Hepatotoxicidad por APAP tras dosis terapéuticas

El paracetamol (acetaminofén, APAP) es un analgésico y antipirético omnipresente disponible en todo el mundo en numerosos medicamentos de venta libre y recetados. En dosis supraterapéuticas, APAP es un agente hepatotóxico bien descrito y un importante problema de salud pública, ya que se estima que 30 000 hospitalizaciones están relacionadas con la lesión hepática inducida por fármacos (DILI, por sus siglas en inglés) de APAP cada año en los EE. UU. La APAP es, de hecho, la causa más común de insuficiencia hepática aguda (FHA) en los EE. UU. y Europa, con una mortalidad general estimada del 28 %. La mitad de las sobredosis de APAP no son intencionales y se ha documentado la poca capacidad de los pacientes para identificar productos con APAP. En los hospitales, el 1% de todas las recetas de medicamentos contenían una prescripción de APAP con sobredosis, lo que destaca la necesidad de una mayor conciencia sobre la sobredosis no intencional de APAP.

A la dosis terapéutica recomendada de 4 g/d, APAP generalmente se considera seguro. Sin embargo, se han demostrado asociaciones entre la dosificación terapéutica de APAP y las elevaciones de alanina aminotransferasa (ALT). De hecho, hasta 1/3 de los voluntarios sanos tratados con dosis terapéuticas de APAP experimentaron una elevación de ALT de 3x (hasta 14x) después de 3 días de tratamiento durante un máximo de 11 días. Estos resultados se confirmaron en pacientes no bebedores. El estudio multinacional SALT de población de casos informó 81 casos de ALF (49 en Francia) que llevaron a un trasplante después de una exposición sin sobredosis de APAP en un seguimiento de 3 años y APAP sin sobredosis se asoció con una tasa 2 veces mayor de ALF que los AINE. En los EE. UU., el 17 % de las IHA inducidas por APAP durante un período de 41 meses se notificaron con una dosis de APAP inferior a 4 g/día.

La desnutrición como factor de riesgo Algunos autores han sugerido que dosis terapéuticas de APAP pueden ser hepatotóxicas en presencia de desnutrición y bajo peso corporal, así como consumo crónico de alcohol y drogas inductoras de citocromos P450 (CYPs). Como el glutatión (GSH) se sintetiza a partir de 3 aminoácidos (aa) (Cys, Glu y Gly), la deficiencia de proteínas o aa puede provocar el agotamiento de GSH. En ratas, el ayuno se asoció con un aumento de la hepatotoxicidad por APAP como consecuencia de la disminución del GSH hepático, y un período de ayuno de 16 horas fue suficiente para agotar las reservas de GSH. Se ha demostrado que los niveles de GSH se reducen en pacientes anoréxicas en comparación con los controles y se observó una correlación positiva entre los niveles de GSH y el IMC. Un pequeño estudio retrospectivo (n=10) mostró que la hepatotoxicidad severa después de dosis moderadas de APAP (4 a 10 g/día) fue precedida en el 80% de los casos por desnutrición. Se han publicado varios informes de casos de hepatotoxicidad grave (algunos fatales) después de dosis terapéuticas de APAP en adultos desnutridos. En la población pediátrica se notificaron casos de IHA tras dosis terapéuticas de APAP tras infección viral y bajo estado nutricional. Sin embargo, ningún estudio bien realizado ha tenido como objetivo evaluar prospectivamente el impacto de la desnutrición en la toxicidad de las dosis terapéuticas de APAP.

Los expertos de la FDA señalaron que APAP se usa con frecuencia en pacientes con caquexia. La caquexia es un síndrome complejo caracterizado por varias perturbaciones homeostáticas que incluyen pérdida de peso involuntaria progresiva, acompañada de emaciación, saciedad temprana, debilidad y anorexia. Un amplio espectro de enfermedades clínicas está asociado con la caquexia. La prevalencia de la desnutrición se ha observado en el 20-29 % de los pacientes hospitalizados en Europa y en el 33 % en salas de cirugía. Pickering et al. demostraron que el metabolismo de APAP cambia hacia las vías oxidativas tóxicas después de una cirugía aórtica mayor, lo que sugiere que esos pacientes pueden ser particularmente susceptibles. Los datos de consumo de fármacos también indican que la utilización de APAP es alta en entornos postoperatorios. El Formulario Nacional Británico ha recomendado una dosis máxima de APAP IV de 60 mg/kg para uso en adultos cuyo peso es inferior a 50 kg y 3 g/día IV en desnutrición crónica o deshidratación. Sorprendentemente, no existe tal recomendación disponible para APAP oral y que comúnmente se prescribe independientemente del estado nutricional. Es probable que los casos de daño hepático secundario a la dosis normal recomendada estén infrarrepresentados ya que la dosis no se percibe como excesiva y no se describe como tal en las guías internacionales para el tratamiento del dolor. Teniendo en cuenta el uso generalizado de APAP y la prevalencia de la desnutrición en las salas de cirugía, es de crucial importancia clínica aclarar si la desnutrición predispone a la hepatotoxicidad inducida por APAP a la dosis recomendada de 4 g/día.

Biomarcador de hepatotoxicidad por APAP:

APAP se metaboliza por glucuronidación (55%) y sulfatación (40%). Los metabolitos de APAP son excretados fuera del hígado por proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos (36-38). APAP es oxidado (5%) por los citocromos P450 (CYP) 2E1, 3A y 1A2 a la N-acetil-p-benzo-quinona altamente reactiva (NAPQI), metabolito electrofílico y citotóxico, responsable de la toxicidad hepática de APAP.

En dosis terapéuticas, APAP generalmente se desintoxica rápidamente por conjugación con GSH, se elimina del hígado y se excreta en la orina. Slattery et al. han demostrado que el agotamiento de GSH comienza en el rango de 0,5 a 3 g de APAP. Después de una ingesta excesiva de APAP, tanto la vía de sulfonación como la de glucuronidación se saturan a favor de la vía de oxidación. Esto da como resultado la formación de grandes cantidades de NAPQI y el agotamiento del GSH hepático. NAPQI se une covalentemente a macromoléculas, reaccionando con grupos de azufre en proteínas hepáticas, y es responsable de la necrosis centrolobulillar hepática histopatológica con preservación periportal. La N-acetilcisteína (NAC) es un eliminador de NAPQI. Dentro de las 24 h de una única ingestión aguda, las concentraciones plasmáticas de APAP se utilizan para predecir la probabilidad de hepatotoxicidad y la necesidad de un antídoto NAC. Sin embargo, el normograma no es relevante para los pacientes que se presentan más tarde de 24 h después de la ingestión o después de una ingestión crónica. Desarrollar y validar un marcador de hepatotoxicidad temprano y de fácil acceso sería especialmente útil en poblaciones frágiles y de mayor riesgo para mejorar el diagnóstico y el manejo de la hepatotoxicidad inducida por APAP. De hecho, los casos no reconocidos de hepatotoxicidad por APAP conllevan un mal pronóstico ya que la administración del antídoto no se instaurará ni retrasará. APAP se une covalentemente a la proteína como resultado de una reacción entre NAPQI y residuos de cisteína para producir aductos de proteína APAP-CYS. En la ALF relacionada con APAP, se demostró que las concentraciones máximas de aductos de APAP-CYS se correlacionan con las concentraciones máximas de aminotransferasa y se detectaron hasta 12 días después de la ingestión. En 157 adolescentes y niños con sobredosis de APAP, los aductos máximos de APAP-CYS se correlacionaron con las transaminasas hepáticas máximas, el tiempo transcurrido hasta el tratamiento con NAC y la determinación del riesgo mediante el normograma. También se ha demostrado que las concentraciones de APAP-CYS varían según el grado de exposición y APAP-CYS es específico para las exposiciones a APAP. Sin embargo, no se realizó una detección directa de APAP-CYS en proteínas completas o polipéptidos largos. La detección se llevó a cabo después de la digestión con una endopeptidasa no específica. Por lo tanto, se desconoce la posición exacta del aducto y la identidad de las proteínas modificadas.

La unión de sustancias químicas a la hemoglobina y la albúmina plasmática es un fenómeno bien conocido y la mayoría de las sustancias químicas que actúan a través de metabolitos reactivos forman tales aductos. Los aductos de hemoglobina y albúmina son fácilmente accesibles a partir de una muestra de sangre y tienen una vida útil bien definida debido a la ausencia de reparación. Recientemente, se describieron protocolos de análisis directo de proteínas que se basan en el análisis LC-MS/MS de cadenas de globina o péptidos intactos para el análisis de aductos de hemoglobina y albúmina. Se evaluará la utilidad clínica de la albúmina y la hemoglobina modificadas con APAP-CYS como biomarcadores de hepatotoxicidad por APAP y se comparará con el nivel sérico de transaminasas, APAP, APAP-CYS y metabolitos.

Las microvesículas (MV) han emergido progresivamente como posibles portadores de biomarcadores fructíferos. Los MV son vesículas circulantes liberadas de casi todos los tipos de células y están compuestas por una gran variedad de biomoléculas, como ARN mensajeros, micro ARN, proteínas y lípidos. Curiosamente, su composición está relacionada con su célula, tejido u órgano original, y está influenciada por la estimulación y los cambios en el microambiente de la célula donante. Esto les da "firmas" de un estado fisiológico. Los MV se liberan rápidamente en la sangre después de un estímulo o un cambio de condición y, por lo tanto, son posibles indicadores tempranos de un estado fisiológico, que contienen información valiosa para el seguimiento de patologías. Las moléculas específicas liberadas directamente en la sangre a través de las MV de los hepatocitos podrían contener candidatos biomarcadores interesantes para mejorar el manejo del tratamiento del paciente después de la intoxicación por APAP. Se utilizarán estrategias de proteómica cuantitativa para aislar nuevos biomarcadores de proteínas para la hepatotoxicidad inducida por APAP a partir de MV. Alternativamente, se ha demostrado que los micro-ARN circulantes son poderosos biomarcadores potenciales para una variedad de enfermedades, incluida la hepatotoxicidad después de las sobredosis de APAP. Los micro-ARN son pequeñas moléculas reguladoras no codificantes de ~22 nt de largo que afectan los niveles de expresión de cientos de genes que son estables en los fluidos circulantes. En casos de sobredosis de APAP, varios estudios han demostrado que la concentración plasmática del miR122 específico del hígado se correlaciona e incluso precede ligeramente al aumento en los niveles sanguíneos de los marcadores clásicos de hepatotoxicidad. Se utilizará la detección transcriptómica de plasma y MV para identificar posibles nuevos candidatos de miARN para la toxicidad hepática inducida por APAP.

La detección de nuevos biomarcadores puede ser un proceso tedioso que puede facilitarse mediante el uso de muestras extremas como filtros para identificar los candidatos más relevantes, ya sea a nivel de proteínas o de ácidos nucleicos. En el contexto de este estudio, se proporcionarán muestras extremas de 6 pacientes que llegan al hospital después de la ingestión de una sobredosis de APAP.

Marcador genético de susceptibilidad Los polimorfismos genéticos en las enzimas metabolizadoras de fármacos (DME) y los transportadores involucrados en la farmacocinética de APAP podrían usarse como biomarcadores de susceptibilidad a la toxicidad hepática por APAP. Las principales rutas de eliminación de APAP son las UDP-glucuronosiltransferasas (UGT) y las sulfotransferasas (SULT) de DME de fase II. Tres isoformas de UGT parecen estar implicadas en la glucuronoconjugación de APAP y se ha demostrado una variabilidad de hasta 15x en la glucuronoconjugación de APAP. UGT1A1*28 y *6 están asociados con una actividad enzimática reducida y una mayor toxicidad del irinotecán. En animales, las ratas Gunn deficientes en UGT tenían una mayor susceptibilidad a APAP en comparación con los controles. El síndrome de Gilbert es una hiperbilirrubinemia hereditaria debida a UGT1A1*28 que provoca una reducción de la actividad enzimática del 40 %, una reducción de la glucuronidación de APAP y un aumento de la producción de metabolitos activos. La sulfatación de APAP es catalizada en humanos por isoformas SULT que pueden tener una diferencia de actividad de hasta 50x. Sin embargo, se desconoce el impacto de los polimorfismos de SULT en la toxicidad de APAP. La bioactivación de APAP en NAPQI está mediada por la familia CYP, apareciendo CYP2E1 y 2D6 como las isoformas más relevantes. Ambos son altamente polimórficos y pueden sufrir duplicación de genes. Los ratones knockout para Cyp2e1 son menos sensibles a los efectos hepatotóxicos de APAP que los animales de tipo salvaje. . En humanos, se desconoce el impacto de los polimorfismos CYP2D6 y 2E1 en la toxicidad de APAP. NAPQI es detoxificado por GSTP1 en el hígado para lo cual se han descrito dos polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) comunes, uno de ellos reduce la actividad enzimática. Finalmente, se ha descrito una regulación al alza de los transportadores de eflujo después de la ingestión de APAP tóxico. Este proyecto tendrá como objetivo caracterizar in vitro las vías metabólicas involucradas en el metabolismo de APAP y la formación de metabolitos reactivos, así como su impacto en la producción de metabolitos.