As plaquetas estão envolvidas em vários processos biológicos, desde o combate a agentes infecciosos até a coordenação do controle da permeabilidade vascular e angiogênese. Entretanto, o seu principal foco de ação consiste na modulação da cascata de coagulação. A intervenção coronariana percutânea é um procedimento com alto risco trombogênico, que induz a ativação plaquetária e de monócitos, devido à lesão direta do endotélio e pelo contato de estruturas trombogênicas com o sangue, levando ao aumento da atividade inflamatória, tanto no local do dano vascular coronariano como de forma sistêmica. Os receptores plaquetários P2Y12 desempenham papel central na amplificação da agregação induzida por todos os agonistas plaquetários, como a adenosina difosfato, o colágeno, tromboxano A2, adrenalina e serotonina. Por esse motivo, têm sido o principal alvo das drogas antiplaquetárias. Apesar de atuarem no mesmo receptor, características farmacocinéticas e farmacodinâmicas distintas conferem peculiaridades a cada agente.
IUniversidade Federal de São Paulo - Escola Paulista de Medicina, São Paulo, SP- Brasil
IINational University of Singapore - Yong Loo Lin School of Medicina, Singapore
As plaquetas estão envolvidas em vários processos biológicos, desde o combate a agentes infecciosos até a coordenação do controle da permeabilidade vascular e angiogênese. Entretanto, o seu principal foco de ação consiste na modulação da cascata de coagulação. A intervenção coronariana percutânea é um procedimento com alto risco trombogênico, que induz a ativação plaquetária e de monócitos, devido à lesão direta do endotélio e pelo contato de estruturas trombogênicas com o sangue, levando ao aumento da atividade inflamatória, tanto no local do dano vascular coronariano como de forma sistêmica. Os receptores plaquetários P2Y12 desempenham papel central na amplificação da agregação induzida por todos os agonistas plaquetários, como a adenosina difosfato, o colágeno, tromboxano A2, adrenalina e serotonina. Por esse motivo, têm sido o principal alvo das drogas antiplaquetárias. Apesar de atuarem no mesmo receptor, características farmacocinéticas e farmacodinâmicas distintas conferem peculiaridades a cada agente.
A agregação plaquetária desempenha um importante papel nas complicações isquêmicas em pacientes submetidos à intervenção coronária percutânea (ICP). Tanto a instabilidade da placa aterosclerótica como fatores decorrentes do próprio procedimento (trauma endotelial e contato de estruturas trombogênicas com o sangue) são responsáveis pela exacerbação desse processo1. Apesar do tromboxano A2 e a adenosina difosfato(ADP) atuarem de maneira sinérgica na ativação plaquetária, a interação do ADP com os seus receptores, principalmente os receptores P2, é capaz de amplificar e manter esta ativação. Por este motivo, esses receptores têm sido o principal alvo das drogas antiplaquetárias atuais2.
As plaquetas são fragmentos anucleados de megacariócitos que circulam na corrente sanguínea com o formato de disco achatado quando não estão ativadas. Estão envolvidas em vários processos biológicos, desde o combate a agentes infecciosos até o início do reparo tecidual pela a ativação do processo de angiogênese. Observa-se, portanto, que a sua função vai além da participação da cascata da coagulação, sendo relevante em toda a modulação que envolve o processo de reparo tecidual3.
Em condições normais, as plaquetas não são ativadas pela superfície endotelial. A camada endotelial monocelular atua como uma superfície antitrombótica, na medida em que não permite a interação das plaquetas com as proteínas subendoteliais e pela produção de prostaciclina I2 e óxido nítrico, ambos inibidores da ativação plaquetária. As células endoteliais também expressam a enzima CD39, que converte adenosina trifosfato (ATP) em ADP e esta em adenosina monofosfato (AMP), evitando a ativação plaquetária pelo ATP e ADP4.
Na presença de injúria ou trauma vascular, as proteínas subendoteliais, como o fator de Von Willebrand e o colágeno, são expostas e a adesão plaquetária ocorre com a finalidade de promover a cicatrização tecidual. A interação entre estas proteínas e as plaquetas acontece através de diversos receptores na superfície plaquetária (GPIbα, GPVI α2β1) e, concomitante à adesão, ocorre a ativação plaquetária. Múltiplas vias metabólicas são estimuladas, causando um aumento na concentração intracelular de cálcio. Este aumento ativa a fosfolipase A2 e a actina-miosina ATPase, levando a formação de tromboxano A2 e a alteração na conformação das plaquetas, respectivamente. Quando ativadas, as plaquetas liberam o conteúdo de seus grânulos (ADP, ATP, serotonina, cálcio, fibrinogênio, fator de Von Willebrand, citocinas e fatores pró-trombóticos), o que proporciona seu aumento volumétrico e reatividade. A conexão entre as plaquetas para a formação desse agregado ocorre através da ligação entre o fibrinogênio e o receptor da glicoproteína IIb/IIIa5.
A deposição plaquetária na parede do vaso, o recrutamento de leucócitos e a migração de células musculares lisas promovem uma alteração na estrutura arterial denominada de remodelamento vascular. Este remodelamento juntamente com o estado inflamatório crônico mediado pelas plaquetas consiste em uma etapa importante na formação da placa aterosclerótica, hiperplasia intimal e reestenose de
Secretado por eritrócitos, células endoteliais e pelos grânulos plaquetários, o ADP é um importante mediador da ativação e da amplificação da agregação plaquetária. O ADP interage com a superfície plaquetária através dos receptores da família P2, que possuem dois subtipos diferenciando-se pela via de ativação intracelular: P2X (ligados a canais iônicos) e P2Y (acoplados a proteína G). Atualmente, há uma nova classificação baseada no tipo de agonista:P2X1, ativados pelo ATP; P2Y1 e P2Y12, ativados pelo ADP (
Os receptores P2X1 são responsáveis por uma alteração conformacional transitória nas plaquetas associada ao rápido influxo de cálcio. Portanto, são incapazes de manter a agregação plaquetária, mas contribuem durante a ativação induzida pelo colágeno4.
Os receptores P2Y1 estão presentes em diversos tecidos, incluindo o coração, vasos sanguíneos, células musculares lisas, tecido nervoso, testículo, próstata e ovário. Em resposta a ativação mediada pelo ADP, ocorre a mobilização de cálcio das reservas plaquetárias, o que acarreta uma alteração conformacional e uma transitória agregação. Este receptor tem papel chave no início da ativação induzida pelo ADP, porém, para a efetiva estabilização do trombo plaquetário, é necessária a ativação de outros receptores4,5.
Os receptores P2Y12, além de presentes nas plaquetas, também estão presentes na micróglia, células endoteliais e musculares lisas. Esse receptor desempenha papel central na amplificação da agregação induzida por todos os agonistas plaquetários, como o colágeno, trombina, tromboxano A2, adrenalina e serotonina. Entretanto, o agonista com maior afinidade, assim como nos receptores P2Y1, é o ADP. A resposta intracelular a sua ativação é a inibição da produção de AMPc (monofosfato de adenosina cíclico), desfosforilação da fosfoproteína vasodilatadora (VASP) e ativação da GTPase Rap1B e da 3-quinase fosfoinositol (PI 3-K). A ativação dos dois receptores P2 é importante para a agregação induzida pelo ADP, pois a inibição seletiva de um dos receptores resulta em uma acentuada redução da agregação plaquetária8.
As drogas antiplaquetárias são essenciais no tratamento de pacientes submetidos a ICP. Há três grupos de antiagregantes com eficácia clínica comprovada: os inibidores da ciclo-oxigenase (AAS), os inibidores dos receptores P2Y12e os antagonistas da glicoproteína IIb/IIIa9.
O receptor P2Y12 é o principal alvo dos agentes inibidores orais, pois está envolvido ativamente na amplificação da reatividade plaquetária necessária para a formação do trombo. Existem três classes de inibidores destes receptores: os tienopiridínicos, os análogos do ATP e os ciclopentil-triazolopirimidinas (
A primeira e a segunda geração de tienopiridínicos são representadas pela ticlopidina e pelo clopidogrel, respectivamente. A ticlopidina possui seu uso limitado devido a maior incidência de efeitos adversos hematológicos, como neutropenia e agranulocitose. O clopidogrel é uma pró-droga que precisa ser metabolizada através de duas etapas pelo citocromo P450 (CP450) hepático em um metabólito ativo, que irá se ligar de maneira irreversível aos receptores P2Y12. A maior parte do clopidogrel absorvida (85-90%) é hidrolisada em ácido carboxílico inativo e o restante é rapidamente metabolizado pelo CP45015. A dose de 75mg de clopidogrel tem início de ação após duas horas, mas são necessários de três a sete dias para alcançar a inibição plaquetária máxima. O tempo para alcançar o seu pico de ação, entretanto, pode ser reduzido com a utilização de doses de ataque. Com a administração de 300mg ou 600mg a inibição máxima é atingida em doze e em três horas, respectivamente.
Vale ressaltar que esses valores são uma média populacional, o que não reflete inúmeras vezes o grau de antiagregação individualizada necessária, visto que vários estudos de farmacocinética foram realizados em indivíduos normais, sem doença arterial coronariana (DAC) e sem qualquer dano em órgãos de excreção ou metabolização dos fármacos. Doses maiores que 600mg não resultaram em uma acentuação na antiagregação, devido a incapacidade em aumentar a concentração do metabólito ativo4.
O clopidogrel, apesar de demonstrar eficácia, não pode ser considerado o antiagregante ideal. Apresenta como principais inconvenientes sua grande variabilidade individual, devido a diferenças no seu metabolismo, a inibição irreversível dos receptores, aumentando o risco de sangramentos, principalmente em pacientes submetidos a procedimentos cirúrgicos, e a sua latência para atingir o pico de ação, o que reduz o seu benefício nos pacientes com síndrome coronariana aguda (SCA) em que se necessita rápida inibição da atividade plaquetária16.
Cerca de 30% dos pacientes, após doses convencionais de clopidogrel, apresentam resistência ou são hiporresposivos a esta droga, representando uma população clinicamente vulnerável e de alto risco para eventos cardiovasculares maiores, incluindo IAM, trombose de
Os pacientes que possuem genotipagem homozigótica para os alelos mutantes da enzima CYP2C19 apresentam um risco elevado de eventos cardiovasculares, principalmente de trombose de
A terapia personalizada na cardiologia clínica é um fato comum. Inúmeras classes de drogas têm suas doses norteadas pela resposta clínica ou laboratorial do paciente, como anti-hipertensivos e anticoagulantes, respectivamente.
É necessário, portanto, a utilização de testes laboratoriais que permitam avaliar com maior precisão a variabilidade individual da resposta aos antiagregantes. Atualmente, há disponíveis dois grupos de testes para esta finalidade: os testes genéticos e os de reatividade plaquetária. Como o genótipo é algo constante, sua avaliação não é capaz de mensurar adequadamente a influência cumulativa e dinâmica dos vários fatores que interferem na reatividade plaquetária, sendo a avaliação do fenótipo final, apesar de ainda limitada por fatores técnicos, mais apropriada que a avaliação genotípica.
O padrão ouro para a avaliação da função plaquetária é a agregometria por transmissão de luz. No entanto, este é um método de difícil padronização, que demanda cerca de quatro horas para sua realização e requer treinamento específico. Testes realizados à beira do leito, como o VerifyNow®, têm se destacado pela facilidade do seu uso, rápido resultado e pela não necessidade de preparo da amostra19.
Vários estudos utilizaram a curva ROC para definição do valor ideal da reatividade plaquetária que melhor se relacionaria com o risco trombótico (mortalidade cardiovascular, trombose de
A dose de clopidogrel guiada pelo VerifyNow® foi avaliada no estudo GRAVITAS. Os pacientes com DAC crônica submetidos à angioplastia com
Entretanto, o ADAPT-DES demonstrou que em pacientes com SCA o valor do PRU foi capaz de avaliar o risco de trombose de
Outro método para avaliar a agregação plaquetária é a quantificação, por citometria de fluxo, da fosfoproteína estimulada por vasodilatação (VASP). A VASP é uma proteína intracelular ativada a partir da ligação de agonistas aos receptores P2Y12. Em condições basais, esta proteína não se encontra fosforilada, sendo regulada pela via do AMPc, que é ativada pela ação da prostaglandina E1 e inibida pelo ADP, através dos receptores P2Y12. A fosforilação da VASP se associa a inibição dos receptores P2Y12, ao passo que a forma não fosforilada está associada à ativação desses receptores. No entanto, esse método demanda um intenso trabalho laboratorial e alto custo15.
A dificuldade em simular a hemostasia
A terceira geração de tienopiridínicos é representada pelo prasugrel, que possui perfil farmacocinético semelhante ao clopidogrel por ser uma pró-droga, porém necessita de uma etapa a menos para ser convertido em seu metabólito ativo. Sua estrutura química distinta permite uma menor dependência do CP450 para sua ativação. Sua farmocinética é mais estável em comparação ao clopidogrel, pois não é influenciada por mutações no CP450, resultando em um início de ação mais rápido, com seu pico de antiagregação ocorrendo em 30 minutos16.
No estudo randomizado TRITON-TIMI 38, o prasugrel, quando comparado ao clopidogrel, mostrou-se mais eficaz em reduzir significativamente as taxas de IAM (7,4%
Apesar de o prasugrel ser considerado um agente mais potente que o clopidogrel, estudos
Os análogos do ATP são representados pelo cangrelor. Esta droga é um potente inibidor reversível dos receptores P2Y12, não necessita ser metabolizada para atuar e possui como via de administração apenas a forma endovenosa. Por ser um metabólito ativo, o seu pico de ação é alcançado em dois ou 30 minutos quando utilizado em bólus ou não, respectivamente. Apresenta uma meia vida plasmática de seis minutos, o que proporciona um retorno à agregação plaquetária basal após uma a duas horas do término da sua infusão. Os estudos que avaliaram o cangrelor em relação ao clopidogrel, entretanto, não demonstraram diferença clínica entre estas drogas14,26, com exceção do estudo CHAMPION PHOENIX
O estudo BRIDGE comparou o uso do cangrelor em relação ao placebo em pacientes que tinham o tienopiridínico suspenso, porque iriam ser submetidos à revascularização cirúrgica. O cangrelor foi capaz de manter a antiagregação até o momento da intervenção, sem, contudo, aumentar as taxas de sangramento cirúrgico. A utilização do cangrelor neste cenário, como ponte nos pacientes de alto risco de eventos trombóticos que necessitam ser submetidos a um procedimento, parece ser promissora27.
A classe mais recente dos inibidores dos receptores P2Y12 é a dos ciclopentil-triazolopirimidinas, que possui como representante o ticagrelor. Ao contrário dos tienopiridínicos, o ticagrelor não precisa ser metabolizado pelo fígado, interage com os receptores plaquetários de forma reversível e possui início e pico de ação mais rápidos28. Nos pacientes não respondedores ao clopidogrel, apresenta início e pico de ação semelhantes29.
A eficácia e a segurança do ticagrelor foram avaliadas no estudo PLATO, onde 18.624 pacientes com SCA foram randomizados para receberem clopidogrel (75 mg / dia, com dose de ataque de 300 a 600mg) ou ticagrelor (90 mg 2x/dia, com dose de ataque de 180mg). O desfecho combinado primário (mortalidade por causas vasculares, IAM ou AVC) em 12 meses foi significativamente menor no grupo do ticagrelor (9,8%
Uma hipótese possível para explicar a redução de mortalidade obtida com o ticagrelor é que esta droga possui efeitos além da ação antiplaquetária. O ticagrelor inibe a recaptação de adenosina pelas hemácias e possui uma semelhança estrutural que sugere que a adenosina poderia ser um dos seus metabólitos. A adenosina apresenta propriedades citoprotetoras, anti-inflamatórias, antifibróticas e cardioprotetoras, o que poderia justificar a ação benéfica do ticagrelor. A adenosina também pode justificar os principais efeitos adversos desta droga como a dispneia e as pausas ventriculares. É necessário, no entanto, mais evidências para confirmar esta associação direta entre o ticagrelor e a adenosina30,31.
Por apresentar uma meia vida reduzida, após a não administração de 3 a 4 doses, a reatividade plaquetária retorna ao basal. Isto é importante naqueles pacientes com necessidade de intervenção cirúrgica. Entretanto, a má adesão à medicação expõe rapidamente o paciente ao risco de eventos isquêmicos.
Não há estudos comparando clinicamente estas duas drogas, logo cautela deve ser utilizada ao extrapolar dados de diferentes trabalhos. O TRITON randomizou grande parte (99%) de seus pacientes após o conhecimento da anatomia coronária, ao contrário do PLATO, onde a randomização ocorreu na sala de emergência. A dose de clopidogrel permitida nos dois estudos também foi diferente. Cerca de 50% dos pacientes do PLATO estavam em uso de inibidor de bomba de próton e 33% no TRITON. O diagnóstico final de SCA com supradesnivelamento ST foi de 37% no PLATO e de 26% no TRITON. No PLATO, com exceção dos pacientes submetidos à trombólise, todas as formas terapêuticas foram avaliadas (intervencionista, cirúrgica e clínica), enquanto que no TRITON, os pacientes eram randomizados após a intenção de tratamento intervencionista12,13. Portanto, os dois estudos apresentam populações e desenhos diferentes, não sendo possível avaliar uma droga em detrimento da outra.
Biondi-Zoccai e cols.32 avaliaram esses dois fármacos em uma metanálise indireta e demonstraram que o prasugrel apresentou benefício em relação a trombose de
Em uma análise de farmacodinâmica em 44 pacientes com SCA que apresentavam alta reatividade plaquetária após a utilização de clopidogrel, Alexopoulos e cols.33 evidenciaram que o ticagrelor proporcionou uma maior inibição plaquetária que o prasugrel (32,9 PRU
A antiagregação plaquetária é essencial no tratamento dos pacientes submetidos à ICP. O risco de sangramentos e de eventos trombóticos deve nortear a intensidade da terapia antiagregante. Quanto mais intensa a antiagregação, maior o risco de sangramentos peri e pós procedimento. Este risco deve sempre ser avaliado, visto que as complicações hemorrágicas por si só acarretam em um pior prognóstico34. No grupo de pacientes com disfunção renal crônica, por exemplo, o uso da dupla antiagregação plaquetária aumenta de forma importante os eventos hemorrágicos, reduzindo ou até mesmo tornando nulo a médio prazo o benefício decorrente da ICP35. O risco de sangramento pode ser avaliado por escores clínicos de predição, como o CRUSADE, porém estes escores não apresentam um bom valor preditivo, o que limita a avaliação adequada do risco hemorrágico36.
Nos pacientes com SCA, o risco de complicações trombóticas é elevado, sendo o cenário ideal para uma antiagregação plaquetária precoce e intensa, o que não ocorre com os pacientes com DAC crônica e, por isso, não devem ser expostos a um elevado risco hemorrágico.
Outra opção, mais ainda não avaliada em estudos clínicos randomizados, seria a utilização de inibidores dos receptores P2Y12 mais potentes (prasugrel ou ticagrelor) na fase aguda do evento coronariano, sendo realizada em seguida a troca (
A seleção do antiplaquetário deve ser, portanto, avaliada de forma criteriosa, levando-se em consideração todos seus efeitos adversos, pois a suspensão dessa medicação impõe um risco aumentado de eventos isquêmicos aos pacientes submetidos à ICP. A avaliação da reatividade plaquetária pode permitir a individualização do tratamento antiagregante. Entretanto, os testes para avaliar a reposta a antiagregação plaquetária ainda apresentam baixa sensibilidade, custo elevado e necessitam de evidências robustas que demonstrem benefício clínico.
Concepção e desenho da pesquisa: Chan M; Redação do manuscrito: Falcão FJA, Carvalho L; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Alves CMR, Carvalho ACC, Caixeta AM.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Felipe Jose de Andrade Falcão Rua Isaac Salazar, 102/902, Tamarineira CEP 52060-105, Recife, PE - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 14/05/12; revisado em 30/05/12; aceito em 25/03/13.
Apart from their role in hemostasis and thrombosis, platelets are involved in many other biological processes such as wound healing and angiogenesis. Percutaneous coronary intervention is a highly thrombogenic procedure inducing platelets and monocytes activation through endothelial trauma and contact activation by intravascular devices. Platelet P2Y12 receptor activation by adenosine diphosphate facilitates non-ADP agonist-mediated platelet aggregation, dense granule secretion, procoagulant activity, and the phosphorylation of several intraplatelet proteins, making it an ideal drug target. However, not all compounds that target the P2Y12 receptor have similar efficacy and safety profiles. Despite targeting the same receptor, the unique pharmacologic properties of each of these P2Y12 receptor-directed compounds can lead to very different clinical effects.
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Apart from their role in hemostasis and thrombosis, platelets are involved in many other biological processes such as wound healing and angiogenesis. Percutaneous coronary intervention is a highly thrombogenic procedure inducing platelets and monocytes activation through endothelial trauma and contact activation by intravascular devices. Platelet P2Y12 receptor activation by adenosine diphosphate facilitates non-ADP agonist-mediated platelet aggregation, dense granule secretion, procoagulant activity, and the phosphorylation of several intraplatelet proteins, making it an ideal drug target. However, not all compounds that target the P2Y12 receptor have similar efficacy and safety profiles. Despite targeting the same receptor, the unique pharmacologic properties of each of these P2Y12 receptor-directed compounds can lead to very different clinical effects.
Platelet aggregation exerts an important role in ischemic complications in patients submitted to percutaneous coronary intervention (PCI). Both the atherosclerotic plaque instability and factors related to the procedure itself (endothelial trauma) and contact of thrombogenic structures and the blood are responsible for this process exacerbation1. Despite thromboxane A2 and adenosine diphosphate (ADP) act sinergistically in platelet activation, ADP interaction with its receptors, specially P2 receptors, enhances and sustains this activation. For this reason, these receptors have been the main target of current antiplatelet drugs2.
Platelets are non-nucleated fragments of megakaryocytes that circulate in the blood stream and have a flattened disk conformation when not activated. They participate in a number of biological processes, from fighting infectious agents to initiating tissue repair by activating angiogenesis. Thus, their functions go well beyond the participation in the coagulation cascade, and they play a key role in modulating the whole tissue repair process3.
In normal conditions, platelets are not activated by the endothelial surface. The endothelial monolayer acts as an antithrombotic surface, since it does not allow the interaction of platelets and sub endothelial proteins and produces prostacyclin I2 and nitric oxide, which are, both, platelet activation inhibitors. Endothelial cells also express the CD39 enzyme, which converts adenosine triphosphate (ATP) to ADP and ADP to adenosine monophosphate (AMP), avoiding platelet activation by ATP and ADP4.
In the presence of vascular injury or trauma, sub endothelial proteins, such as Von Willebrand factor and collagen, are exposed and platelet adhesion occurs with the objective of promoting tissue healing. The interaction between these proteins and platelets is mediated by a number of receptors at the platelet surface (GPIbα, GPVI α2β1), and platelet activation occurs concomitantly to adhesion. Multiple metabolic pathways are stimulated, leading to an increase in calcium intracellular concentration. This increase activates phospholipase A2 and actin-myosin ATPase, leading to thromboxane A2 formation and platelet conformational change, respectively. When activated, platelets release their granules (containing ADP, ATP, serotonin, calcium, fibrinogen, Von Willebrand factors, cytokines and pro-thrombotic factors), increasing their volume and reactivity. In order to form this aggregate, platelets interact through the binding of fibrinogen and glycoprotein IIb/IIIa receptor5.
Platelet deposition at the vessel wall, leucocyte recruitment and smooth muscle cell migration promote an alteration in the arterial structure, known as vascular remodeling. This remodeling, together with the chronic inflammatory state mediated by platelets, consists in a key step in atherosclerotic plaque formation, intimal hyperplasia and stent restenosis6.
Secreted by red blood cells, endothelial cells and released in platelet granules, ADP is an important mediator of the activation and platelet aggregation amplification. ADP interacts with the platelet surface through receptors of the P2 family, whose two subtypes can be differentiated by the intracellular activation pathway: P2X (binded to ion channels) and P2Y (coupled to G protein). There is currently a new classification based on the agonist type: P2X1, activated by ATP; P2Y1 and P2Y12, activated by ADP (
The P2X1 receptors are responsible for a transient conformational change in platelets, which is associated to the rapid calcium influx. Thus, though not capable of sustaining platelet aggregation, they contribute to collagen-induced activation4.
P2Y1 receptors can be found in multiple tissues, including the heart, blood vessels, smooth muscular cells, nervous tissues, testicles, prostate and ovaries. In response to ADP-mediated activation, calcium is mobilized from platelet storage, leading to conformational change and transient aggregation. This receptor has a key role in the beginning of ADP-induced activation, but, for the effective stabilization of platelet thrombus, the activation of other receptors is required4,5.
P2Y12 receptors, besides being found in platelets, are also present in the microglia, endothelial cells and smooth muscle cells. These receptors have a central role in the amplification of the aggregation induced by all platelet agonists, such as collagen, thrombin, thromboxane A2, adrenaline and serotonin. Despite that, the agonist with the highest affinity, as observed with P2Y1 receptors, is ADP. The intracellular response to its activation is the inhibition of cAMP (cyclic adenosine monophosphate) production, vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) dephosphorylation and GTPase Rap1B and phosphoinositide 3-kinase (PI3-K) activation. The activation of both P2 receptors is important to ADP-induced aggregation, since the selective inhibition of one receptor leads to an important reduction in platelet aggregation8.
Antiplatelet drugs are essential in the management of patients submitted to PCI. There are three groups of antiaggregation drugs with proven clinical efficacy: cyclooxygenase inhibitors (AAS), P2Y12receptor inhibitors and glycoprotein IIb/IIIa antagonists9.
The P2Y12 receptor is the main target of oral inhibitory agents, since it is directly involved in the amplification of the platelet reactivity required for thrombus formation. There are three classes of P2Y12 receptors: thienopyridines, ATP analogues and ciclopentil-triazolo pyrimidines (
The first and the second generation of thienopyridines are represented by ticlopidine and clopidogrel, respectively. Ticlopidine's utilization is limited by a greater incidence of hematologic adverse effects, such as neutropenia and agranulocytosis. Clopidogrel is a pro-drug that must be metabolized in a two-step process by cytochrome P450 (CP450) in the liver to an active metabolite, which will irreversibly bind to the P2Y12 receptors. The majority of the absorbed clopidogrel (85-90%) is hydrolyzed in inactive carboxylic acid and the remaining is rapidly metabolized by CP45015. The 75-mg clopidogrel dose starts acting after two hours, but three to seven days are needed to achieve maximum platelet inhibition. The time for achieving its peak action, however, can be reduced with the utilization of loading doses. With a 300 mg- or 600 mg loading dose, maximum inhibition is achieved in 12 and 3 hours, respectively.
It is worth highlighting that these are mean population values which do not reflect the necessary individual aggregation degree, since a number of pharmacokinetics studies were performed in normal individuals without coronary artery disease (CAD) and no damage to organs responsible for drug excretion or metabolization. Doses higher than 600 mg did not lead to more antiaggregation, since these doses did not lead to an increase in the concentration of the active metabolite4.
Clopidogrel, despite showing efficacy, cannot be considered the ideal antiaggregant. Its main inconveniences are its great individual variability, due to metabolic differences, the irreversible inhibition of the receptors, increasing bleeding risk specially in patients submitted to surgical procedures, and its latency to achieving the peak of action (reducing its benefit to acute coronary syndrome (ASC) patients needing fast platelet activity inhibition16.
Approximately 30% of the patients taking conventional doses of clopidogrel develop resistance or low response to the drug. This percentage represents a clinically vulnerable population with a high risk of major cardiovascular events, including AMI, stent thrombosis and death17.Various factors influence this individual variability, including obesity, diabetes mellitus, ASC, age and mutations in the genes coding P450 cytochrome enzymes.
The patients that are homozygous for mutant alleles of CYP2C19 present a high risk of cardiovascular events, mainly stent thrombosis2.Due to this evidence, the FDA issued an alert recommending that the utilization of other antiaggregation agent or unusual doses of clopidogrel be considered for these patients, individualizing platelet antiaggreagation18.
Individualized therapy is common in clinical cardiology. Various drug classes are dosed according to the clinical or laboratory response of the patient, such as anti-hypertensive and anticoagulant drugs, respectively.
The utilization of laboratory exams that allow a more precise evaluation of the individual variability in antiaggregant response is thus necessary. Currently, two test groups are available for this purpose: genetic and platelet reactivity tests. Since the genotype is constant, its evaluation is not capable of adequately measuring the cumulative influence and the dynamics of the various factors that interfere in platelet reactivity; thus, despite still limited by technical factors, it is more appropriate to evaluate the final phenotype than the genotype.
The gold standard for platelet function evaluation is light transmission aggregometry. Despite that, the standardization of this method is difficult, demanding approximately four hours for its performance and requiring specific training. Bedside tests, such as VerifyNow®, have been highlighted by their easy utilization, rapid results, and for the lack of sample preparation requirement19.
A number of studies employed the ROC curve for defining the ideal platelet reactivity value relative to the thrombotic risk (cardiovascular mortality, stent thrombosis and non-fatal AMI). The best match between sensitivity and specificity was obtained with 240 P2Y12 reaction units (PRU)15. More recently, the ADAPT-DES study reported that a PRU > 208 and a platelet inhibition percentage equal or inferior to 11% were independently associated to stent thrombosis20.
The clopidogrel dose guided by VerifyNow® was evaluated in the GRAVITAS study. Chronic CAD patients that had been submitted to stent angioplasty and were considered resistant to clopidogrel (PRU > 240) were randomized to a doubled dose (bolus plus maintenance) or standard dose of clopidogrel. Despite the smaller PRU levels seen in the patients taking the higher clopidogrel dose, no difference was observed regarding primary outcome (death, non-fatal AMI and non-fatal stroke)21. In the ARTIC study, the number of events was not reduced by using platelet aggregation guided therapy after drug-eluting stents in the chronic CAD patient population22.
However, the study ADAPT-DES showed that, in patients with CAS, it was possible to evaluate stent thrombosis risk using PRU value, confirming the importance of the clinical presentation type (acute/chronic) to antiaggregation intensity20.
Another method for evaluating platelet aggregation is quantifying VASP (vasodilator-stimulated phosphoprotein) using flux cytometry. VASP is an intracellular protein activated by the binding of agonists to P2Y12 receptors12. In basal conditions, this protein is not phosphorylated and is regulated by the cAMP pathway, which is activated by prostaglandin E1 action and inhibited by ADP via the P2Y12 receptors. VASP phosphorylation is associated to P2Y12 receptor inhibition and the non-phosphorylated form is associated to these receptors' activation. This method, however, demands intense laboratory work and is expensive15.
The difficulty in simulating in vitro hemostasis is the main barrier for the utilization of these tests23. The limitations for the evaluation of the platelet-endothelium and platelet-leukocyte interactions as well as the utilization of thrombotic surfaces as potential aggregation activators cannot be ignored; besides that, the utilization of agonists separately and in fixed concentrations is not similar to the physiological process. Other relevant point is that measuring aggregation in one blood sample is different from quantifying activity in the specific site of the tissue damage. Thus, the agonist may bind to the receptor, but intracellular pathways may exist that contribute to different responses when measuring platelet reactivity.
Prasugrel, a third-generation thienopyridine drug, is a pro-drug with pharmacokinetic profile similar to clopidogrel which needs one less step to be converted to its active metabolite. Its distinct chemical structure allows a smaller dependency from CP450 for its activation. Its pharmacokinetics is more stable than clopidogrel since it is not influenced by CP450 mutations, resulting in a faster onset of action, and peak aggregation after 30 minutes16.
In the randomized study TRITON-TIMMI 38, prasugrel, when compared to clopidogrel, showed greater efficacy in significantly reducing IAM rates (7.4% vs 9.4%) and stent thrombosis (2.4% vs 1.1%) in ACS patients; however, patients treated with prasugrel presented higher bleeding rates (2.4% vs 1.8%) and the mortality rates were not significantly different. The subgroup analysis did not recommend its use by patients with past history of stroke/transient ischemic attack (TIA), individuals older than 75 years old or weighing less than 60 kg, due to increased bleeding risk. The patients with past history of stroke/TIA presented net damage with the utilization of prasugrel12. The drug was not able to reproduce the benefit seen with clopidogrel in patients with stable CAD or ACS without ST elevation treated conservatively24,25.
Despite prasugrel being considered more potent than clopidogrel, in vivo and in vitro studies showed that their active metabolites have equivalent potencies. Thus, its clinical benefit can be better explained by its better pro-drug conversion into active compounds than clopidogrel. Consequently, most patients treated with this drug tend to have faster inhibition of platelet aggregation16.
ATP analogues are represented by cangrelor. This drug is a potent reversible inhibitor of P2Y12 receptors that does not need to be metabolized in order to act and is given only intravenously. Since it is an active metabolite, its peak of action is achieved in 2 to 30 minutes when given as a bolus or not, respectively. Its plasma half-life is six minutes, leading to a return to basal platelet aggregation one to two hours after finishing infusion. The studies that compared cangrelor and clopidogrel, however, were not able to show clinical difference between these drugs14,26.
The BRIDGE study compared cangrelor to placebo in patients who discontinued the thienopyridine due to upcoming surgical bypass. Cangrelor was able to maintain antiaggregation until the intervention without, however, increasing bleeding rates during surgery. Cangrelor utilization as a bridge to patients subject to high thrombotic risk that need to be submitted to surgical procedures seems to be promising27.
The most recent P2Y12 receptor inhibitor class is the ciclopentil-triazolo pyrimidines, represented by ticagrelor. Unlike the thienopyridines, ticagrelor does not need to be metabolized by the liver, interacts with platelet receptors reversibly and has faster onset and peak of action28. Action onset and peak are similar to clopidogrel in non-responding patients29.
Both efficacy and safety of ticagrelor were evaluated in the PLATO study, in which 18,624 ACS patients were randomized for receiving clopidogrel (75 mg/day, with a loading dose of 300 to 600 mg) or ticagrelor (90 mg twice daily, with a 180 mg loading dose). The primary combined endpoint (mortality due to vascular cause, AMI or stroke) in 12 months was significantly smaller in the ticagrelor group (9.8% vs 11.7%). No significant difference was verified on major bleeding rates when the study's major bleeding rate was used. However, when TIMI's major bleeding criteria were used, the bleeding rate was higher in patients not submitted to myocardial bypass in the ticagrelor group (2.8% vs 2.2%; p = 0.03).The isolated analysis of AMI, vascular mortality and all-cause mortality rates showed a statistically significant rate in patients taking ticagrelor. In this study, the main adverse effects were dyspnea and bradycardia13.
One possible hypothesis for explaining the mortality reduction obtained with ticagrelor is that this drug has other effects besides antiplatelet action. Ticagrelor inhibits adenosine reuptake by red blood cells and is structurally related to adenosine, suggesting that the latter may be one of its metabolites. Adenosine has cytoprotective, anti-inflammatory, antifibrotic and cardioprotective properties, which could explain ticagrelor benefits. Adenosine can also justify the main adverse effects of this drug, such as dyspnea and ventricular pauses. More evidence is required, though, for confirming the direct association of ticagrelor and adenosine30,31.
Due to its short half-life, platelet reactivity returns to basal levels after 3 to 4 missing doses. This is important for patients requiring surgical intervention. However, bad drug adherence quickly exposes the patient to the risk of ischemic events.
There are no studies comparing these drugs clinically; thus, care must be taken when extrapolating data from different papers. The study TRITON randomized the great majority of its patients (99%) with knowledge of their coronary anatomy, while PLATO, on the other side, randomized patients at the emergency room. The clopidogrel dose allowed in the two studies was also different. Approximately 50% of the patients in the PLATO study and 33% of the TRITON study patients were taking proton pump inhibitors. A final diagnosis of ACS with ST elevation was made in 37% of the patients in the PLATO study and 26% of the patients in the TRITON study. In PLATO, with the exception of patients submitted to thrombolysis, all therapeutic regimens were evaluated (interventionist, surgical and clinical), while in TRITON patients were randomized after intervention was indicated12,13. Thus, the two studies have different populations and designs, and it is not possible to compare the drugs.
Biondi-Zoccai et al32 evaluated both drugs in an indirect metanalysis and demonstrated the benefit of prasugrel regarding stent thrombosis and ticagrelor regarding major bleeding related to surgical bypass. No difference was observed regarding mortality, AMI or stroke32.
In a pharmacodynamic analysis of 44 ACS patients with high platelet reactivity after taking clopidogrel, Alexopoulos et al33 showed that ticagrelor provided lesser platelet inhibition than prasugrel (32.9 PRU
Platelet antiaggregation is essential in the management of patients submitted to PCI. The risks of bleeding and thrombotic events must guide antiaggreagation therapy intensity. The more intense the antiaggregation, higher the peri and post-surgery bleeding risks. These risks must always be evaluated, since bleeding complications per se lead to a worse prognosis34. In the group of patients with chronic renal dysfunction, for example, dual platelet antiaggregation therapy greatly increases hemorrhagic events, reducing or even overriding PCI benefit on a medium term basis35. The bleeding risk can be evaluated by clinical prediction scores such as CRUSADE, but these scores do not have good prediction values, limiting proper evaluation of the hemorrhagic risk36.
In ACS patients, there is a high risk of thrombotic complications, an ideal scenario for early and intense platelet anti-aggregation; the same is not true for chronic CAD patients which, for this reason, are not to be exposed to high hemorrhagic risk.
Other option, not yet evaluated in randomized clinical studies, would be the utilization of more potentP2Y12 receptor inhibitors (prasugrel or ticagrelor) in the acute phase of the coronary events, followed by a bridge with clopidogrel, aiming to reduce medium and long term bleeding risk. However, the duration of each therapy or whether this strategy would be really efficacious from a clinical point of view is still unknown and should not be recommended in daily clinical practice.
Antiplatelet selection must thus be carefully evaluated taking into account all adverse events, since its discontinuation imposes and increased risk of ischemic events to patients submitted to PCI. Accessing antiplatelet reactivity may allow anti-aggregation therapy individualization. However, tests for evaluating the response to platelet anti-aggregation drugs are still expensive, lack sensitivity and still require robust evidence showing clinical benefit.
Conception and design of the research: Chan M; Writing of the manuscript: Falcão FJA, Carvalho L; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Alves CMR, Carvalho ACC, Caixeta AM.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any post-graduation program.