entre 75 mg e 325 mg21. Estudos preliminares levantaram a possibilidade de que doses diárias de AAS inferiores a 100 mg poderiam resultar em aumento das taxas de atividade residual plaquetária elevadas e em um aumento de ECVM em pacientes com doença arterial coronariana estável22. No entanto, apesar desta preocupação inicial, estudos que arrolaram uma grande quantidade de indivíduos participantes e que avaliaram desfechos clínicos para esta questão da dose da aspirina demonstraram eficácia CV semelhante para posologias acima de 100 mg/dia1,23,24.
Interações medicamentosas também podem alterar a eficácia do AAS. Particularmente, demonstrou-se que diversos AINEs competem com o AAS pela ligação aos receptores ativos da COX-1. Considerando-se que estes AINEs são inibidores não covalentes e com meia-vida curta (6-12h), a utilização concomitante com o AAS resulta no bloqueio alostérico do sítio ativo da COX. Este bloqueio do sítio ativo da COX mediado pelos AINEs, impede a inativação irreversível da COX realizada pelo AAS e resulta na rápida recuperação da função da COX e no conseqüente aumento da formação de TX pelas plaquetas. O uso de AINEs concomitantes a terapia com AAS em pacientes com DAC demonstrou um aumento no risco para o desenvolvimento de IM em estudos clínicos previamente publicados7. Os Inibidores da Bomba de Prótons (IBP) também podem alterar a biodisponibilidade do AAS através de uma possível potenciação na hidrólise gástrica deste fármaco20. Os IBP são frequentemente prescritos em combinação com a terapia antiplaquetária a fim de se evitar a hemorragia gastrointestinal. Apesar das possíveis interações entre a utilização concomitante do AAS e do clopidogrel com os IBP, estudos anteriores falharam na tentativa de demonstrar que o uso de IBP aumenta ECVM em pacientes tratados com TAPD após IBP25.
O Índice de Massa Corporal elevado (IMC) e a DM estão associados com ARP4,26 e pacientes com SCA apresentam atividade plaquetária basal elevada no cenário de TAPD26. Embora a obesidade, o DM e a SCA estejam associados à hiporresponsividade ao AAS, o mecanismo molecular envolvido no fenômeno de resistência a este fármaco nesses pacientes não foi claramente estabelecido6,27. O aumento do processo inflamatório que ocorre na obesidade, no diabetes e na SCA provavelmente promovem a ativação plaquetária e contribuem para a eficácia antiplaquetária reduzida, aumentando a ativação de vias inflamatórias que aumentam a atividade plaquetária da COX28. Embora doses de AAS > 100 mg/dia possam efetivamente bloquear a função da COX-1, a ação da COX-2 tem sido proposta como uma possível fonte adicional de TX sérico e que poderia contribuir para a atividade plaquetária residual elevada29,30. Até recentemente, pensava-se que a COX-1 era a única isoforma expressa nas plaquetas, porém reconhece-se atualmente que as plaquetas de pacientes com um processo inflamatório aumentado (cirurgia, infecção e elevada produção de plaquetas) expressam a COX-2 na sua superfície31. Entretanto, o quanto a COX-2 poderá contribuir para a produção in vivo de TX, ainda não está claro22. O que observa-se é que o aumento de mediadores inflamatórios como o que ocorre na SCA e no diabetes, podem aumentar a ativação da COX, resultando em um incrmento na ativação plaquetária basal. Dados recentes sustentam a premissa de que a inflamação aumenta as vias de ativação plaquetária, uma vez que observou-se que plaquetas de pacientes com SCA apresentam maiores taxas de transcritos de RNA mensageiro pró-inflamatórios derivados dos megacariócitos32.
Os polimorfismos genéticos das proteínas envolvidas nas vias de ativação plaquetária também podem contribuir para os mecanismos de hiporresponsividade ao AAS. Os Polimorfismos de Nucleotídeo Único (PNU) na COX-1 podem afetar a atividade enzimática e/ou a eficácia de inibidores como o AAS, contribuindo assim para o desenvolvimento da hiporresponsividade29.
A prevalência da hiporresponsividade ao AAS na nossa amostra (6,5%) é semelhante a valores previamente reportados. Neste estudo, escolhemos a ATL para avaliar a função plaquetária, pois trata-se de um método com adequada validação prévia e apresenta uma boa capacidade para identificar pacientes com ARP os quais apresentam um maior risco para desenvolver ECVM10,33. Coma intenção de se avaliar a adesão à terapia farmacológica, foi utilizado um ensaio padrão para a medição de salicilato plasmático27. Publicações anteriores demonstraram que após a ingestão de 320 mg de aspirina os níveis séricos de salicilato foram iguais a 19 µg/mL ± 3 µg/mL34. Observamos nas nossas amostras, que os usuários de aspirina nos quais observava-se uma atividade plaquetária residual elevada, apresentavam níveis plasmáticos de salicilato similares aos reportados em outras publicações (18,4 ± 6,1 µg/mL), o que confirma a adesão à medicação. A avaliação do TX urinário é outro método que pode ser utilizado para se avaliar a adesão à terapia com AAS35; entretanto este método é menos específico uma vez que pode ser influenciado pela formação de TX dependente da atividade da COX-2 não plaquetária, tal como foi discutido anteriormente36.
Com o intuito de aumentar a acurácia dos nossos achados, escolhemos um ponto de corte rigoroso para identificação dos pacientes hiporresponsivos ao AAS, ou seja, uma reatividade plaquetária maior ou igual a 70% após estímulo tanto do ADP quanto do colágeno. A escolha desta metodologia vai ao encontro de outras pesquisas previamente publicadas e que avaliaram similarmente a adesão ao tratamento com o AAS36-38. Embora um ponto de corte menor (= 50%) e uma menor dose dos reagentes tenha sido utilizado por alguns outros autores (5 µM/mL a 20 µM/mL de ADP), para se avaliar a hiporresponsividade tanto ao AAS, quanto ao clopidogrel10,18, optamos por usar 10 µg/mL de colágeno e 20 µM/mL de ADP com objetivo de obtermos uma maior especificadade dos nossos resultados. Os achados de agregação obtidos com o estímulo do ADP e do colágeno mostraram uma forte correlação entre o grau de ativação plaquetária (coeficiente de Pearson, r = 0,68). Esta correlação entre a agregação plaquetária mediada por diferentes reagentes, nos demonstra um semelhante estado de reatividade plaquetária após a estimulação realizada através de duas vias diferentes de ativação molecular. Embora não tenhamos avaliado diretamente as vias de ativação plaquetária dependentes da COX, através da utilização do ácido araquidônico, o presente estudo fornece uma leitura adequada da inibição da atividade plaquetária secundária ao AAS mediadas pela ação do colágeno e do ADP (
No presente estudo, não foi possível se identificar possíveis diferenças na resposta à terapia com a aspirina uma vez que os níveis de salicilato sérico foram avaliados apenas nos pacientes com ARP. Além disso, o tamanho pequeno da amostra limita as conclusões sobre o papel de fatores clínicos, tais como o uso do tabaco e o DM na resposta ao AAS, mesmo que estes fatores tenham alcançado uma tendência à significância estatística, como têm sido demonstrado em estudos anteriores. Todos os médicos foram informados sobre os resultados da atividade plaquetária residual de seus pacientes. No entanto, até agora não existem dados que sugiram que a alteração da terapia antiplaquetária em pacientes com elevada atividade plaquetária residual diminua o risco cardiovascular.
Em uma coorte de pacientes com DAC estável encaminhados para angiografia, 6,5% dos pacientes apresentaram ARP apesar da terapia com AAS. Pesquisas futuras devem se concentrar na compreensão dos mecanismos de resistência a esta droga, e em determinar se estratégias alternativas de doses diferentes deste fármaco ou a associação de uma farmacoterapia adjuvante podem reduzir o risco de eventos cardiovasculares em pacientes rrespondedores ao AAS.
André Manica Av. Princesa Isabel, 370 - Santana 90620-000 - Porto Alegre, RS, Brasil E-mail:
Recebido em 25/01/12; revisado recebido em 02/05/12; aceito em 26/09/12.
BACKGROUND: Aspirin (ASA) reduces adverse events in coronary artery disease (CAD) patients by inhibiting platelets. Some CAD patients have high platelet reactivity (HPR) despite ASA therapy and these individuals have increased risk of adverse events. OBJECTIVE: The purpose of this study was to determine the prevalence of HPR in ASA-treated patients referred for coronary angiography and to assess whether the HPR correlates with the severity of CAD. METHODS: This single center investigation enrolled 115 consecutive ASA-treated patients with stable CAD. ADP- and collagen-induced platelet reactivity were evaluated by light transmittance aggregometry (LTA). Patients with greater than 70% ADP- and collagen-induced aggregation were determined to have HPR and, in this group, ASA compliance was assessed by examining blood salicylate levels. Mean age was 60.9 years and average ASA dose was 164.2 mg. RESULTS: Smoking and DM were present in 28.7% and 31.5% respectively. HPR was found in 14 patients (13%) however 7 of the 14 patients (50%) with HPR had low serum salicylate levels (< 2.0 µg/mL) suggesting medication noncompliance. Of the entire cohort, 6.5% of patients had HPR and detectable serum salicylate levels suggesting reduced ASA efficacy. HPR correlated with number and severity of coronary stenosis (p = 0.04). CONCLUSION: In a general population of ASA-treated patients referred for coronary angiography, elevated platelet reactivity is prevalent (13%) with 50% related to noncompliance and 50% related to reduced aspirin efficacy.
IInstituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia - Porto Alegre, RS, Brazil
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Aspirin (ASA) is a primary therapy for the treatment of cardiovascular (CV) disease because it reduces major adverse CV events (MACE) by 25% in acute coronary syndrome (ACS) and stable coronary artery disease (CAD) patients1. Despite treatment with optimized medical regimens that include ASA, MACE rates are greater than 10% in stable CAD patients and greater than 28% in ACS patients2. Pharmacologic variability and reduced therapeutic efficacy may contribute to relatively high rates of recurrent CV events in CAD patients, and several studies have demonstrated that subsets of aspirin-treated patients have elevated residual platelet reactivity (ASA hyporesponders){Gum, 2003 #24}{Angiolillo, 2009 #711}{Helgason, 1994 #26}. Following percutaneous coronary intervention, ASA-treated patients with elevated platelet reactivity are at increased risk for periprocedural myocardial infarction (M.I.), MACE, and stent thrombosis3,4.
The prevalence of high platelet reactivity (HPR) in ASA-treated patients varies between 0.4 and 34% depending on the patient population (healthy, stable CAD, ACS, diabetic), the type of platelet function test used, and the parameter or cutoff value which is chosen to define HPR5,6. The lack of standard laboratory methods and definitions to define aspirin hyporesponsiveness, also called resistance, has resulted in confusion about the clinical incidence of this phenomenon7,8.
The purpose of this study was to determine the prevalence of HPR in aspirin-treated patients referred for coronary angiography with the goal of demonstrating the proportion of HPR related to medication noncompliance vs. reduced aspirin efficacy.
The clinical investigation protocol was approved by the Institutional Review Board of the Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul and all patients provided informed consent. This single center study enrolled consecutive patients with stable CAD who were referred for coronary angiography between January 2006 and July 2007. Inclusion criteria required ongoing ASA use for more than 2 weeks, age > 18 years, and willingness to participate with informed consent. Exclusion criteria are listed in
Of the 125 patients enrolled in the study, 115 were included in the final analysis; 3 patients were excluded due to evidence of coagulation in the blood samples and 7 patients were excluded because there was greater than a 2 hour delay in the time required to perform aggregation studies. The baseline characteristics of the patients are listed in
Results of the platelet aggregation studies demonstrated that 101 patients (87%) met criteria for adequate ASA response (<70% collagen- or ADP-induced aggregation), while 14 patients (13%) had HPR with aggregation values greater than 70%. When we analyzed the blood from the 14 patients with HPR, 7 patients (50%) had blood salicylate levels less than 2 µg/mL (0.57 ± 0.24 µg/mL), and this group was determined to be noncompliant with ASA therapy. The remaining 7 patients had both HPR and a plasma salicylate level greater than 2 µg/mL. These 7 patients were determined to be ASA hyporesponders, and had a mean salicylate level of 18.4 ± 6.1 µg/mL. When ASA hyporesponsive patients were compared to those with normal responses, the groups did not differ in age, gender, presence of diabetes mellitus, history previous myocardial infarction or aspirin dose (
There is increasing scientific evidence supports the premise that there is significant interindividual variability in the degree of platelet inhibition achieved with common antiplatelet therapies. Antiplatelet response variability is an important clinical problem because CAD patients that have HPR in the setting of ASA or platelet P2Y12-ADP receptor antagonist therapy have increased risk of CV events9. The greatest risk of antiplatelet therapy hyporesponsiveness occurs following PCI and stenting where HPR in the setting of ASA and ADP-receptor antagonist dual antiplatelet therapy (DAPT) is associated with a 2-fold increase in the risk of stent thrombosis3,10. Stent thrombosis is an infrequent but serious complication, which results in myocardial infarction rates exceeding 60%, case fatality rates ranging from 10 to 45%11-14, and increased long term MACE15. Several clinical factors including ACS presentation, body mass index (BMI) > 30 kg/m2, diabetes, and congestive heart failure (CHF) are associated with hyporesponsiveness to antiplatelet therapies16. The prevalence of hyporesponsiveness to antiplatelet therapy varies greatly (0.4 to 83.3%) depending on the drug under examination, and the clinical and ethnic population assessed17. The prevalence of aspirin or ADP-receptor antagonist hyporesponsiveness also varies significantly depending on the method used to assess platelet activation and on the cut-point chosen to determine responsiveness5. More than five methods for assessing platelet function are available, and the specific tests differ in their ability to predict CV MACE4,18. LTA was used in this investigation because it is a well-validated method that accurately identifies HPR patients who are at increased risk of CV events and stent thrombosis10,18.
It is increasingly evident that PCI patients who are hyporesponders to both aspirin and the ADP receptor antagonist clopidogrel are at markedly increased risk for CV events3. Recently, the mechanisms of clopidogrel hyporesponsiveness have been the focus of several clinical studies which have demonstrated that clopidogrel hyporesponsiveness results in part from reduced-function genetic polymorphisms in the cytochrome P450 enzyme pathways that convert clopidogrel, which is a prodrug, to its active form10. Additional mechanisms of clopidogrel hyporesponsiveness have been reviewed previously9.
Aspirin inhibits platelet activation by acetylating the platelet cyclooxygenase (COX) enzyme resulting in irreversible inactivation and suppression of COX-mediated production of thromboxane (TX), which is a potent platelet activating agent. Compared to clopidogrel, the mechanisms of ASA hyporesponsiveness are less clear. Noncompliance is a very important factor that contributes to reduced medication efficacy and elevated platelet reactivity. A meta-analysis demonstrated that aspirin non-adherence or withdrawal is common, and is associated with three-fold higher risk of major adverse cardiac events in CAD patients19.
The mechanisms of ASA hyporesponsiveness are possibly related to pharmacodynamic and pharmacogenetic variability in several physiological processes. ASA bioavailability can be affected by alterations in intestinal absorption; ASA can be hydrolyzed and inactivated by intestinal mucosal esterase and there is potential for interindividual variability in the expression and activity of these enzymes. In addition, aspirin dosing can potentially affect the degree of platelet inhibition and several clinical studies have examined the optimal dose of ASA with the goal of maximizing CV benefit while minimizing bleeding risk. Although some studies have shown that ASA doses as low as 30 mg per day will fully inhibit COX-1 activity in platelets20, recommended dosing for CV therapy varies between 75 mg and 325 mg21. Early reports raised the possibility that ASA doses lower than 100 mg per day could result in increased rates of high platelet activity and increased CV MACE in patients with stable coronary artery disease22. However, despite this initial concern, large-scale clinical outcome studies have demonstrated equivalent CV efficacy for doses over 100 mg/day1,23,24.
Drug-drug interactions also have the potential to alter ASA efficacy. In particular, several NSAID have been shown to compete with ASA for binding to the active site of COX-1. Because these NSAIDS are non-covalent inhibitors with short half-lives (6-12h), concomitant use with ASA results in allosteric blockade of the COX active site. This NSAID-mediated blockade of the COX active site prevents ASA-mediated irreversible inactivation of COX and results in rapid recovery of COX function and increased TX formation. NSAID use in the setting of ASA therapy for CAD has been shown to increase the risk of M.I. in clinical studies7. Proton pump inhibitors (PPI) could also potentially alter ASA bioavailability by potentiating gastric hydrolysis of ASA20. PPIs are frequently prescribed in combination with antiplatelet therapy in order to prevent gastrointestinal bleeding. Despite concern for reduced efficacy of ASA and clopidogrel in the setting of use with concomitant PPI's, clinical data have failed to demonstrate that PPI use increases MACE in DAPT-treated patients following PCI25.
Elevated Body Mass Index (BMI) and diabetes mellitus (DM) are associated with HPR4,26 and patients with ACS consistently have elevated baseline platelet activity in the setting of DAPT26. Although obesity, DM, and ACS are associated with ASA hyporesponsiveness, the exact molecular mechanism involved in ASA resistance in these patients has not been clearly established6,27. Increased inflammation in obesity, diabetes, and ACS likely promotes platelet activation and contributes to reduced antiplatelet efficacy by increasing activation of inflammatory pathways that increase platelet COX activity28. Although ASA doses >100 mg/day can effectively block COX-1 function, COX-2 has been identified as potential additional source of TX that might contribute to elevated residual platelet responsiveness29,30. Until recently, COX-1 was thought to be the only isoform expressed in platelets, but it is now recognized that the platelets of patients with active inflammation (surgery, infection, and disorders with increased platelet turnover) express COX-231. The degree to which COX-2 contributes to TX production
Genetic polymorphisms of the proteins involved in platelet activation pathways could also contribute to mechanisms of ASA hyporesponsiveness. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in COX-1 have the potential to impact enzyme activity and/or efficacy of inhibitors such as ASA, thereby contributing to ASA hyporesonsiveness29.
The prevalence of ASA hyporesponsiveness in our investigation (6.5%) agrees with reported values. In our study, we chose LTA to assess platelet function because LTA is a well-validated method which has proven ability to identify patients with HPR who are at risk for MACE10,33. In order to assess compliance, we used a standard assay for measurement of plasma salicylate27. In previous studies, blood plasma salicylate levels were 19µg/mL +/- 3µg/mL after ingestion of 320 mg of aspirin34. In our study, aspirin users with high residual platelet activity had similar plasma salicylate levels (18.4 ± 6.1 µg/mL) which confirms medication compliance. Urinary TX measurement is another method which can be utilized to asses ASA compliance35, although this method is less direct and has the potential to be influenced by non-platelet COX-2 activity as discussed above36.
For our study, we specifically chose a stringent cutoff of >70% ADP- and collagen-stimulated platelet aggregation to identify ASA hyporesponders, as this methodology is consistent with other investigations examining ASA compliance36-38. Although a cut-point of 50% aggregation has been used by some groups to assess ASA and/or clopidogrel hyporesponsiveness in the setting of activation with either 5µM/mL or 20µM/mL ADP10,18, striving to obtain stringent specificity, we elected to use 10µg/mL collagen and 20µM/mL ADP doses. The aggregation results obtained with ADP and collagen showed strong correlation in the extent of platelet activation (Pearson's coefficient, r = 0.68). This correlation between ADP- and collagen-activated platelet aggregation demonstrates similar state of platelet inhibition following stimulation through two distinct molecular activation pathways. Although we did not directly interrogate COX-dependent platelet activation pathways with the platelet agonist arachidonic acid, the current study does provide meaningful readout of ASA inhibition of ADP- and collagen-mediated platelet responses (
In the current study, it was not possible to ascertain differences in ASA response as a function of salicylate levels because the study was constrained to testing salicylate levels only in patients with HPR. In addition, the small sample size limits conclusions on the role of clinical factors such as tobacco use and DM on ASA response. Despite the small sample size, smoking and DM trended toward significance for association with ASA hyporesponsiveness as has been shown in previous studies. All the physicians were informed about the results of the residual platelet activity. However, so far there is no data suggesting that changing the antiplatelet therapy on patients with high residual platelet activity would decrease the cardiovascular risk.
In a cohort of stable coronary artery disease patients referred for angiography, 6.5% of patients had HPR despite ASA therapy. Future research should focus on understanding the mechanisms of ASA resistance, and on determining if alternative ASA dosing strategies or adjunctive pharmacotherapy can reduce the risk of CV events in ASA hyporesponsive patients.