Epatotossicità APAP dopo dosi terapeutiche

Il paracetamolo (acetaminofene, APAP) è un antidolorifico onnipresente e antipiretico disponibile in tutto il mondo in numerosi farmaci da banco e da prescrizione. A dosi superiori a quelle terapeutiche, l'APAP è un agente epatotossico ben descritto e rappresenta un problema significativo per la salute pubblica poiché si stima che 30.000 ricoveri siano correlati al danno epatico indotto da farmaci (DILI) dell'APAP ogni anno negli Stati Uniti. APAP è infatti la causa più comune di insufficienza epatica acuta (ALF) negli Stati Uniti e in Europa con una mortalità complessiva stimata del 28%. I sovradosaggi di metà APAP non sono intenzionali ed è stata documentata la scarsa capacità dei pazienti di identificare i prodotti con APAP. Negli ospedali, l'1% di tutte le prescrizioni di farmaci conteneva una prescrizione di APAP per overdose, evidenziando la necessità di una maggiore consapevolezza sul sovradosaggio involontario di APAP.

Alla dose terapeutica raccomandata di 4 g/die, l'APAP è generalmente considerato sicuro. Tuttavia, sono state dimostrate associazioni tra il dosaggio terapeutico APAP e gli aumenti dell'alanina aminotransferasi (ALT). Infatti, fino a 1/3 dei volontari sani trattati con dosi terapeutiche di APAP hanno sperimentato un aumento di ALT di 3 volte (fino a 14 volte) dopo 3 giorni di trattamento per un massimo di 11 giorni. Questi risultati sono stati confermati nei pazienti non bevitori. Lo studio multinazionale SALT sulla popolazione di casi ha riportato 81 casi di ALF (49 in Francia) che hanno portato al trapianto dopo l'esposizione ad APAP senza sovradosaggio in un follow-up di 3 anni e l'APAP senza sovradosaggio è stato associato a un tasso di ALF 2 volte superiore rispetto ai FANS. Negli Stati Uniti, il 17% di ALF indotto da APAP in un periodo di 41 mesi è stato riportato con una dose di APAP inferiore a 4 g/die.

La malnutrizione come fattore di rischio Alcuni autori hanno suggerito che le dosi terapeutiche di APAP possono essere epatotossiche in presenza di malnutrizione e basso peso corporeo così come consumo cronico di alcol e droghe che inducono i citocromi P450 (CYP). Poiché il glutatione (GSH) è sintetizzato da 3 amminoacidi (aa) (Cys, Glu e Gly), la carenza di proteine ​​o di aa può causare la deplezione di GSH. Nei ratti, il digiuno era associato a un aumento dell'epatotossicità APAP come conseguenza della diminuzione del GSH epatico e un periodo di digiuno di 16 ore era sufficiente per esaurire le riserve di GSH. È stato dimostrato che i livelli di GSH sono ridotti nelle pazienti anoressiche rispetto ai controlli ed è stata osservata una correlazione positiva tra i livelli di GSH e il BMI. Un piccolo studio retrospettivo (n=10) ha mostrato che la grave epatotossicità dopo una dose moderata di APAP (da 4 a 10 g/giorno) era preceduta nell'80% dei casi dalla malnutrizione. Sono stati pubblicati diversi casi clinici di grave epatotossicità (alcuni fatali) dopo dosi terapeutiche di APAP in adulti malnutriti. Nella popolazione pediatrica, sono stati segnalati casi di ALF dopo dosi terapeutiche di APAP dopo infezione virale e basso stato nutrizionale. Tuttavia, nessuno studio ben condotto ha mirato a valutare in modo prospettico l'impatto della malnutrizione sulla tossicità a dosi terapeutiche di APAP.

Gli esperti della FDA hanno sottolineato che l'APAP è spesso utilizzato nei pazienti con cachessia. La cachessia è una sindrome complessa caratterizzata da diverse perturbazioni omeostatiche tra cui la progressiva perdita di peso involontaria, accompagnata da deperimento, sazietà precoce, debolezza e anoressia. Un ampio spettro di malattie cliniche è associato alla cachessia. La prevalenza della malnutrizione è stata osservata nel 20-29% dei pazienti ospedalizzati in Europa e nel 33% nei reparti chirurgici. Pickering et al. hanno dimostrato che il metabolismo APAP si sposta verso le vie ossidative tossiche dopo un intervento di chirurgia aortica maggiore, suggerendo che quei pazienti possono essere particolarmente suscettibili. I dati sul consumo di farmaci indicano anche che l'utilizzo di APAP è elevato nelle impostazioni post-operatorie. Il British National Formulary ha raccomandato una dose massima di 60 mg/kg IV APAP per l'uso negli adulti il ​​cui peso è inferiore a 50 kg e 3 g/die IV in caso di malnutrizione cronica o disidratazione. Sorprendentemente, nessuna raccomandazione di questo tipo è disponibile per l'APAP orale e che viene comunemente prescritta indipendentemente dallo stato nutrizionale. È probabile che i casi di danno epatico secondario alla dose normale raccomandata siano sottorappresentati in quanto la dose non è percepita come eccessiva e non è descritta come tale nelle linee guida internazionali per la gestione del dolore. Considerando l'uso diffuso di APAP e la prevalenza della malnutrizione nei reparti chirurgici, è di fondamentale importanza clinica chiarire se la malnutrizione predispone all'epatotossicità indotta da APAP al dosaggio raccomandato di 4 g/die.

Biomarker di epatotossicità APAP:

L'APAP è metabolizzato per glucuronidazione (55%) e solfatizzazione (40%). I metaboliti dell'APAP sono escreti dal fegato dalle proteine ​​associate alla multiresistenza ai farmaci (36-38). L'APAP viene ossidato (5%) dai citocromi P450 (CYP) 2E1, 3A e 1A2 nel metabolita altamente reattivo N-acetil-p-benzo-chinone (NAPQI), elettrofilo e citotossico, responsabile della tossicità epatica dell'APAP.

Alla dose terapeutica, l'APAP viene solitamente rapidamente disintossicato mediante coniugazione con GSH, eliminato dal fegato ed escreto nelle urine. Slattery et al. hanno dimostrato che la deplezione di GSH inizia nell'intervallo di 0,5-3 g APAP. Dopo un'eccessiva assunzione di APAP, sia la via di solfonazione che quella di glucuronidazione si saturano a favore della via di ossidazione. Ciò si traduce nella formazione di grandi quantità di NAPQI e nella deplezione di GSH epatico. NAPQI si lega covalentemente alle macromolecole, reagendo con i gruppi di zolfo nelle proteine ​​epatiche, ed è responsabile della necrosi centrolobulare epatica istopatologica con risparmio periportale. N-acetilcisteina (NAC) è uno scavenger per NAPQI. Entro 24 ore da una singola ingestione acuta, le concentrazioni plasmatiche APAP vengono utilizzate per prevedere la probabilità di epatotossicità e la necessità dell'antidoto NAC. Tuttavia il normogramma non è rilevante per i pazienti che si presentano più tardi di 24 ore dopo l'ingestione o dopo un'ingestione cronica. Lo sviluppo e la convalida di un marcatore precoce e facilmente accessibile di epatotossicità sarebbe particolarmente utile nelle popolazioni fragili e ad alto rischio per migliorare la diagnosi e la gestione dell'epatotossicità indotta da APAP. In effetti, i casi non riconosciuti di epatotossicità APAP comportano una prognosi infausta poiché la somministrazione dell'antidoto non verrà istituita o ritardata. L'APAP si lega covalentemente alla proteina come risultato di una reazione tra NAPQI e residui di cisteina per produrre addotti proteici APAP-CYS. Nell'ALF correlato all'APAP, è stato dimostrato che le concentrazioni di picco degli addotti APAP-CYS sono correlate con le concentrazioni di picco dell'aminotransferasi e sono state rilevate fino a 12 giorni dopo l'ingestione. In 157 adolescenti e bambini con sovradosaggio di APAP, il picco di addotti APAP-CYS era correlato con il picco delle transaminasi epatiche, il tempo al trattamento con NAC e la determinazione del rischio utilizzando il normogramma. È stato inoltre dimostrato che le concentrazioni di APAP-CYS variavano a seconda del grado di esposizione e APAP-CYS è specifico per le esposizioni APAP. Tuttavia, non è stata eseguita alcuna rilevazione diretta di APAP-CYS su proteine ​​a lunghezza intera o polipeptidi lunghi. Il rilevamento è stato effettuato dopo la digestione con un'endopeptidasi non specifica. Pertanto, l'esatta posizione dell'addotto e l'identità delle proteine ​​​​modificate sono sconosciute.

Il legame di sostanze chimiche all'emoglobina e all'albumina plasmatica è un fenomeno ben noto e la maggior parte delle sostanze chimiche che agiscono tramite metaboliti reattivi formano tali addotti. Gli addotti dell'emoglobina e dell'albumina sono facilmente accessibili da un campione di sangue e hanno una durata di vita ben definita a causa dell'assenza di riparazione. Recentemente, sono stati descritti protocolli di analisi proteica diretta basati sull'analisi LC-MS/MS di catene o peptidi globinici intatti per l'analisi di addotti di emoglobina e albumina. L'utilità clinica dell'albumina e dell'emoglobina modificate APAP-CYS come biomarcatori di epatotossicità APAP sarà valutata e confrontata con il livello sierico di transaminasi, APAP, APAP-CYS e metaboliti.

Le microvescicole (MV) sono progressivamente emerse come potenziali detentori di biomarcatori fruttuosi. Le MV sono vescicole circolanti rilasciate da quasi tutti i tipi di cellule e sono composte da un'enorme varietà di biomolecole come RNA messaggeri, micro RNA, proteine ​​e lipidi. È interessante notare che la loro composizione è correlata alla loro cellula, tessuto o organo originale ed è influenzata dalla stimolazione e dai cambiamenti microambientali della cellula donatrice. Questo dà loro "firme" di uno stato fisiologico. Le MV vengono rapidamente rilasciate nel sangue dopo uno stimolo o un cambiamento di condizione e sono quindi potenziali indicatori precoci di uno stato fisiologico, contenenti informazioni preziose per il monitoraggio delle patologie. Molecole specifiche rilasciate direttamente nel sangue tramite MV dagli epatociti, potrebbero contenere candidati biomarcatori interessanti per migliorare la gestione del trattamento del paziente dopo l'intossicazione da APAP. Saranno utilizzate strategie di proteomica quantitativa per isolare nuovi biomarcatori proteici per l'epatotossicità indotta da APAP dalle MV. In alternativa, i micro-RNA circolanti hanno dimostrato di essere potenti biomarcatori potenziali per una varietà di malattie, inclusa l'epatotossicità in seguito a overdose di APAP. I micro-RNA sono piccole molecole regolatrici non codificanti lunghe circa 22 nt che influenzano i livelli di espressione di centinaia di geni che sono stabili nei fluidi circolanti. In caso di overdose APAP, diversi studi hanno dimostrato che la concentrazione plasmatica del miR122 specifico del fegato correla e precede anche di poco l'aumento dei livelli ematici dei classici marcatori di epatotossicità. Lo screening trascrittomico da plasma e MV sarà utilizzato per identificare potenziali nuovi miRNA candidati per la tossicità epatica indotta da APAP.

Il rilevamento di nuovi biomarcatori può essere un processo noioso che può essere facilitato utilizzando campioni estremi come filtri per identificare i candidati più rilevanti sia a livello di proteine ​​che di acido nucleico. Nel contesto di questo studio, verranno forniti campioni estremi da 6 pazienti che arrivano in ospedale dopo l'ingestione di una dose eccessiva di APAP.

Marcatore genetico di suscettibilità I polimorfismi genetici negli enzimi che metabolizzano i farmaci (DME) ei trasportatori coinvolti nella farmacocinetica dell'APAP potrebbero essere utilizzati come biomarcatori di suscettibilità alla tossicità epatica dell'APAP. Le principali vie di eliminazione dell'APAP sono le DME di fase II UDP-glucuronosiltransferasi (UGT) e sulfotransferasi (SULT). Tre isoforme UGT sembrano essere coinvolte nella glucuronoconiugazione APAP ed è stata dimostrata una variabilità fino a 15 volte nella glucuronoconiugazione APAP. UGT1A1*28 e *6 sono associati a ridotta attività enzimatica e aumento della tossicità dell'irinotecan. Negli animali, i ratti Gunn carenti di UGT avevano una maggiore suscettibilità all'APAP rispetto ai controlli. La sindrome di Gilbert è un'iperbilirubinemia ereditaria dovuta a UGT1A1*28 che comporta una riduzione dell'attività enzimatica del 40%, una ridotta glucuronidazione APAP e un aumento della produzione del metabolita attivo. La solfatizzazione dell'APAP è catalizzata nell'uomo dalle isoforme SULT che possono avere una differenza di attività fino a 50 volte. Tuttavia l'impatto dei polimorfismi SULT sulla tossicità APAP non è noto. La bioattivazione di APAP in NAPQI è mediata dalla famiglia CYP con CYP2E1 e 2D6 che appaiono come le isoforme più rilevanti. Entrambi sono altamente polimorfici e possono essere sottoposti a duplicazione genica. I topi knockout Cyp2e1 sono meno sensibili agli effetti epatotossici dell'APAP rispetto agli animali wild-type. . Nell'uomo, l'impatto dei polimorfismi CYP2D6 e 2E1 sulla tossicità APAP non è noto. NAPQI è disintossicato da GSTP1 nel fegato per il quale sono stati descritti due comuni polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), uno dei quali riduce l'attività enzimatica. Infine, l'up-regulation dei trasportatori di efflusso è stata descritta dopo l'ingestione di APAP tossici. Questo progetto mirerà a caratterizzare in vitro le vie metaboliche coinvolte nel metabolismo APAP e nella formazione di metaboliti reattivi, così come il loro impatto sulla produzione di metaboliti.