1

Fundamentos Fundamentos dedebudesbudesóónidanida yy formoterolformoterol

Esteban MorcilloDpt. Farmacología

Facultad de MedicinaValencia (España)

Noviembre 2005Noviembre 2005

Fundamentos de Fundamentos de budesbudesóónidanida y y formoterolformoterol

““RationaleRationale””FormoterolFormoterol--BudesBudesóónidanida

2

20001985

1980

Esteroidesinhalados

1972

Salbutamol1968

Introducciónproductos en combinación

1995

Progresión en la terapia del asma

1990Lanzamientoβ -agonistaslarga duración

2

Elevado uso de β2–agonistas de

corta acción

Broncoespasmo Inflamación Remodelado

1975

Incremento usode ICS

Un reto Un reto para la para la

investigainvestigacicióón n

clclíínica y nica y bbáásicasica

I. FORMOTEROL: FARMACOLOGIA

II. BUDESONIDA:FARMACOLOGIA

III. FUNDAMENTO/RATIONALECOMBINACIÓN LABA-ICS (FORMOTEROL-BUDESONIDA)

3

β2-adrenoceptor humano

β2-adrenoceptor humanoGPCR

7TMGPCRGPCR7TM7TM

Unión agonista - β2-AR

4

extracelular

intracelular

Membrana plasmática

β2-AR

agonista

PKAinactiva

GsAC

ATPAMPc

PKAactiva

5’-AMP

PDE 4

proteína Proteína-PO4

fosfatasas

gen

Cambios en expresión génica

CREBCRE

•antagonismo funcional en músculo liso de vías aéreasEFECTO BRONCODILATADOR

•Inhibición de células inflamatorias e inmunocompetentesEFECTO ANTI-INFLAMATORIO

••antagonismo funcional en antagonismo funcional en mmúúsculo liso de vsculo liso de víías aas aééreasreasEFECTO BRONCODILATADOREFECTO BRONCODILATADOR

••InhibiciInhibicióón de cn de céélulas inflamatorias lulas inflamatorias e e inmunocompetentesinmunocompetentesEFECTO ANTIEFECTO ANTI--INFLAMATORIOINFLAMATORIO

INHIBIDORES PDE 4––

++

ACCIONES A CORTO PLAZOACCIONES A CORTO PLAZO

ACCIONES A LARGO PLAZOACCIONES A LARGO PLAZO

5

PKAPKA

BillingtonBillington & & PennPenn 20032003

Chemical structures of β2-agonists

Formoterol: medium side chainSalbutamol: short side chain

Salmeterol: long side chain

OH

NH

O

CHCH2NHCHCH2

H

OCH3

OH CH3CHCH2NH

CH2 OH

CH3

CH3

CH3

OH

OH

CHCH2NH

CH2 OHOH

OOH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2

CH2 CH2 CH2 CH2

6

Roux et al., AJRCCM 1996

β2-agonist affinities and selectivities

pKiCompetingagonist ß1 ß2

Selectivity†

β2/β1

† Selectivity is the ratio of the inhibition constants 10 (pKIß2 - pKIß1)

Isoprenaline 6.1 6.3 1

Salmeterol 5.7 8.0 190

Formoterol 6.3 8.1 60

Salbutamol 4.7 5.8 13

(affinity)

Diferencia: 2 Diferencia: 2 óórdenes de magnitudrdenes de magnitud¡¡ DIFERENCIA DE DOSIS !DIFERENCIA DE DOSIS !

pKi = 5.6

pKi = 7.1

pKi = 7.3

7

Unión agonista - β2-AR

MicroenvironmentMicroenvironmentMicroenvironment

lipofílicolipoflipofíílicolico

hidrofílicohidrofhidrofíílicolicohidrofhidrofíílicolico

Anderson et al., Life Sci 1993

Aqueous biophase

Cell membranewith ß2-receptor

SalbutamolHydrophilic

Short durationFast onset

FormoterolIntermediate

Long durationFast onset

SalmeterolLipophilic

Long durationSlow onset

Microkinetic diffusion theory

8

Classes of β2-agonists

fast onset, short duration fast onset, long durationfast onset, long duration

slow onset, short duration slow onset, long duration

inhaled terbutalineinhaled salbutamol

inhaled inhaled formoterolformoterol

oral terbutalineoral salbutamoloral formoterol

inhaled salmeteroloral bambuterol

MAINTENANCE

RELIEVER MEDICATIONSpeed of onset

Duration of action

fast

slow

longshort

37 yr old woman 25-yr history of asthma.FEV1 1.27 L (49.8% predicted) – 0.49 L ( 38%)Treated with inhaled budesonide and salbutamolHigh resolution multislice helical computed tomographic scanning

beforebefore afterafterSALBUTAMOLSALBUTAMOL

33ªª

44ªª

44ªª

55ªª

66ªª

77ªª

88ªª

oclu

ido

oclu

ido

beforebefore afterafterSALBUTAMOLSALBUTAMOL

Tam

ura

& S

uda

–Ja

pan

-NEJ

M 2

005;

352

,e14

9

Minutes

60

25

20

15

10

5

0

0 5 10 15 20 30 40 50

FEV 1

(% in

crea

se fr

om b

asel

ine)

At 3 minutes all formoterol doses significantly better than salmeterol (p < 0.05)

Formoterol 18 µg Turbuhaler

Formoterol 9 µg Turbuhaler

Formoterol 4.5 µgTurbuhaler

Salmeterol 50 µgDiskhaler

Placebo

Palmqvist et al. Eur Respir J 1997

N = 28Double-blind, placebo-controlled, cross-over

Onset of actionbronchodilating effect

Onset of action relief of acute bronchoconstriction

0 5 10 15 20 25

Salbutamol Turbuhaler50 µg

Formoterol Turbuhaler9 µg

Salmeterol Diskhaler50 µg

Placebo

Politiek et al, Eur Respir J 1999

FEV (%)

N=17, adult asthmaticsMethacholine-induced bronchoconstriction** p<0.0001 for formoterol vs salmeterol and placebo; no significant difference between formoterol and salbutamol

**

Comparisons 3 min after inhalation of bronchodilator

10

Onset of actionbronchodilating effect

Formoterol 9 µgFormoterol 4.5 µgSalbutamol 200 µgSalbutamol 100 µgPlacebo

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

Mea

n FE

V 1(%

cha

nge

from

bas

elin

e)

Mins after drug administration

*p<0.001 for all active treatments compared with placebo

*

Seberová & Andersson, Respir Med 2000

N = 36 adult asthmaticsDouble-blind, double-dummy, cross-over, randomizedFEV1 measured 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30 minutes after inhalation

Duration of action ofinhaled formoterol

First pivotal experiment in humans

Time (min)

Bro

ncho

dila

ting

capa

city

(%)

Formoterol 6 µg

Salbutamol100 µg

-20

020

40

6080

100

0 60 120 180240 300360 420 480

Löfdahl and Svedmyr Allergy 1989

Inhaled route

At 8 hours terbutaline 1.25 mg was inhaled

11

Duration of effect - bronchodilation

***

***FEV 1

(L)

Time (h)0 2 4 6 8 10 12

2.2

2.4

2.6

2.8

p<0.001 for all formoterol and salmeterol doses compared with placebo at 12 h

Formoterol 18 µgFormoterol 9 µgFormoterol 4.5 µgSalmeterol 50 µgPlacebo

Palmqvist et al, Eur Respir J 1997

• 20 subjects, mild to moderate asthma• Double-blind, placebo-controlled, cross-over study• Subjects inhaled, in random order, placebo or BUD/F (2x 100/6 µg)• Administered in the evening (20:00 h) on two separate occasions• Lung function: FEV1, specific airway conductance, maximum expiratory flow

•• 20 20 subjectssubjects, , mildmild toto moderatemoderate asthmaasthma•• DoubleDouble--blindblind, placebo, placebo--controlledcontrolled, cross, cross--overover studystudy•• SubjectsSubjects inhaledinhaled, in , in randomrandom orderorder, placebo , placebo oror BUD/F (2x 100/6 BUD/F (2x 100/6 µµgg))•• AdministeredAdministered in in thethe eveningevening (20:00 h) (20:00 h) onon twotwo separateseparate occasionsoccasions•• LungLung functionfunction: FEV1, : FEV1, specificspecific airwayairway conductanceconductance, , maximummaximum expiratoryexpiratory flowflow

12

PlaceboPlaceboCircadianCircadian variationvariation

BUD/FBUD/F

CONCLUSIONCONCLUSIONTheThe single single eveningevening administrationadministration ofof formoterolformoterol fromfrom BUD/F BUD/F

turbohalerturbohaler resultedresulted in in bronchodilationbronchodilation ofof atat leastleast 24 h24 h

04:00 04:00 amam

Efectos farmacológicos

a) Bronquio humano aislado

13

Human Human isolatedisolated bronchusbronchus

BronchialBronchial ringring

Efficacy of β2-agonists

Källström et al., Br J Pharmacol 1994

Formoterol TerbutalineSalmeterol

100

50

0-10 -9 -8 -7 -6 -5

Relaxation (%)

Log (mol l-1)

∆ Efficacy

max. relaxation for formoterol

max. relaxation for salmeterol

14

Potencies of β2-agonists

Källström et al., Br J Pharmacol 1994

Maximal possible relaxation (100%)

50% relaxation for formoterol

0-10 -9 -8 -7 -6 -5

Log (mol l-1)

Formoterol TerbutalineSalmeterol

50% relaxation for salmeterol

∆ Potency

La relajaciLa relajacióón de n de formoterolformoterol es es estereoselectivaestereoselectiva

Bronquio humano aisladoSchmidt et al (K.F.Rabe)NSAP 2000; 361:405-9

15

Chart Window

Cha

nnel

1 (g

)

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

17:13:20, 17:30:00, 17:46:40, 18:03:20, 18:20:00, 18:36:40, 18:53:20,5 6

03/06/2005 10:22:17 03/06/2005 10:22:17

AtropineAtropine (10(10--88M)M) AtropineAtropine (10(10--77M)M)

Estimulación eléctrica del bronquio humano aislado

Voltaje: 40-70 VDuracion del pulso: 5 msFrecuencia: 8 pulsos por segundo0.01 trenes por segundo (cada 100 s un tren)duración del tren: 10 segundos

Voltaje: 40Voltaje: 40--70 V70 VDuracionDuracion del pulso: 5 del pulso: 5 msmsFrecuencia: 8 pulsos por segundoFrecuencia: 8 pulsos por segundo0.01 trenes por segundo 0.01 trenes por segundo (cada 100 s un tren)(cada 100 s un tren)duraciduracióón del tren: 10 segundosn del tren: 10 segundos

00:16:40

Chart Window

Cha

nnel

2 (g

)

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

15:00, 1:23:20, 1:31:40, 1:40:00, 1:48:20, 1:56:40, 2:05:00,2

09/05/2005 17:29:48

FormoterolFormoterol fumaratofumarato(10(10--88M)M)

00:08:20

16

Chart Window

Cha

nnel

1 (g

)

0,0

0,5

1,0

1

1:40:00, 2:13:20, 2:46:40, 3:20:00, 3:53:20, 4:26:40, 5:003

06/06/2005 15:35:19 06/06/2005 15:35:19

FormoterolFormoterolfumaratefumarate (10(10--88M)M) WashWash outout

00:33:20

Cha

nnel

1 (g

)

0,0

0,5

1,0

1,5

1

2:46:40, 5:33:20, 8:20:00, 11:06:40, 13:53:20,3 4

FormoterolFormoterolfumaratefumarate (10(10--

88M)M) WashWashoutout

ArtifactArtifact((changechange ofof carbogencarbogen))

2:46:40

Periodo de observaciPeriodo de observacióón:n:Aprox. 10 hAprox. 10 h

17

Efectos farmacológicos

b) Efectos anti-inflamatorios

β2 (hormonal)β1 (innervated)

High densityof β2-AR

18

Amplia distribución de β2-adrenoceptores en pulmón

Efecto anti-inflamatorio de los agonistas de β2-adrenoceptores

19

Effect of formoterol on histamine-induced plasma exudation

in induced sputum50

40

30

20

10

0

**

PlaceboFormoterol (18µg x2)

30min 8 hours

α2macroglobulin(µg/mL)

Greiff et al., Thorax 1998

HealthyHealthy subjectssubjectsN=16N=16

Bronchoprotection by formoterolon AMP and histamine challenge

Nightingale et al. AJRCCM 1999

Salbutamol200 µg

AMP Hist AMP Hist

NS

Mast cell stabilising effect

p<0.05

0

2.5

5

7.5

∆P

C20

(dou

blin

g di

lutio

ns)

Formoterol and salbutamolgave similar prechallengebronchodilator response

Formoterol9µg

20

Effect of β2 -agonists on leukotriene-induced respiratory burst

in guinea-pig eosinophils

0

20

40

60

9 7 5

Inhibition of H2O2generation (%)

- log [ß-adrenoceptor agonist (M)]

Rabe et al., Eur J Pharmacol 1993

salmeterol

salbutamol

formoterol

•• RandomizedRandomized, , doubledouble--blindblind, placebo , placebo controlledstudycontrolledstudy•• 99--wkwk treatmenttreatment inhaledinhaled 24 24 µµgg formoterolformoterol, 400 , 400 µµgg budesonidebudesonide oror matchedmatched placeboplacebo•• 30 30 asthmaticsasthmatics (10 (10 perper groupgroup))•• FiberopticFiberoptic bronchoscopiesbronchoscopies beforebefore//afterafter treatmenttreatment•• BronchialBronchial mucosalmucosal biopsiesbiopsies

After formoterol treatment therewas a significant decrease in eosinophils and the epithelialexpression of activated NF-κB

AfterAfter formoterolformoterol treatmenttreatment theretherewaswas a a significantsignificant decreasedecrease in in eosinophils eosinophils andand thethe epithelialepithelialexpressionexpression ofof activatedactivated NFNF--κκBB

21

• Formoterol is highly selective for the β2-receptor

• Formoterol is highly potent and almost full agonist

• Inhaled formoterol has a fast onset of bronchodilation plus a long duration of action

• Formoterol has inhibitory effects on inflammatory cells

Formoterolsummary of pharmacological properties

SEGURIDAD DEL FORMOTEROL

22

7203600 60 120 180 240 300

112

108

104

100

96

92

88

84

Mins after first dose

bpm

Formoterol 90 µg total doseTerbutaline 10 mg total dose

Administration of formoterol/terbutaline

Administration of methylprednisolone

Formoterol – less systemic effectPulse rate

N = 36 adultsRandomized, parallel, double-blindEmergency room treatment of acute bronchoconstrictionMalolepszy et al. Eur Respir J 2001

0 60 120 180 240 300 360 7203.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

Mins after first dose

mm

ol/l

Formoterol 90 µg total doseTerbutaline 10 mg total dose

Administration of formoterol/terbutaline

Administration of methylprednisolone

Formoterol – less systemic effectMean serum potassium

Malolepszy et al. Eur Respir J 2001

N = 36 adultsRandomized, parallel, double-blindEmergency room treatment of acute bronchoconstriction

23

Formoterol minimises systemic burdenA schematic summary of clinical results

Derived from: 1. Ringdal N et al. Respir Med 1998 2. Palmqvist M et al. ERJ 1997 3. Borgström L et al. AJRCCM 19964. Tötterman KJ et al. ERJ 1998 5. Rosenborg J et al. Eur J Clin Pharmacol 2000 6. Malolepszy J et al. ERJ 2001

0 6 12Time after dose (hrs)

arbitraryunits

Systemic effects

Therapeutic effectsshort-acting ß2-agonists

short-acting ß2-agonists

Formoterol

Formoterol

RELIEF 2003

1139 centros en 24 paises1139 centros en 24 paises

24

RELIEF 2003

• Paciente ambulatorio (At. primaria y especialista)• ≥ 6 años de edad• Diagnóstico clínico de asma• Candidatos a recibir un agonista β2 como

medicación de alivio sintomático• Ensayo PRAGMATICO: Mimetiza situación de

prescripción normal (‘real-life’)• Diseño abierto (6 meses de duración)• 9,064 pt formoterol [39 años (5-91)] 847 (≤11 años)

9,060 pt salbutamol [39 años (4-91)] 849 (≤11 años)

RELIEF 2003

• Objetivo primario: examinar la seguridad de formoterol Turbuhaler®4.5 µg vs. salbutamol (pMDI o equiv.) 200 µg, ambos a demanda.

• Variables primarias de seguridadacontecimientos adversos relacionados

con asma y no-relacionadosretiradas debidas a acontecimientos

adversos

25

Acontecimientos adversos

1013Nº máximo de AAspor paciente

3.775 (42%)3.734 (42%)Nº de pacientes quecomunicaron AAs

6.6796.740Acontecimientosadversos (AAs)

Salbutamol pMDI or equiv.

(n=8.938)

FormoterolTurbuhaler(n=8.924)

Acontecimientos adversos más frecuentes

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Dolor espalda

TosCefalea

Gripe

Sinusitis

Infección respiratoria

Infecc. respiratoria tracto superiorBronquitis

Nasofaringitis

Empeoramiento del asma

Formoterol Turbuhaler Salbutamol

*

*

26

Acontecimientos adversos graves

11 (0,1%)13 (0,1%)Muertes

299 (3,3%)278 (3,1%)Nº pacientes quecomunicaron AAGs

327 (3,7%)305 (3,4%)Número de AAGs

Salbutamol

(n=8.938)

Formoterol Turbuhaler(n=8.924)

Acontecimientos adversos gravesmás frecuentes

0 20 40 60 80 100 120 140

Infecc. respiratoria tracto superior

Dolor de tórax

Bronquitis

Dolor abdominal

Apendicitis

Insuficiencia cardíaca

Angina de pecho

Infección respiratoria

Neumonía

Empeoramiento del asma

Formoterol TurbuhalerSalbutamol

27

Análisis de subgruposNiños 6-11 años / Adolescentes 12-17 años

FORMOTEROL SALBUTAMOL

Acontecimientos adversos gravesNiños 19 (2,3%) 14 (1,7%)Adolescentes 16 (2,0%) 16 (2,0%)

Abandono por acontecimientos adversosNiños 5 (0,6%) 1 (0,1%)Adolescentes 14 (1,8%) 6 (0,8%)

ExacerbacionesNiños 32,4 35,0Adolescentes 23,6 26,1

Algunos hallazgos clave

• El número de acontecimientos adversos graves fue bajo, sin diferencias entre tratamientos, incluyendo las muertes

• Hubo pocas retiradas, incluyendo aquellas debidas a acontecim. adversos

• Menor nº de exacerbaciones con formoterol, y mayor tiempo hasta la primera exacerbación

28

Conclusión: estudio RELIEF

Formoterol Turbuhaler empleado a demanda para el alivio de los síntomas del asma tiene un perfil de seguridad similar al de salbutamol.

•• RandomizedRandomized, , multicentermulticenter, , doubledouble--blindblind, , doubledouble--dummydummy, , parallelparallel--groupgroup

•• TreatmentTreatment ofof acuteacute asthmaasthma

•• BudesonideBudesonide//formoterolformoterol 320/9 320/9 µµgg, , twotwo inhalationsinhalations ((total total dosedose: 1280/36: 1280/36))

•• SalbutamolSalbutamol 100100µµg, g, eighteight inhalationsinhalations ((total total dosedose: 1600: 1600))

29

Conclusion ACUTE ASTHMA

•• HighHigh--dosedose budesonidebudesonide//formoterolformoterolTurbuhalerTurbuhaler isis wellwell toleratedtolerated andandprovidesprovides similarlysimilarly rapidrapid andand effectiveeffectivebronchodilationbronchodilation as as highhigh--dosedosesalbutamolsalbutamol viavia pMDIpMDI andand spacerspacer in in thethe treatmenttreatment ofof acuteacute asthmaasthma..

30

II. BUDESONIDA:FARMACOLOGIA

Caramori & Adcock 2003

Mechanism of glucocorticoid actionMechanism of glucocorticoid action

TRANSACTIVACITRANSACTIVACIÓÓNN

TRANSREPRESITRANSREPRESIÓÓNN(no-genómica)

R R citoscitosóólicolico

chaperonaschaperonas

31

Núcleo

GR

BudesónidaBudesónida

Esteres de Budesónida inactiva

LipolisisEsterificación

Miller-Larsson A, et al (1998)Wieslander E, et al (1998)

RG: receptor de glucocorticoide

Esterificación de la budesónida

un mecanismo clave queprolonga la presencia de budesónida activa en la

célula

BUDESBUDESÓÓNIDA: LARGA DURACINIDA: LARGA DURACIÓÓN DE ACCIN DE ACCIÓÓNN

BUDESONIDA: RAPIDEZ DE ACCIBUDESONIDA: RAPIDEZ DE ACCIÓÓNNUTILIDAD EN CRISIS/EXACERBACIONUTILIDAD EN CRISIS/EXACERBACION

• Ellul-Micallef & Johansson BJCP 1983; 15:419Randomized, double-blind, double-dummy – ASMA AGUDORAPIDO INICIO DE EFECTO DE BUD COMPARABLE A PREDNISOLONA

• URGENCIAS – ATAQUE AGUDO DE ASMAPEDIATRIA (Volovitz et al JACI 1998; 102:605; Devidayal et al Acta

Paediatr 1999; 88:835; Singhi et al J Paediatr Child Health 1999; 35:483) ADULTOS (Higenbottam et al BioDrugs 2000; 14:247)

ENSAYOS CLINICOS CONTROLADOS (evn positiva a 2-h en algunos)BUD (inhalada) TAN EFICAZ COMO PREDNISOLONAtambién positivo para otros indicadores clínicos

• Gibson et al AJRCCM 2001; 163:32 - single dose 2,400µg BUD TurbuhalerRandomized, double-blind, placebo-controlled studiesEvaluation: at 6-h (stable asthma / no exacerbation)

lower sputum eosinophils2.2-fold improvement in airway responsiveness

32

Esteroides inhaladosRAPIDEZ DE ACCION

UTILIDAD EN CRISIS/EXACERBACION

Rodrigo AJRCCM Rodrigo AJRCCM 20052005RandomizedRandomized controlledcontrolled studystudyHighHigh & & repeatedrepeated dosesdoses ofof FPFPvs.vs. standardstandard i.vi.v. HYD. HYDAdultAdult patientspatientsSevereSevere acuteacute asthmaasthma

ICS more ICS more effectiveeffective thanthan iviv steroidsteroid•• higherhigher bronchodilatorbronchodilator responsesresponses•• lowerlower clinicalclinical ratingsratings•• minimalminimal sideside effectseffects

•• EarlyEarly andand more more rapidrapid improvementimprovement•• TherapeuticTherapeutic effecteffect waswas evidentevident

as as soonsoon as 90 as 90 minmin afterafteremergencyemergency dptdpt. . presentationpresentationD

isch

arge

Dis

char

geth

resh

old

thre

shol

d

AllAll patientspatients PatientsPatients FEVFEV11<1L<1L

“Nongenomic” actions of steroidsLösel & Wheling Nature Review Mol Cell Biol 2003

Wanner et al Proc ATS 2004

AIR

WA

Y M

UC

OSA

L B

LOO

D F

LOW

AIR

WA

Y M

UC

OSA

L B

LOO

D F

LOW Inhaled corticosteroids

comparative vasoconstrictive efficacyInhaledInhaled corticosteroidscorticosteroids

comparativecomparative vasoconstrictivevasoconstrictive efficacyefficacy

33

“Nongenomic” actions of steroidsLösel & Wheling Nature Review Mol Cell Biol 2003

Wanner et al Proc ATS 2004

ConclusionesConclusiones

Las caracterLas caracteríísticas farmacolsticas farmacolóógicas de gicas de budesbudesóónidanida

•• RRáápido iniciopido inicio y y duraciduracióón prolongada n prolongada de su de su actividad actividad antianti--inflamatoria: inflamatoria: efectos AGUDOS y CRONICOSefectos AGUDOS y CRONICOS

•• RelaciRelacióón n dosisdosis--respuestarespuesta

la hacen adecuada en:la hacen adecuada en:

•• Control de Control de exacerbaciones/urgenciasexacerbaciones/urgencias

•• Terapia Terapia ajustableajustable de de mantenimientomantenimiento en asmaen asma

34

III. Fundamento de la combinación LABA-ICS

(FORMOTEROL-BUDESONIDA)

“coincidentpharmacology”(Barnes 2002)

Corticosteroids enhance theexpression of β2-adrenoceptors

35

Am J Physiol 1995; 268:L41-6

•• FreshFresh human human lunglung•• FromFrom normal normal donorsdonors•• PeripheralPeripheral lunglung tissuetissue

StudyStudy ofof ββ22--adrenoceptorsadrenoceptors•• mRNAmRNA ((NorthernNorthern blotblot))•• ProteinProtein ((radioligandradioligand bindingbinding))

(GRK2)

DESENSIBILIZACIÓNpérdida del acoplamiento funcional con proteína Gs

DESENSIBILIZACIÓNDESENSIBILIZACIDESENSIBILIZACIÓÓNN

heterólogaheterheteróólogaloga

homólogahomhomóólogaloga

36

Desensitization of β2-adrenoceptorsis reversed by corticosteroids

βARK

inflammation

corticosteroidscorticosteroids

InteractionInteraction LABALABA--ICSICSpotentialpotential targetstargets

• Human bronchial epithelial cells

• Human lung fibroblasts

• Human airway epithelial cells

• Human peripheral mononuclearblood cells

37

PhenotipicallyPhenotipically normal normal human human bronchialbronchial epithelialepithelial cellscellsin in primaryprimary cultureculture

• Lung fibroblasts obtained from surgicalspecimens

• Activated with IL-1β to produce:• Adhesion molecules: ICAM-1, VCAM-1• Cytokines: GM-CSF• Chemokines: IL-8

38

BBFF

B+FB+F

• TNF-α contributes to AHR and neutrophil accumulation (IL-8) duringasthma exacerbations

• Synergistic inhibitionis mediated by cAMP

Hallazgos similares para eotaxina y GM-CSF

39

AirwayAirway smoothsmooth musclemuscle in in asthmaasthmanotnot justjust more more ofof thethe samesame

S.A.Shore/Harvard NEJM 2005;351:531-2

C/C/EBPEBPαα = CCAAT/= CCAAT/enhancerenhancer bindingbinding proteinprotein αα

normalnormal

Factor de Factor de transcripcitranscripcióónn

C/C/EBPEBPαα

InhInh prolifprolif ASMASM

promotorpromotor p21p21(Waf1/Cip1)(Waf1/Cip1)

¿¿DEFICIENTE DEFICIENTE EN ASMA?EN ASMA?

p21p21(Waf1/Cip1)(Waf1/Cip1): : proteinprotein kinasekinase inhibitorinhibitor

• Human airway smoothmuscle hyperplasia(proliferation) isimportant for airwayhyperreactivity andlung remodelling

•• CombinedCombined antianti--proliferativeproliferative

effecteffect ofof BUD & FBUD & F

40

Kinetics of cytosol-nucleus translocationWestern blot - HASMC

B F B+F

Kinetics of cytosol-nucleus translocationWestern blot - HASMC

41

Kinetics of transcription factor (protein) – DNA binding (EMSA)

Time

Act

ivat

ion

promoterpromoter genegene

BothBoth transcriptiontranscriptionfactorsfactors bindtinbindtin closecloseproximityproximity

‘‘complexcomplex’’ isismore more effectiveeffective

42

Caramori & Adcock 2003

Cross-talk CS-LABACross-talk CS-LABA

Conclusions• LABA and ICS target different and

complementary aspects of theinflammatory process in asthma.

• …suggesting that there is truesynergism … but even an additiveinteraction is likely to be clinicallybeneficial.

• The clinical benefit…