Estudian el Uso de Prodrogas Conjugadas con Doxorrubicina en Modelos de Farmacocinética y Toxicidad

• AUTOR : Devalapally K, Rajan K, Akkinepally R, Devarakonda R
• TITULO ORIGINAL : Safety, Pharmacokinetics and Biodistribution Studies of a (Beta)Galactoside Prodrug of Doxorubicin for Improvement of Tumor Selective Chemotherapy
• CITA : Drug Development and Industrial Pharmacy 34(8):789-795, Ago 2008
• MICRO : En modelos de experimentación con animales, la administración de prodrogas de la doxorrubicina conjugadas con beta galactósido se asocia con la posibilidad de tolerar mayores dosis con un mejor perfil farmacocinético y una menor toxicidad.

 

Introducción

La doxorrubicina (DOX) es un fármaco utilizado para el tratamiento de las neoplasias malignas, que se caracteriza por sus efectos adversos agudos (náuseas, vómitos, mielotoxicidad) y por su cardiotoxicidad crónica relacionada con la dosis acumulada. La utilidad de la DOX en la terapia del cáncer y las limitaciones surgidas de sus efectos tóxicos han alentado la creación de nuevos análogos que puedan conservar sus propiedades terapéuticas, en asociación con un mejor perfil de seguridad. Sin embargo, entre estos nuevos fármacos sólo se destaca la epidoxorrubicina por su acción antitumoral y su menor toxicidad sobre el miocardio.

Las investigaciones actuales se dirigen a la producción de prodrogas no tóxicas que se convierten en metabolitos activos en las áreas tumorales con expresión enzimática alta. Entre estas alternativas, se dispone de la monoterapia con prodrogas y de las técnicas de terapia enzimática con prodrogas dirigidas con anticuerpos (TEPDA). Estas estrategias se fundamentan en la actividad notoria de las hidrolasas lisosomales en los tejidos tumorales en comparación con los tejidos normales. Entre estas enzimas se destaca la beta galactosidasa, de expresión tumoral elevada acompañada de muy bajos niveles circulantes. Así, la prodroga 1 (PD1) es un derivado de la DOX en la cual el fármaco se encuentra unido a una molécula de galactosa mediante un radical carbamato. En modelos in vitro, la PD1 se caracteriza por su baja toxicidad y su naturaleza hidrófíla, que limita su penetración celular. Por otra parte, la PD1 sólo puede ser transformada en DOX activa por la acción de la beta galactosidasa en el sitio de acción. Los autores se propusieron en este ensayo la evaluación en un modelo de experimentación con animales para definir la dosis máxima tolerada (DMT), la farmacocinética y la distribución de la DOX y la PD1.

Materiales y métodos

Se seleccionaron 40 ratones hembra albinos de raza suiza, de 5 a 6 semanas de vida, con un peso estimado entre 24 y 26 g, que se alimentaron con una dieta convencional. Los animales fueron distribuidos de modo aleatorio en 5 grupos de 8 integrantes. Dentro de cada cohorte, la mitad de los roedores fueron objeto de evaluación acerca de la citotoxicidad y los parámetros hematológicos y bioquímicos, mientras que en la mitad restante se determinaron los cambios en el peso y en la supervivencia. Con la excepción de los ratones elegidos como control, se implantaron en la cavidad peritoneal 2.5 x 10⁶ elementos de la línea celular del carcinoma con ascitis Ehrlich (CAE).

De este modo, se conformaron 5 cohortes: el grupo 1 (control negativo, con implante de solución fisiológica), el grupo 2 (control positivo, con implante de células neoplásicas); el grupo 3 (administración de 8 mg/kg de DOX); y los grupos 4 y 5, con la aplicación de PD1 en dosis respectivas equivalentes a 8 mg/kg o 24 mg/kg de DOX. Los tratamientos se iniciaron al sexto día de la inoculación intraperitoneal de las células malignas o de la solución fisiológica.

En los diferentes ejemplares se determinaron la hemoglobina, los eritrocitos, los leucocitos y las enzimas hepáticas. El efecto antitumoral de los medicamentos se evaluó en función de los cambios en el peso corporal, el volumen de la ascitis, la masa celular, la presencia de células tumorales viables o no viables, la mediana de supervivencia y el porcentaje de incremento en la esperanza de vida. Los datos reunidos se procesaron con pruebas estadísticas y se definió como significativo un valor de p < 0.05.

Por otra parte, se crearon cohortes de 6 individuos para la evaluación de las propiedades farmacocinéticas de las drogas en los roedores sanos. De esta manera, en un grupo se administraron 20 mg/kg de DOX y en una segunda población se indicaron 300 mg/kg de PD1, en ambos casos por vía intravenosa. Después de transcurridas 6 h, los ratones fueron sacrificados para la determinación de la concentración de los fármacos en el plasma y órganos internos por métodos de cromatografía líquida de alta eficacia. Mediante la inspección del cromatograma se determinó la magnitud de la interferencia atribuida a los constituyentes endógenos plasmáticos de las soluciones de DOX y PD1. Del mismo modo, se efectuó en forma diaria la calibración de los equipos de medición.

Resultados

Los roedores con implantes de células neoplásicas presentaron un incremento significativo del peso corporal (p < 0.01) en comparación con los demás ejemplares. De acuerdo con los autores, el tratamiento con DOX y PD1 en las dosis máximas evaluadas permitió controlar este aumento del peso en los ratones con implantes de CAE de modo significativo (p < 0.01 y p < 0.05, respectivamente). El porcentaje de supervivencia de los animales con implantes de CAE se redujo a la mitad hacia el día 15 del protocolo, con una mortalidad del 100% en el día 22 del estudio. Sin embargo, la terapia con DOX se asoció con un incremento de la supervivencia promedio, la cual se extendió por 25 días. Asimismo, la PD1 se relacionó con un aumento en la supervivencia en forma dependiente de la dosis. Mientras que la DOX se vinculó con la disminución de la cantidad de células tumorales en los roedores tratados, la PD1 se asoció también con una menor viabilidad de estos elementos celulares. Este efecto alcanzó significación estadística con el uso de dosis elevadas (p < 0.05).

Por otra parte, los expertos señalan que en los animales con implantes de CAE se observó una disminución de la hemoglobina y los eritrocitos. No obstante, el tratamiento con PD1 en dosis altas se relacionó con un aumento de ambos parámetros, así como con una tendencia a la normalización del recuento diferencial de leucocitos. Se destaca que la PD1 se vinculó sólo con alteraciones leves en las transaminasas hepáticas y en la fosfatasa alcalina.

En otro orden, recuerdan que se evaluó la distribución tisular de la DOX y la PD1 en los ratones sanos. En este modelo, describen que, después de 6 h de la administración de DOX, se alcanzaron las mayores concentraciones en el corazón, sucedidas de los niveles hepáticos, pulmonares, renales y cerebrales. En cuanto a la PD1, los niveles más elevados también se confirmaron en el tejido cardíaco, con concentraciones pulmonares, renales y cerebrales que fueron entre 3 y 16 veces menores que las logradas con la DOX.

Del mismo modo, señalan que las concentraciones máximas obtenidas de DOX y PD1 fueron de 19.45 μM y 11.95 μM, respectivamente. Ademαs, destacan que la vida media de eliminaciσn se estimσ en 30.13 h y 30.0 h, en orden respectivo.

Discusión

La DOX es un fármaco antitumoral efectivo que se difunde hacia las células normales y neoplásicas. En publicaciones anteriores, la PD1 -una prodroga sintética y estable elaborada por la técnica de TEPDA- se ha asociado con efectos citotóxicos hasta 100 veces menores en las líneas celulares HeLa y MCF-7. Este fármaco requiere de un proceso de activación por efecto enzimático, por lo cual deben alcanzarse concentraciones elevadas en el tumor para lograr su transformación en una molécula activa. En este contexto, los autores establecieron una comparación de la seguridad entre la DOX y su prodroga PD1 en un modelo experimental con roedores.

A tal fin, advierten que la prolongación de la esperanza de vida se considera un criterio de valoración confiable para la evaluación de los fármacos empleados en el tratamiento del cáncer. En esta experiencia, la reducción en el volumen tumoral y en la viabilidad de las células neoplásicas se asoció con una mayor esperanza de vida en los roedores con implantes de CAE. Si bien la quimioterapia se relaciona en general con mielotoxicidad y anemia, el tratamiento con PD1 en dosis elevadas se vinculó con una tendencia a la normalización en las alteraciones hematológicas secundarias al CAE. Por lo tanto, los expertos consideran que la PD1 no presenta efectos tóxicos en dosis equivalentes a 24 mg/kg de DOX.

Asimismo, aseguran que la aplicación de 20 mg/kg de DOX se asoció con una acumulación 3 veces mayor en el miocardio que la obtenida con la administración de PD1. En trabajos anteriores, la administración de otras prodrogas conjugadas se ha vinculado con un mayor efecto terapéutico al ser comparadas con la terapia sistémica basada en el fármaco convencional. Dado que la DOX es una molécula lipofílica, puede alcanzar concentraciones elevadas en los tejidos normales, con la consecuente aparición de efectos adversos. La conjugación de una molécula de galactósido de naturaleza hidrófila en la PD1 evita la difusión rápida de este producto hacia las células, lo cual puede confirmarse por la desaparición -también rápida- del fármaco de la circulación después de su pico plasmático. Esta depuración acelerada se atribuye a un volumen de distribución menor que el de la DOX, como consecuencia de su baja penetración tisular.

Conclusiones

Los autores afirman que, en comparación con la DOX, la administración en modelos in vivo de la PD1 se asoció con beneficios en los parámetros farmacocinéticos, vinculados con la depuración y el volumen de distribución. De este modo, la PD1 se relacionó con mayores niveles de DMT y de efecto antitumoral. Concluyen los investigadores señalando que los futuros estudios vinculados con la PD1 consistirán en la determinación de su eficacia terapéutica y su perfil de metabolización en diferentes modelos de experimentación oncológica con animales.

Especialidad: Bibliografía - Oncología