Tossicità e Genotossicità nei Farmaci

### Tossicità

• La massima dose di un farmaco è la Dose massima tollerata.
• La tossicità subcronica viene valutata con analisi ematologiche e chimico-cliniche ogni 6 mesi.
• Negli studi sulla tossicità della riproduzione vengono valutati i seguenti parametri:
  • Fertilità
  • Sviluppo peri e post-natale
  • Teratogenesi
• Per gli studi di embriotossicità, è necessaria una seconda specie di mammifero, di solito non un roditore.
• Nei test di tossicità della riproduzione vengono utilizzate 3 dosi differenti, con la stessa somministrazione usata nell'uomo, una volta al giorno per 2-4 settimane.

Genotossicità

• Test in vitro vengono eseguiti su batteri (test di AMES su salmonella) e cellule (test di aberrazione cromosomica, test indicatori e test di mutazione genica).
• Test in vivo vengono eseguiti su cellule somatiche (test del micronucleo, mutazioni cromosomiche, mutazioni geniche) e su cellule germinali (mutazioni cromosomiche e geniche).

Cancerogenesi

• I test di cancerogenesi vengono eseguiti per sostanze che presentano analogie con composti già riconosciuti come cancerogeni.
• Test di cancerogenesi vengono effettuati anche per sostanze che hanno mostrato manifestazioni sospette durante gli studi tossicologici a lungo termine.
• I test di cancerogenesi vengono effettuati per sostanze che hanno dato risultati sospetti nelle prove del potere mutageno.
• I test di cancerogenesi vengono eseguiti per sostanze contenute in medicinali che devono essere somministrati per lunghi periodi (terapia cronica), di almeno 6 mesi.

Fasi della sperimentazione clinica

• Fase 1: vengono utilizzati volontari sani (qualche decina) per valutare la tollerabilità e la cinetica del farmaco.
• Fase 2:
  • Fase 2A: vengono utilizzati pazienti selezionati (un centinaio) per valutare l'ambito psiclogico, l'efficacia, la tollerabilità e la cinetica del farmaco.
  • Fase 2B: vengono utilizzati pazienti selezionati (qualche centinaio) per approfondire la valutazione dell'efficacia e della tollerabilità del farmaco
• Fase 3: vengono utilizzati pazienti selezionati (qualche migliaio) per stabilire definitivamente il profilo di efficacia e tollerabilità del farmaco.
• Fase 4: il farmaco viene utilizzato nella popolazione generale per valutare l'efficacia, la tollerabilità (farmacosorveglianza), le abitudini prescrittive (farmacoepidemiologia) e le ricadute economiche (farmacoeconomia).

Classificazione degli studi clinici

• Gli studi clinici possono essere:
  • Controllati: si utilizza un termine di confronto, come un farmaco di riferimento o un placebo, per stimare l'effetto del farmaco.
  • Non controllati: non si utilizza un termine di confronto.

Vie di Somministrazione

• Via intramuscolare e sottocutanea:
  • Vantaggi: possibilità di somministrazione di soluzioni acquose (assorbimento rapido) o preparati deposito (assorbimento lento → somministrazioni più distanti), possibilità di rimedio in caso di errore rispetto alla via endovenosa.
  • Svantaggi: irritazione e dolore in caso di mezzo oleoso, piccoli volumi.

Metodi di Assorbimento

• Diffusione semplice:
  • Modalità più frequente, secondo gradiente di concentrazione.
  • Dipende da:
    • Gradiente di concentrazione
    • Superficie della membrana
  • Non richiede consumo di energia.
  • Non è selettiva (dipende solo dalle caratteristiche fisico-chimiche della molecola).
• Diffusione facilitata:
  • Avviene attraverso la porzione lipidica della membrana.
  • Avviene sempre secondo gradiente di concentrazione.
  • Non richiede consumo di energia.
  • Non dipende dalle caratteristiche chimico-fisiche del farmaco.
  • È antagonizzabile perché due farmaci con caratteristiche simili possono passare entrambi.
  • È saturabile e selettiva.
• Trasporto attivo:
  • Avviene contro gradiente di concentrazione.
  • Richiede consumo di energia.
  • Non dipende dalle caratteristiche chimico-fisiche del farmaco.
  • Richiede specifiche proteine di trasporto.
  • È selettivo, saturabile e antagonizzabile.
• Filtrazione:
  • Avviene attraverso i pori intercellulari delle membrane capillari o i pori (acquaporine) delle membrane biologiche.
  • È proporzionale al gradiente di concentrazione o carica elettrica o pressione osmotica transmembrana.
  • Non richiede consumo di energia.
  • Non è selettiva (non dipende dal tipo di farmaco, ma solo dalle sue caratteristiche fisico-chimiche e dalle sue dimensioni).

Biodisponibilità di un farmaco

• La maggior parte dei farmaci sono acidi deboli o basi deboli.
• I farmaci acidi (HA) liberano un H+ provocando la formazione di un anione carico (A-).
• Le basi deboli (BH+) possono liberare H+.

Classificazione dei recettori

• Hanno periodi di azione differenti.

Enzimi

• I farmaci possono interferire con il sito attivo dell'enzima o influenzare co-fattori necessari per l'attività enzimatica.
• In alcuni casi, l'inibizione del sito attivo può essere irreversibile (ad esempio, l'aspirina disattiva le ciclo-ossigenasi).

Trasportatori

• Inibizione allosterica proteina trasportatrice (modificazione conformazionale impedisce il legame del substrato endogeno).
• Compete con il legame della molecola trasportata.
• Agisce da falso substrato per il trasportatore.
• Ad esempio, l'omeprazolo agisce sulla pompa protonica.

Caratteristiche dei recettori

• Sono selettivi: si combinano solo con una data molecola o con poche molecole strutturalmente simili.
• Sono variabili: il loro numero non è immutabile ma è soggetto a controlli omeostatici → plasticità.

Selettività recettoriale VS selettività d’organo

• Alta selettività recettoriale: alcuni farmaci sono selettivi per un recettore che però si trova largamente distribuito nel corpo umano (ad esempio l'atropina, utilizzato per il trattamento di aritmie).
• Scarsa selettività recettoriale: quando si ha invece una scarsa selettività recettoriale il farmaco può agire su altri tipi di recettori e dare effetti avversi (ad esempio la cloropromazina).

Eritromicina

• Ha effetti sia terapeutici (attività antibatterica) che avversi (inibitore CYP3A4 o bloccante canali K+ → effetti proaritmici).

Relazione tra interazione farmaco-recettore e risposta clinica

• La formazione di un complesso farmaco-recettore provoca una risposta biologica.
• L'entità della risposta è proporzionale al numero di complessi farmaco-recettore e alla attività intrinseca del farmaco.

Farmaco agonista

• Farmaco che si lega ad un recettore e genera una risposta biologica.
• In genere un agonista riproduce gli effetti dei composti endogeni correlati.
• L'entità della risposta dipende dalla concentrazione del farmaco nel sito di azione, che è dovuta a:
  • Dose di farmaco
  • Biodisponibilità
  • Caratteristiche chimico-fisiche

Potenza

• La EC50 è la concentrazione del farmaco che produce una risposta pari al 50% dell'effetto massimale.

Reazioni avverse ai farmaci (ADR)

• Tipo A:
  • Dose-dipendenti e correlate all'azione farmacologica.
  • Possono essere individuate e studiate sia durante gli esperimenti in vitro e sugli animali che durante la sperimentazione clinica.
• Tipo B:
  • Molto più rare di quelle di tipo A.
  • Tendono ad essere più gravi e sono caratterizzate da un'elevata mortalità.
  • Sono imprevedibili.
  • La loro insorgenza non dipende dal dosaggio.
  • Tuttavia esistono delle eccezioni: per esempio le reazioni idiosincrasiche su base metabolica possono essere dose-dipendenti.
  • Non sono correlate al meccanismo d'azione del farmaco coinvolto, riconoscendo invece un meccanismo di tipo immunologico (reazione allergica → il farmaco si comporta da apteno legandosi a una proteina plasmatica o a una membrana cellulare formando un complesso che funge da antigene completo) o idiosincrasico (reazione abnorme ad un farmaco geneticamente determinata → compare solo con alcuni farmaci, compare anche alla prima somministrazione e compare solo in alcuni pazienti).
  • Non potendo quasi mai essere riprodotte a livello sperimentale, è piuttosto rara la loro identificazione prima dell'immissione in commercio del farmaco responsabile.
• Tipo C:
  • Reazioni avverse a un farmaco durante la sua assunzione cronica, ancora in corso al manifestarsi clinico della reazione.
  • Sono dovute ad accumulo del farmaco.
  • Tipico esempio → danno multiorgano da amiodarone.
  • Dato il lungo periodo di trattamento con il farmaco, può essere difficile attribuire a questo l'insorgenza di una manifestazione clinica nuova.
• Tipo D:
  • Reazioni avverse dopo esposizione a un farmaco avvenuta (anche in utero) tempo prima della manifestazione clinica.
  • Pochi sono gli esempi noti, come la focomelia nei nati da donne che in un periodo critico della gravidanza avevano assunto talidomide; l'adenocarcinoma con dietilstilbestrolo durante la gravidanza; la discinesia tardiva dopo antipsicotici.
  • Sono di identificazione molto difficile.
• Tipo E:
  • Legate alla sospensione di un farmaco (ad esempio cortisone, antiepilettici, beta-bloccanti), poco frequenti e sono successive a:
    • Brusca sospensione del farmaco
    • Trattamento sufficientemente lungo
    • Impiego di un farmaco a breve emivita
• Tipo F:
  • ADR legate all'inatteso fallimento della terapia, abbastanza comuni, dose-dipendenti, spesso conseguenza di un'interazione fra farmaci.
  • Esempio → gravidanza inattesa e indesiderata per interazione tra una nuova assunzione di iperico e uso regolare di contraccettivo orale.

Classificazione in base al nesso di causalità (WHO international drug monitoring programme)

• Certo: l'evento insorge con una plausibile sequenza temporale dall'assunzione del farmaco e non può essere spiegato dalla malattia per la quale il farmaco è impiegato, né dalla concomitante assunzione di altri farmaci o sostanze chimiche. La reazione deve già essere stata osservata per il farmaco sospettato. La reazione deve migliorare con il dechallenge e ricomparire con il rechallenge.
• Probabile: l'evento insorge con una plausibile sequenza temporale dall'assunzione del farmaco e non può essere spiegato dalla malattia per la quale il farmaco è impiegato, né dalla concomitante assunzione di altri farmaci o sostanze chimiche. La reazione deve già essere stata osservata per il farmaco sospettato. La reazione deve migliorare con il dechallenge (non è necessario il rechallenge perché la reazione avversa rientri in questa definizione).
• Possibile: l'evento insorge con una plausibile sequenza temporale dall'assunzione del farmaco e non può essere spiegato dalla malattia per la quale il farmaco è impiegato, né dalla concomitante assunzione di altri farmaci o sostanze chimiche. La reazione deve già essere stata osservata per il farmaco sospettato.
• Improbabile: l'evento insorge con una sequenza temporale dall'assunzione del farmaco che rende improbabile una relazione causale, oppure altri farmaci o sostanze chimiche o la malattia del paziente possono spiegare l'evento osservato.
• Condizionata/inclassificata: evento è riportato come una reazione avversa che necessita di più dati per un'appropriata valutazione o per la quale sono in corso ulteriori valutazioni.
• Non valutabile/inclassificabile: una segnalazione che riporta una reazione avversa che non può essere giudicata a causa della mancanza o contraddittorietà delle informazioni e che non può essere verificata o supportata da altre informazioni.