APAP Hepatotoxicita po terapeutických dávkách

Paracetamol (acetaminofen, APAP) je všudypřítomný lék proti bolesti a antipyretikum dostupný po celém světě v mnoha volně prodejných lécích a lécích na předpis. V supraterapeutických dávkách je APAP dobře popsaná hepatotoxická látka a představuje významný problém pro veřejné zdraví, protože se odhaduje, že 30 000 hospitalizací souvisí s poškozením jater vyvolaným lékem APAP (DILI) každý rok v USA. APAP je skutečně nejčastější příčinou akutního selhání jater (ALF) v USA a Evropě s odhadovanou celkovou úmrtností 28 %. Poloviční předávkování APAP je neúmyslné a byla zdokumentována špatná schopnost pacientů identifikovat produkty s APAP. V nemocnicích 1 % všech předepsaných léků obsahovalo předávkovaný předpis APAP, což zdůrazňovalo potřebu zvýšeného povědomí o neúmyslném předávkování APAP.

Při doporučené terapeutické dávce 4 g/d je APAP obvykle považován za bezpečný. Byla však prokázána souvislost mezi terapeutickým dávkováním APAP a zvýšením alaninaminotransferázy (ALT). Ve skutečnosti až 1/3 zdravých dobrovolníků léčených terapeutickými dávkami APAP zaznamenalo 3x zvýšení ALT (až 14x) po 3 dnech léčby po dobu až 11 dnů. Tyto výsledky byly potvrzeny u nepijících pacientů. Mezinárodní případová populační studie SALT zaznamenala 81 případů ALF (49 ve Francii) vedoucích k transplantaci po nepředávkování APAP během 3letého sledování a nepředávkování APAP bylo spojeno s 2x vyšším výskytem ALF než NSAID. V USA bylo hlášeno 17 % ALF vyvolaných APAP během období 41 měsíců s dávkou APAP nižší než 4 g/den.

Malnutrice jako rizikový faktor Někteří autoři se domnívají, že terapeutické dávky APAP mohou být hepatotoxické v přítomnosti malnutrice a nízké tělesné hmotnosti, stejně jako chronické konzumace alkoholu a léků indukujících cytochromy P450 (CYPs). Protože glutathion (GSH) je syntetizován ze 3 aminokyselin (aa) (Cys, Glu a Gly), nedostatek proteinu nebo aa může vést k depleci GSH. U potkanů ​​bylo hladovění spojeno se zvýšenou hepatotoxicitou APAP v důsledku poklesu jaterního GSH a 16hodinové období hladovění bylo dostatečné k vyčerpání zásob GSH. Hladiny GSH byly u anorektických pacientek ve srovnání s kontrolami sníženy a byla pozorována pozitivní korelace mezi hladinami GSH a BMI. Malá retrospektivní studie (n=10) ukázala, že těžké hepatotoxicitě po střední dávce APAP (4 až 10 g/den) předcházela v 80 % případů malnutrice. Bylo publikováno několik kazuistik závažné hepatotoxicity (některé fatální) po terapeutických dávkách APAP u podvyživených dospělých. V dětské populaci byly hlášeny případy ALF po terapeutických dávkách APAP po virové infekci a nízkém nutričním stavu. Žádná dobře provedená studie si však nekladla za cíl prospektivně posoudit dopad malnutrice na toxicitu terapeutických dávek APAP.

Odborníci FDA poukázali na to, že APAP se často používá u pacientů s kachexií. Kachexie je komplexní syndrom charakterizovaný několika homeostatickými poruchami včetně progresivního nedobrovolného úbytku hmotnosti, doprovázeného chřadnutím, časnou sytostí, slabostí a anorexií. S kachexií je spojeno široké spektrum klinických onemocnění. Prevalence malnutrice byla pozorována u 20–29 % hospitalizovaných pacientů v Evropě a 33 % na chirurgických odděleních. Pickering a kol. prokázali, že metabolismus APAP se po velkém chirurgickém výkonu na aortě posouvá směrem k toxickým oxidačním drahám, což naznačuje, že tito pacienti mohou být zvláště citliví. Údaje o spotřebě léků také naznačují, že využití APAP je v pooperačním stavu vysoké. British National Formulary doporučil maximální dávku 60 mg/kg IV APAP pro použití u dospělých s hmotností nižší než 50 kg a 3 g/den IV při chronické podvýživě nebo dehydrataci. Překvapivě není k dispozici žádné takové doporučení pro perorální APAP, který se běžně předepisuje nezávisle na stavu výživy. Je pravděpodobné, že případy sekundárního poškození jater po normální doporučené dávce jsou nedostatečně zastoupeny, protože dávka není vnímána jako nadměrná a není jako taková popsána v mezinárodních pokynech pro léčbu bolesti. Vzhledem k širokému používání APAP a prevalenci malnutrice na chirurgických odděleních je zásadní klinicky důležité objasnit, zda malnutrice predisponuje k hepatotoxicitě vyvolané APAP při doporučeném dávkování 4 g/den.

Biomarker hepatotoxicity APAP:

APAP je metabolizován glukuronidací (55 %) a sulfatizací (40 %). Metabolity APAP jsou vylučovány z jater proteiny asociovanými s multirezistencí (36-38). APAP je oxidován (5 %) cytochromy P450 (CYP) 2E1, 3A a 1A2 na vysoce reaktivní N-acetyl-p-benzo-chinon (NAPQI), elektrofilní a cytotoxický metabolit, zodpovědný za jaterní toxicitu APAP.

V terapeutické dávce je APAP obvykle rychle detoxikován konjugací s GSH, odstraněn z jater a vylučován močí. Slattery a kol. ukázaly, že deplece GSH začíná v rozmezí 0,5-3 g APAP. Po nadměrném příjmu APAP se sulfonační i glukuronidační dráhy nasytí ve prospěch oxidační dráhy. To má za následek tvorbu velkého množství NAPQI a depleci jaterního GSH. NAPQI se kovalentně váže na makromolekuly, reaguje se sirnými skupinami v jaterních proteinech a je odpovědný za histopatologickou jaterní centrilobulární nekrózu s periportálním sparingem. N-acetylcystein (NAC) je scavenger pro NAPQI. Během 24 hodin po jediném akutním požití se plazmatické koncentrace APAP použijí k predikci pravděpodobnosti hepatotoxicity a potřeby antidota NAC. Normogram však není relevantní pro pacienty, kteří se objeví později než 24 hodin po požití nebo po chronickém požití. Vývoj a ověření včasného a snadno dostupného markeru hepatotoxicity by bylo užitečné zejména u vysoce rizikových a křehkých populací pro zlepšení diagnózy a léčby hepatotoxicity vyvolané APAP. Nerozpoznané případy hepatotoxicity APAP mají skutečně špatnou prognózu, protože podávání antidota nebude zahájeno ani zpožděno. APAP se kovalentně váže na protein jako výsledek reakce mezi NAPQI a cysteinovými zbytky za vzniku APAP-CYS proteinových aduktů. U ALF související s APAP bylo prokázáno, že maximální koncentrace aduktů APAP-CYS korelují s maximálními koncentracemi aminotransferáz a byly detekovány až 12 dní po požití. U 157 dospívajících a dětí s předávkováním APAP korelovaly vrcholy aduktů APAP-CYS s vrcholy jaterních transamináz, dobou do léčby NAC a stanovením rizika pomocí normogramu. Bylo také prokázáno, že koncentrace APAP-CYS se lišily podle stupně expozice a APAP-CYS je specifický pro expozice APAP. Nebyla však provedena žádná přímá detekce APAP-CYS na proteinech plné délky nebo dlouhých polypeptidech. Detekce byla provedena po štěpení nespecifickou endopeptidázou. Přesná poloha aduktu a identita modifikovaných proteinů tedy není známa.

Vazba chemických látek na hemoglobin a plazmatický albumin je dobře známý jev a většina chemikálií působících prostřednictvím reaktivních metabolitů tvoří takové adukty. Hemoglobin a adukty albuminu jsou snadno dostupné ze vzorku krve a mají dobře definovanou životnost díky absenci opravy. Nedávno byly popsány protokoly přímé analýzy proteinů založené na LC-MS/MS analýze intaktních globinových řetězců nebo peptidů pro analýzu hemoglobinu a albuminových aduktů. Bude hodnocena klinická užitečnost APAP-CYS modifikovaného albuminu a hemoglobinu jako biomarkerů APAP hepatotoxicity a porovnána se sérovou hladinou transamináz, APAP, APAP-CYS a metabolitů.

Mikrovezikuly (MV) se postupně objevily jako potenciální plodní držitelé biomarkerů. MV jsou cirkulující vezikuly uvolňované téměř ze všech typů buněk a skládají se z velkého množství biomolekul, jako jsou messenger RNA, mikro RNA, proteiny a lipidy. Zajímavé je, že jejich složení souvisí s jejich původní buňkou, tkání nebo orgánem a je ovlivněno stimulací a změnami mikroprostředí dárcovské buňky. To jim dává „podpisy“ fyziologického stavu. MV se rychle uvolňují do krve po stimulu nebo změně stavu a jsou tak potenciálními časnými indikátory fyziologického stavu, které obsahují cenné informace pro sledování patologií. Specifické molekuly uvolňované přímo do krve prostřednictvím MV z hepatocytů by mohly obsahovat zajímavé kandidáty na biomarkery pro zlepšení řízení léčby pacienta po intoxikaci APAP. Kvantitativní proteomické strategie budou použity k izolaci nových proteinových biomarkerů pro APAP-indukovanou hepatotoxicitu z MV. Alternativně se ukázalo, že cirkulující mikro-RNA jsou silné potenciální biomarkery pro různé nemoci včetně hepatotoxicity po předávkování APAP. Mikro-RNA jsou malé ~22 nt dlouhé nekódující regulační molekuly ovlivňující hladiny exprese stovek genů, které jsou stabilní v cirkulujících tekutinách. V případech předávkování APAP několik studií ukázalo, že plazmatická koncentrace jaterního specifického miR122 koreluje a dokonce mírně předchází zvýšení krevních hladin klasických markerů hepatotoxicity. Transkriptomický screening z plazmy a MV bude použit k identifikaci potenciálních nových miRNA kandidátů na jaterní toxicitu indukovanou APAP.

Detekce nových biomarkerů může být zdlouhavý proces, který lze usnadnit použitím extrémních vzorků jako filtrů k identifikaci nejrelevantnějších kandidátů, ať už na úrovni proteinů nebo nukleových kyselin. V rámci této studie budou extrémní vzorky poskytnuty 6 pacienty, kteří dorazí do nemocnice po požití předávkování APAP.

Genetický marker citlivosti Genové polymorfismy v enzymech metabolizujících léky (DME) a ​​transportérech zapojených do farmakokinetiky APAP mohou být použity jako biomarkery citlivosti k jaterní toxicitě APAP. Hlavní cesty eliminace APAP jsou fáze II DMEs UDP-glukuronosyltransferázy (UGT) a sulfotransferázy (SULT). Zdá se, že na APAP glukuronokonjugaci se podílejí tři izoformy UGT a byla prokázána až 15násobná variabilita v APAP glukuronokonjugaci. UGT1A1*28 a *6 jsou spojeny se sníženou enzymatickou aktivitou a zvýšenou toxicitou irinotekanu. U zvířat měli potkani Gunn s deficitem UGT zvýšenou náchylnost k APAP ve srovnání s kontrolami. Gilbertův syndrom je dědičná hyperbilirubinémie způsobená UGT1A1*28 vedoucí ke 40% snížení enzymatické aktivity, snížené glukuronidaci APAP a zvýšené produkci aktivních metabolitů. Sulfatizace APAP je u člověka katalyzována izoformami SULT, které mohou mít až 50x rozdíl v aktivitě. Dopad polymorfismů SULT na toxicitu APAP však není znám. Bioaktivace APAP na NAPQI je zprostředkována rodinou CYP, přičemž jako nejvýznamnější izoformy se jeví CYP2E1 a 2D6. Oba jsou vysoce polymorfní a mohou podléhat genové duplikaci. Cyp2e1knockout myši jsou méně citlivé na APAP hepatotoxické účinky než zvířata divokého typu. . U lidí není vliv polymorfismů CYP2D6 a 2E1 na toxicitu APAP znám. NAPQI je detoxikován GSTP1 v játrech, pro které byly popsány dva běžné jednonukleotidové polymorfismy (SNP), z nichž jeden snižuje enzymatickou aktivitu. Konečně byla popsána up-regulace efluxních transportérů po požití toxického APAP. Tento projekt si klade za cíl charakterizovat in vitro metabolické dráhy zapojené do metabolismu APAP a tvorby reaktivních metabolitů, jakož i jejich vliv na produkci metabolitů.