Study on the interference of NO-donor coxibs with the anti-aggregation effect of aspirin

Acetylsalicylic acid, commonly known as Aspirin, is one of the most widely used drugs in the world, for its anti-inflammatory, antipyretic, and analgesic effects. Another common use is administering it in low doses to prevent ischemic events and blood clot formation, thanks to its ability to inhibit platelet aggregation. This anti-aggregating effect is due to aspirin's ability to irreversibly block the cyclooxygenase-1 enzyme (COX-1), inhibiting the formation of thromboxane A2 in platelets. Many studies have shown that the presence of other NSAIDs in the bloodstream affects aspirin's anti-aggregating effect. This phenomenon is potentially dangerous for politherapeutic patients, as it can reduce the protection offered by aspirin against cardiovascular events. Notably, the presence of selective COX-2 inhibitors (COXIB) can also reduce aspirin's effectiveness. The aim of this study was to investigate how aspirin's platelet anti-aggregating activity can be altered in presence of new NO-donating coxibs. These compounds were synthetized ex novo and descripted in previous publications. To summarize, these NO-donating coxibs are multi-target drugs, capable of both inhibiting COX and releasing nitric oxide (NO). NO exhibits various actions on the cardiovascular system, including vasodilation, modulation of platelet and leukotriene adhesion to vessels, and inhibition of platelet aggregation. Therefore, the NO-donor capacity of these non-donor coxibs could compensate for the negative interference of coxibs on the antiplatelet activity of aspirin. The goal of this research was to determine how these compounds interfered with aspirin's activity compared to a standard COX-2 inhibitor. The platelets aggregation analysis was conducted in a 96-well plates. Blood samples were collected by veni-puncture and centrifugated. The platelet rich plasma (PRP) obtained was transferred in each well with a combination of aspirin (0-10 µM) and celecoxib or NO-donor coxibs (0-2 µM). The aggregation was than activated by an arachidonic acid solution (saline for the negative control samples). The plate was vortexed for 30 s, and immediately read at 595 nm using a plate reader every 15 s for 16 min. The plates were kept at 37°C and were subjected to vigorous shaking in the plate reader between the reading cycles. Our results confirmed the already known celecoxib interference on platelet aggregation, as already studied in previous publications. This parameter was tested to define the correct experimental procedure and as a reference value for comparing the NO-donor coxibs potential interference. The main parameters that influence the aspirin’s anti-aggregation effect are the potency to inhibit COX-1 activity and the intrinsic anti-aggregatory activity of the coxibs. The intrinsic anti-aggregating activity of the NO-donor coxibs contribute to mitigate the interference of the new drugs on the aspirin pharmacological action. Conversely, the ability of coxibs to inhibit COX-1 activity is more complex to characterize. The tested compounds exhibit different levels of COX-1 inhibition compared to celecoxib. The stronger a compound inhibits COX-1, the greater its interference with aspirin's anti-platelet activity. In conclusion, some NO-donor coxibs interfere with aspirin’s effects to a lesser extent than celecoxib. These decrease the drug-drug interaction, allowing a better anti-platelet coverage. It is also true that this interaction is not entirely eliminated, and the aspirin efficacy do not reach the maximum effect compared to the only aspirin administration.

L'acido acetilsalicilico, noto come Aspirina, è uno dei farmaci più utilizzati al mondo, per suoi effetti antinfiammatori, antipiretici e analgesici. Un altro uso comune, è la somministrazione a basse dosi per prevenire eventi ischemici, grazie alla sua capacità di inibire l'aggregazione piastrinica. Questo effetto antiaggregante è dovuto alla capacità dell'aspirina di bloccare irreversibilmente l'enzima cicloossigenasi-1 (COX-1), inibendo la formazione di trombossano A2 nelle piastrine. Molti studi hanno dimostrato che la presenza di altri FANS nel flusso sanguigno influisce sull'effetto antiaggregante dell'aspirina. Questo fenomeno è pericoloso per i pazienti in politerapia, poiché può ridurre la protezione contro gli eventi cardiovascolari. In particolare, anche la presenza di inibitori selettivi della COX-2 (COXIB) può ridurre l'efficacia dell'aspirina. L'obiettivo di questo studio è stato quello di indagare come l'attività antiaggregante piastrinica dell'aspirina possa essere alterata in presenza di nuovi coxib donatori di NO. Questi composti sono stati sintetizzati ex novo e descritti in pubblicazioni precedenti. In sintesi, questi coxib NO-donatori sono farmaci multi-target, capaci sia di inibire la COX che di rilasciare monossido di azoto (NO). L'NO esercita diverse azioni sul sistema cardiovascolare, tra cui vasodilatazione, modulazione dell'adesione di piastrine e leucotrieni ai vasi e inibizione dell'aggregazione piastrinica. Pertanto, la capacità dei coxib NO-donatori di rilasciare NO potrebbe compensare l'interferenza negativa dei coxib sull'attività antipiastrinica dell'aspirina. Lo scopo di questa ricerca è stato di determinare come questi composti interferissero con l'attività dell'aspirina rispetto a un inibitore standard della COX-2. L'analisi dell'aggregazione piastrinica è stata condotta in piastre da 96 pozzetti. I campioni di sangue sono stati raccolti tramite puntura venosa e poi centrifugati. Il plasma ricco di piastrine (PRP) ottenuto è stato trasferito in ogni pozzetto con una diversa combinazione di aspirina (0-10 µM) e celecoxib o coxib NO-donatori (0-2 µM). L'aggregazione è stata quindi attivata con una soluzione di acido arachidonico (soluzione salina per i campioni di controllo negativo). I nostri risultati hanno confermato l'interferenza già nota del celecoxib sull'aggregazione piastrinica, come già studiato in precedenti pubblicazioni. Questo parametro è stato testato per definire la corretta procedura sperimentale e poi utilizzato come valore di riferimento per confrontare il potenziale di interferenza dei coxib NO-donatori. I principali parametri che influenzano l'effetto antiaggregante dell'aspirina sono la potenza di inibizione dell'attività della COX-1 e l'attività antiaggregante intrinseca dei coxib. L'attività antiaggregante intrinseca dei coxib NO-donatori contribuisce a mitigare l'interferenza dei nuovi farmaci sull'azione farmacologica dell'aspirina. Al contrario, la capacità dei coxib di inibire l'attività della COX-1 è più complessa da caratterizzare. I composti testati mostrano diversi livelli di inibizione della COX-1 rispetto al celecoxib. Più un composto inibisce la COX-1, maggiore è la sua interferenza con l'attività antipiastrinica dell'aspirina. In conclusione, alcuni coxib NO-donatori interferiscono con gli effetti dell'aspirina in misura minore rispetto al celecoxib. Questo riduce l'interazione tra i farmaci, consentendo una migliore copertura antipiastrinica. Nonostante questo, l’interazione non viene completamente eliminata e l'efficacia dell'aspirina in combinazione non raggiunge il massimo effetto rispetto alla somministrazione di sola aspirina.