APLICACIONES DE FARMACOCINÉTICA. MÉTODOS: IN VITRO, IN VIVO

Tema:

APLICACIONES DE FARMACOCINÉTICA.

MÉTODOS: IN VITRO, IN VIVO

Moran Diaz Carlos

ÍNDICE

Introducción        3

Métodos de estudio        3

Estudios in vitro        4

Fracciones subcelulares        5

Microsomas hepáticas humanos        5

Fracciones citosólicas del hígado humano        6

Fracciones hepáticas S9        7

Líneas celulares hepáticas        7

Líneas celulares transgénicas        9

Hepatocitos        10

Cortes de hígado        11

Hígado aislado perfundido        12

Estudios in vivo        14

Sustratos para evaluar la actividad in vivo        15

REFERENCIAS        17

Preguntas y Respuestas        18

APLICACIONES DE FARMACOCINÉTICA. MÉTODOS: IN VITRO, IN VIVO

Introducción

La farmacocinética es lo que el organismo hace con el medicamento (relación dosis-concentración), dicho de otra forma, es la relación entre la dosis administrada de un fármaco y su concentración en el plasma o sitio efectivo; y la farmacodinamia es lo que el medicamento provoca en el organismo (relación concentración-efecto). Se consideran como las características más importantes para establecer las diferencias farmacocinéticas y farmacodinámicas las siguientes: la edad, la presencia de falla renal, la presencia de enfermedades neuromusculares, las quemaduras extensas, el uso y abuso crónico de opiáceos, el peso, la presencia de falla cardiaca congestiva, el abuso del alcohol, el uso crónico de las benzodiacepinas y el embarazo.

El propósito principal de utilizar modelos matemáticos y de describir los procesos farmacocinéticos y farmacodinámicos, es establecer bases cuantitativas y entender las relaciones dosis-respuesta de un medicamento, lo cual, a su vez, puede dar razones formales para diseñar determinadas dosificaciones.

Métodos de estudio

Los estudios farmacocinéticos que usualmente se realizan en las primeras fases del desarrollo de fármacos pueden proporcionar información importante sobre las rutas metabólicas de eliminación y su contribución a la eliminación global, así como sobre las interacciones fármaco-fármaco. Estos estudios, junto con la información obtenida en los ensayos in vitro, pueden ser una base fundamental del conocimiento del perfil de un nuevo fármaco. Los resultados de los estudios de metabolismo in vivo en ensayos preclínicos realizados en animales de experimentación deberían bien confirmar los resultados obtenidos in vitro o bien revelar información cuali o cuantitativa sobre las diferencias en el metabolismo entre especies. A pesar de que los organismos reguladores recomiendan la identificación de estas diferencias interespecie tan pronto como sea posible, los estudios de metabolismo in vivo en humanos generalmente se realizan relativamente tarde en el desarrollo de fármacos.

Estudios in vitro

Los objetivos en la evaluación in vitro del metabolismo de fármacos pueden resumirse en los siguientes:

• Identificar las principales vías metabólicas que afectan al fármaco y sus metabolitos, incluidas las enzimas específicas responsables de la eliminación.
• Explorar y anticipar los efectos del fármaco objeto de ensayo sobre el metabolismo de otros, así como los efectos de otros fármacos sobre su biotransformación.
• Estudiar los efectos farmacológicos del fármaco y sus principales metabolitos.

El conocimiento de que un fármaco en particular no es sustrato para determinadas vías metabólicas es útil para considerar o descartar la posibilidad de inhibición o inducción de su metabolismo por fármacos que actúen sobre dichas vías. Los estudios in vitro también pueden indicar si un fármaco es o no inductor o inhibidor de las vías metabólicas de otro.

Los métodos in vitro para estudiar el metabolismo hepático de fármacos en el hombre (considerando al hígado como principal órgano de biotransformación) son básicamente el uso de: supersomas, fracciones subcelulares (microsomas, citosol, fracción S9), líneas celulares, líneas celulares transgénicas, hepatocitos, cortes de hígado e hígado prefundido (Brandon, 2003).

Fracciones subcelulares

Desde 1949, cuando se observó que la fracción microsomal era capaz de catalizar la reducción de enlaces azo y la N-desmetilación de colorantes azoicos, el uso de fracciones subcelulares, obtenidas a partir de homogenados de hígado, ha sido el método utilizado para comparar el perfil metabólico del hombre con el observado en animales de experimentación.

Los estudios in vitro realizados con la combinación de diferentes fracciones subcelulares permiten caracterizar el perfil metabólico, las enzimas responsables del CLH de los fármacos y los cofactores necesarios para la biotransformación. Además, identificando estas enzimas y conociendo los factores que influyen en su actividad es posible predecir las variaciones del CL entre distintos grupos de pacientes y posibles interacciones entre fármacos.

Quizá el mayor inconveniente de este método es la obtención de las fracciones subcelulares, que conlleva la centrifugación diferencial de homogenados celulares, proceso bastante complejo, en especial, cuando se trata de obtener las fracciones mitocondrial y nuclear.

Microsomas hepáticas humanos

Los microsomas hepáticos humanos (vesículas del retículo endoplásmico, obtenidas a partir de homogenados de hígado, que contienen casi exclusivamente UGT y CYP) siguen siendo el modelo in vitro más popular. Permiten estudiar la influencia de determinadas isoenzimas en presencia de inhibidores específicos y también pueden utilizarse para la detección de la variabilidad interindividual. Su gran disponibilidad, su simplicidad de uso y el hecho de ser uno de los sistemas mejor caracterizados para los estudios de biotransformación contribuyen a la popularidad de este modelo in vitro. Una ventaja adicional es que en la fracción microsomal se recogen todas las enzimas de la superfamilia CYP y que éstas pueden mantener su actividad durante años en microsomas almacenados a baja temperatura (–70 °C). Los requisitos para las reacciones mediadas por el CYP están bien caracterizados y consisten principalmente en la presencia de un sistema redox como el NADPH. Como limitaciones destacan: complejidad de obtención y que no aportan estimaciones cuantitativas de la biotransformación in vivo, porque esta fracción está enriquecida en CYP y UGT y no hay competencia con otras enzimas. Esto se traduce en tasas más altas de biotransformación en comparación no sólo con la situación in vivo, sino también en comparación con otros modelos in vitro. Por otra parte, la ausencia de otras enzimas y cofactores citosólicos puede hacer pasar inadvertidos metabolitos que sí se forman en las células del hígado intacto (Brandon, 2003).

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