A SERM increasing the expression of the osteoblastogenesis and mineralization-related proteins and improving quality of bone tissue in an experimental model of osteoporosis

Abstract Raloxifene is an antiresorptive drug, selective estrogen receptor modulator (SERM) used in the treatment of osteoporosis. Objective To evaluate proteins related to bone repair at the peri-implant bone in a rat model of osteoporosis treated with raloxifene. Material and Methods 72 rats were divided into three groups: SHAM (healthy animals), OVX (ovariectomized animals), and RLX (ovariectomized animals treated with raloxifene). Raloxifene was administered by gavage (1 mg/kg/day). Tibial implantation was performed 30 days after ovariectomy, and animals were euthanized at 14, 42, and 60 days postoperatively. Samples were collected and analyzed by immunohistochemical reactions, molecular analysis, and microtomographic parameters. Results RLX showed intense staining of all investigated proteins at both time points except for RUNX2. These results were similar to SHAM and opposite to OVX, showing mild staining. The PCR gene expression of OC and ALP values for RLX (P<0.05) followed by SHAM and OVX groups. For BSP data, the highest expression was observed in the RLX groups and the lowest expression was observed in the OVX groups (P<0.05). For RUNX2 data, RLX and SHAM groups showed greater values compared to OVX (P<0.05). At 60 days postoperatively, microtomography parameters, related to closed porosity, showed higher values for (Po.N), (Po.V), and (Po) in RLX and SHAM groups, whereas OVX groups showed lower results (P<0.05); (BV) values (P=0.009); regarding total porosity (Po.tot), RLX group had statistically significant lower values than OVX and SHAM groups (P=0.009). Regarding the open porosity (Po.V and Po), the SHAM group presented the highest values, followed by OVX and RLX groups (P<0.05). The Structural Model Index (SMI), RLX group showed a value closer to zero than SHAM group (P<0.05). Conclusions Raloxifene had a positive effect on the expression of osteoblastogenesis/mineralization-related proteins and on micro-CT parameters related to peri-implant bone healing.

Raloxifene neutralizes bone brittleness induced by anti-remodeling treatment and increases fatigue life through non-cell mediated mechanisms / El raloxifeno invierte fragilidad ósea inducida por el tratamiento anti-remodelación y aumenta la resistencia a la fatiga a través de mecanismos mediados no celulares

Pre-clinical data have shown that tissue level effects stemming from bisphosphonateinduced suppression of bone remodeling can result in bone that is stronger yet more brittle. Raloxifene has been shown to reduce bone brittleness through non-cellular mechanisms. The goal of this work was to test the hypothesis that raloxifene can reverse the bone brittleness resulting from bisphosphonate treatment. Dog and mouse bone from multiple bisphosphonate dosing experiments were soaked in raloxifene and then assessed for mechanical properties. Mice treated with zoledronate in vivo had lower post-yield mechanical properties compared to controls. Raloxifene soaking had significant positive effects on select mechanical properties of bones from both vehicle and zoledronate treated mice. Although the effects were blunted in zoledronate bones relative to vehicle, the soaking was sufficient to normalize properties to control levels. Additional studies showed that raloxifene-soaked bones had a significant positive effect on cycles to failure (+114%) compared to control-soaked mouse bone. Finally, raloxifene soaking significantly improved select properties of ribs from dogs treated for 3 years with alendronate. These data show that ex vivo soaking in raloxifene can act through non-cellular mechanisms to enhance mechanical properties of bone previously treated with bisphosphonate. We also document that the positive effects of raloxifene soaking extend to enhancing fatigue properties of bone. (AU)

Los datos preclínicos han demostrado que los efectos a nivel de tejido que se derivan de la supresión del remodelado óseo inducida por bifosfonatos puede dar como resultado un hueso que es más fuerte pero más frágil. Está comprobado que el raloxifeno reduce la fragilidad ósea a través de mecanismos no celulares. El objetivo de este trabajo fue probar la hipótesis de que el raloxifeno puede revertir la fragilidad ósea resultante del tratamiento con bifosfonatos. Se emplearon huesos de perro y ratón de múltiples experimentos con diferentes dosis de bifosfonatos los cuales fueron sumergidos en raloxifeno y luego se evaluaron sus propiedades mecánicas. Ratones tratados con zoledronato in vivo mostraron propiedades mecánicas post-rendimiento más bajas en comparación con los controles. Luego de sumergirlos en raloxifeno se observaron efectos positivos significativos en algunas propiedades biomecánicas tanto en los huesos de ratones tratados con vehículo como con zoledronato. Aunque los efectos se atenuaron en los huesos tratados con zoledronato en relación con los tratados con vehículo, el raloxifeno fue suficiente para normalizar las propiedades a niveles basales. Estudios adicionales mostraron que los huesos sumergidos en raloxifeno tuvieron un efecto positivo significativo en los ciclos de fractura (+ 114%) en comparación con los huesos de ratón sumergido en vehículo. Finalmente, el raloxifeno mejoró significativamente las propiedades de costillas de perros tratados durante 3 años con alendronato. Estos datos muestran que la inclusión ex vivo en raloxifeno puede actuar a través de mecanismos no celulares para mejorar las propiedades mecánicas de huesos previamente tratado con bifosfonatos. También documentamos que los efectos positivos del raloxifeno mejoran las propiedades de fatiga del hueso. (AU)

Using agents that suppress bone remodeling to treat or prevent joint disease: quo vadis?

Treatment of osteoarthritis (OA) with antiremodeling agents has had a mixed record of results. It is likely that remodeling suppression is only effective when used in the early phases of OA, before significant progression. Animal and human studies largely bear this out. Treatment of young mice with a RANKL inhibitor suppresses bone resorption and prevents OA progression. Likewise, bisphosphonate treatments in rodents and rabbits with induced injury or inflammatory arthritis, reduced cartilage degeneration when administered preemptively, but later administration did not. The increased prevalence of OA in women after the menopause, and presence of estrogen receptors in joint tissues, suggests that treatment with estrogens or Selective Estrogen Receptor Modulators may be effective. However, in clinical trials of knee and hip, results show decreased or increased risk for OA, or no effect. Raloxifene had positive effects in animal models, but no effect in human studies. More recent potential treatments such as strontium ranelate or cathepsin-K inhibitors may be effective, but may work directly on the cartilage rather than through their well-known effects on bone. The conclusion from these studies is that anti-remodeling agents must be administered pre-emptively or in the very early stages of disease to be effective. This means that better imaging techniques or identification of early structural changes in bone that occur before progressive cartilage destruction must be developed. (AU)

Development of alternative methods for the determination of raloxifene hydrochloride in tablet dosage form / O desenvolvimento de métodos alternativos para a determinação do cloridrato de raloxifeno na forma de dosagem em comprimidos

Three methods are proposed for the quantitative determination of raloxifene hydrochloride in pharmaceutical dosage form: ultraviolet method (UV) high performance liquid chromatography (HPLC) and micellar capillary electrophoresis (MEKC). These methods were developed and validated and showed good linearity, precision and accuracy. Also they demonstrated to be specific and robust. The HPLC and MEKC methods were tested in regards to be stability indicating methods and they showed to have this attribute. The UV method used methanol as solvent and optimal wavelength at 284 nm, obeying Lambert-Beer law in these conditions. The chromatographic conditions for the HPLC method included: NST column C18 (250 x 4.6 mm x 5 µm), mobile phase water:acetonitrile:triethylamine (67:33:0,3 v/v), pH 3.5, flow rate 1.0 mL min^-1, injection volume 20.0 µl, UV detection 287 nm and analysis temperature 30 °C. The MEKC method was performed on a fused-silica capillary (40 cm effective length x 50 µm i.d.) using as background electrolyte 35.0 mmol L^-1 borate buffer and 50.0 mmol L^-1 anionic detergent sodium dodecyl sulfate (SDS) at pH 8.8. The capillary temperature was 32°C, applied voltage 25 kV, UV detection at 280 nm and injection was perfomed at 45 mBar for 4 s, hydrodimanic mode. In this MEKC method, potassium diclofenac (200.0 µg mL^-1) was used as internal standard. All these methods were statistically analyzed and demonstrated to be equivalent for quantitative analysis of RLX in tablets and were successfully applied for the determination of the drug...

Três métodos são propostos para a quantificação de cloridrato de raloxifeno em sua forma farmacêutica de comprimidos: espectrofotometria no ultravioleta (UV), cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e eletroforese capilar micelar (MEKC). Estes métodos desenvolvidos e validados demonstraram linearidade, precisão e exatidão. Também foram específicos e robustos. Os métodos HPLC e MEKC foram desenvolvidos para indicar a estabilidade do fármaco e demonstraram ter este atributo. O método UV usou metanol como solvente e comprimento de onda de 284nm, obedecendo a Lei de Lambert-Beer nestas condições. Os parâmetros cromatográficos para o método HPLC foram: coluna NST C18 (250 x 4,6 mm x 5 µm), fase móvel composta de água:acetonitrila:trietilamina (67:33:0,3 v/v), pH 3,5, vazão da fase móvel de 1,0 mL min^-1, volume de injeção de 20 µl, detecção no comprimento de onda de 287 nm e temperatura de análise de 30°C. O método MEKC foi realizado utilizando capilar de sílica fundida (40 cm de comprimento efetivo x 50 µm de diâmetro interno) usando como fase móvel solução tampão borato 35.0 mmol L^-1 e solução de dodecil sulfato de sódio (SDS) 50.0 mmol L^-1 pH 8,8. A temperatura de análise foi de 32 °C, com voltagem aplicada de 25 kV, detecção no comprimento de onda de 280 nm e injeção da amostra realizada a 45 mBar por 4 s em modo hidrodinâmico. Para este método MEKC, foi utilizado diclofenaco de potássio (200.0 µg mL^-1) como padrão interno. Todos os métodos foram analisados estatisticamente e demostraram ser equivalentes para a análise quantitativa de raloxifeno em comprimidos e foram aplicados com sucesso na determinação do fármaco...

Selective estrogen receptor modulators (SERMS) / Moduladores seletivos do receptor estrogênico (SERMs)

Hormone receptors and, specifically, estrogen receptors were described about four decades ago. For estrogens, there are two receptors, estrogen receptor alpha (ERalpha) and estrogen receptor beta (ERbeta). The two receptors are coded by different genes and their tissue expression varies across organs. ERalpha is predominantly expressed in reproductive tissues (uterus, breast, ovaries) liver and central nervous system, whereas ERbeta is expressed in other tissues such as bone, endothelium, lungs, urogenital tract, ovaries, central nervous system and prostate. More than seventy molecules that belong to the SERMS class have been described. There are 5 chemical groups: triphenylethylenes, benzotiophenes, tetrahydronaphtylenes, indoles and benzopyrans. All of these non-hormonal compounds are capable of activating the ER, reduce bone turnover rate and, as an antiresorptive, clearly improve bone density. Estrogens reduce bone turnover rate and, as an antiresorptive, clearly improve bone density. They are also beneficial for the relief of menopausal symptoms. An ongoing debate that extends over the decades, relates to to overall benefit/risk profile of estrogen or estrogen-progestin therapy since these therapies can increase the risk of serious health disorders, such as breast cancer. SERMs have increased our understanding of hormone-receptor regulatory mechanisms. Their development has permitted a targeted efficacy profile avoiding some of the side effects of the hormone therapy. Their clinical utility relies today mostly on the effects on breast cancer and bone.

Os receptores hormonais e especificamente os receptores estrogênicos, foram descritos há cerca de 40 anos. Para os estrógenos, existem dois tipos: o alfa (ERalfa) e os beta (ERbeta), os quais são codificados por diferentes genes e sua expressão tissular varia de tecido para tecido. O ERalfa se expressa predominantemente no aparelho reprodutivo (útero, mamas, ovários), fígado e sistema nervoso central (SNC). O ERbeta se expressa em outros tecidos como osso, endotélio, pulmões, urogenital, além dos ovários, SNC e próstata. Mais de setenta moléculas pertencentes ao grupo dos SERMs têm sido descritas, em 5 grupos químicos: trifeniletilenos, benzotiofenos, tetrahidronaftilenos, indols e benzopiranos. Todos estes compostos não hormonais são capazes de ativar o ER, reduzindo a remodelação óssea e melhorando a densidade mineral óssea. Os estrógenos reduzem a remodelação óssea e aumentam a densidade mineral óssea, como também melhoram os sintomas da menopausa. Um debate permanente existe a respeito da relação risco/benefício da terapia estrógeno-progestínica, em virtude do aumento do risco de problemas de saúde mais sérios como câncer de mama. Os SERMs aprimoraram o conhecimento sobre os mecanismos de regulação hormônio-receptor, e o seu desenvolvimento permitiu uma eficiente modalidade de ação terapêutica hormonal, evitando-se alguns dos efeitois adversos da terapia hormonal per si.

Efeito da terapia de reposição hormonal e do raloxifeno a curto prazo sobre o intervalo QTc e a dispersão de QTc em mulheres idosas com hipertensão arterial sistêmica / Short term effect of hormone replacement therapy and of raloxifene on QTc interval and QTc dispersion in elderly women with systemic arterial hypertension

Objetivo: Dados encontrados na literatura sugerem que a terapia de reposição hormonal (TRH) pode promover alteração de repolarização e taquicardia ventricular. Como consequência houve um interesse na terapia com raloxifeno (R), um modulador seletivo do receptor do estrogênio, em função do seu potencial em apresentar a maioria dos efeitos benefícios do estrogênio, enquanto evita a maioria dos seus efeitos adversos.Métodos: Este estudo randomizado, duplo-cego e cruzado teve o objetivo de comparar o efeito do R com o TRH, no intervalo QT no eletrocardiograma, em 30 mulheres hipertensas, com idade média de 69 anos após um período run-in com hidroclorothiazida 12,5 mg uma vez ao dia. O intervalo QT foi corrigido(QTc) para a frequência cardíaca e a dispersão do QT(QTd) foi definida como a diferença entre os intervalos QT máximo e mínimo em quaisquer 2 derivações. As medidas foram realizadas no período basal, após 8 semanas de TRH (estradiol transdérmico+noretisterona) e após 8 semanas de R (60mg), com um período de wash-out entre as duas terapias.Resultados: verificou-se que R e TRH aumentaram QTc numa mesma extensão quando comparado aos níveis basais (p menor 0,05), embora não haja diferença significativa entre eles apesar dos valores de QTd.Conclusão: Os resultados encontrados neste estudo sugerem que o R e o TRH exercem os mesmos efeitos no intervalo QTc em mulheres hipertensas, em pós menopausa, não demonstrando qualquer efeito no QTd. Tal resultado deve encorajar futuros estudos para avaliar o impacto em eventos clínicos

Estrogen receptor profiles: changes in mouse and rat mammary tumors by treatment with selective estrogen receptor modifiers

The aim of this work was to analyze the effect of estradiol [E2], medroxyprogesterone and the two selective estrogen receptor modulators [SERMs] [tamoxifen [Tam] and raloxifene [Ral]] on the estrogen receptor [ER] conformers profile performed by size exclusion HPLC in relation to hormone dependence of mammary tumors. Materials and Two types of mammary tumors were studied: tumors transplanted in BALB/c mice that are medroxyprogesterone acetate [MPA]-dependent for growth, and tumors induced in Sprague-Dawley rats by intraperitoneal injection of N-nitroso-N-methylurea [NMU]. Tumors from mice treated with MPA, E2, Tam or Ral and NMU-treated rats were analyzed and compared to that of control. The tumor conformer profiles were as follows: control and MPA-treated mice showed only one peak [oligomeric form]; E2-treated mice also showed only one peak [dimer]; Tam-treated mice showed one peak corresponding to a possible proteolytic fragment, and Ral-treated mice showed two peaks [oligomeric and a possible proteolytic fragment]. On the other hand, NMU-induced mammary tumors from rats showed three peaks [oligomeric, monomeric and proteolytic]. Our findings may indicate that SERMs affect the aggregation state of ER and thereby its ability to modulate genomic transcription mechanisms related to growth rate

Identification of a mutation in the human raloxifene response element of the transforming growth factor-3 gene

The human transforming growth factor-3 (TGF-3) is an important cytokine to maintain bone mass by inhibiting osteoclast differentiation. Recently raloxifene response element (RRE), a new enhancer with a polypurine sequence for estrogen receptor (ER)-mediated gene activation, was identified on the TGF-3 gene. Functional analysis of the RRE-mediated pathway has shown that this would be an important pathway for bone preserving effect. We found a novel mutation in the RRE sequence by single-strand conformational polymorphism analysis in one of 200 Korean women. Cloning and sequencing revealed a heterozygote in which one allele had an insertion of 20 nucleotides (AGAGAGGGAGAGGGAGA GGG) between nucleotide +71 and +72 and a point mutation at nucleotide +75 (G-A transition), and the other allele had normal sequence. The insertion was a nearly perfect tandem duplication of the wild type DNA sequence. The bone mineral density of the affected woman was not much lower than that of age-matched controls. Transient transfection of the mutant allele showed no significantly different activity compared with that of the wild type allele. These observations suggest that the heterozygote variation of the RRE sequence seems not to be operative in determination of bone mass.

SERMS: Raloxifeno e tamoxifeno / SERMS: raloxifen and tamoxifen

Os SERMs - moduladores seletivos do receptor estrogênico são uma nova classe de medicamentos que atuam nos receptores estrogênicos com ação agonista e antagonista na dependência do tecido alvo. Estas drogas foram primeiramente utilizadas em pacientes portadoras de carcinoma de mama, mas atualmente representam uma alternativa terapêutica na paciente menopausada. Os autores dissertam sobre o mecanismo de ação dos SERMs, bem como seus efeitos em diferentes tecidos

Raloxifeno e Osteoporose: revisäo de um novo modulador seletivo do receptor de estrógeno / Raloxifene and osteoporosis: review of the new selective estrogen receptor modulator

Raloxifeno é um modulador seletivo do receptor de estrógeno de segunda geração com ação agonista no osso e sistema cardiovascular e ação antagonista na mama e útero. Sua seletividade tecidual ocorre devido a diversos mecanismos como diferentes receptores de estrógenos, distribuição diferencial destes receptores, diferentes co-fatores protéicos transcricionais e diferente conformação do receptor após ligação de raloxifeno. No osso, raloxifeno aumenta a massa óssea na coluna, fêmur, corpo inteiro, é eficaz em prevenir osteoporose em mulheres na pós-menopausa e reduz a incidência de fraturas vertebrais em 50 por cento em mulheres com osteoporose. No sistema cardiovascular, raloxifeno reduz o colesterol total, LDL-colesterol, fibrinogênio e lipoproteína (a), não tendo efeito nos triglicérides e HDL-colesterol total, porém aumento a subfração HDL-C2. Raloxifeno tem atividade antiproliferativa na mama, não induz mastalgia e uma redução na incidência de novos casos de câncer de mama tem sido demonstrada em mulheres em uso de raloxifeno em grandes estudos clínicos para osteoporose. No útero, raloxifeno não estimula o endométrio e não aumenta a incidência de sangramento vaginal ou carcinoma endometrial. O evento adverso mais comum com raloxifeno são ondas de calor e o mais sério é o tromboembolismo venoso com incidência semelhante à terapia de reposição hormonal. Raloxifeno é uma alternativa para o tratamento e preveção de osteoporose em mulheres na pós-menopausa com evidências de efeitos benéficos seletivos em outros órgãos. Outros benefícios potenciais de raloxifeno como proteção cardiovascular e prevenção de câncer de mama estão sendo investigados em grandes estudos clínicos a longo prazo.

Moduladores selectivos de receptores de estrógeno / Selective estrogen receptor modulators

Los beneficios de la estrogenoterapia en la mujer posmenopáusica son indiscutibles, especialmente por su acción sobre el sistema óseo y cardiovascular. Presentan el inconveniente de estar asociados con un aumento del riesgo de desarrollar cáncer de la mama y endometrio. En esta revisión se analizan nuevos preparados denominados moduladores selectivos de estrógenos (MSRE), que ejercen una acción estrogénica selectiva sobre ciertos sistemas y evitan la estimulación sobre el sistema reproductivo. Se analizan su mecanismo de acción y las perpectivas de desarrollo a futuro