Estudio de la variabilidad de la permeabilidad intestinal de fármacos. Estudios in vitro e in situ

Abstract

Son muchos los estudios que se han realizado para determinar la absorción intestinal de fármacos y cada grupo de trabajo utiliza su propia técnica experimental adaptada a sus condiciones de laboratorio y para las que se ha establecido previamente su capacidad predictiva sobre el resultado final in vivo en humanos. En el modelado de procesos cinéticos, como la absorción, para establecer correlaciones estructura actividad es frecuente combinar y comparar datos obtenidos en la misma especie animal o cultivos celulares en diferentes laboratorios a fin de incrementar la significación del modelo y su ámbito de aplicación a mayor número de moléculas. No obstante es frecuente observar disparidad en los valores obtenidos para un mismo fármaco en distintos laboratorios a pesar de utilizar técnicas experimentales similares. Este trabajo es parte de un proyecto en el que se pretende caracterizar la variabilidad asociada a los experimentos de perfusión in situ en rata y modelos de cálculo de permeabilidad en cultivos celulares en distintos laboratorios y estimar cuales son los factores principales responsables de la misma y de que modo pueden estandarizarse y/o ponderarse los distintos resultados si se dispone de información sobre el protocolo experimental. Con este fin en este trabajo se ha caracterizado la permeabilidad intestinal de dos fármacos modelo: Metoprolol y Verapamilo en cinco razas de rata utilizando en ambas machos y hembras y en 4 líneas celulares utilizando distintos pases, es decir monocapas celulares formadas en un rango de generaciones entre 10 y 80. Se seleccionó Metoprolol porque es el patrón utilizado para clasificar los compuestos en alta o baja permeabilidad y Verapamilo como conocido sustrato de glicoproteina-P. El objetivo principal es caracterizar la variabilidad asociada a los experimentos de perfusión in situ en rata y modelos de cálculo de permeabilidad en cultivos celulares en distintos laboratorios y estimando cuales son los factores principales responsables de dicha variabilidad y de qué modo pueden estandarizarse y/o ponderarse los distintos resultados si se dispone de información sobre el protocolo experimental.

Absorption of drugs from the gastrointestinal (GI) tract is very complex and is influenced by many factors, which fall into three classes. The first class of factors comprises physicochemical properties of drugs, including pKa, solubility, stability, diffusivity, and lipophilicity. The second class comprises physiological factors such as GI pH, gastric emptying, intestinal transit, gut wall metabolism, and active transport including drug efflux. Finally, the third class includes the formulation factors such as surface area, drug particle size and crystal form, and type of dosage form. In any animal model to predict human absorption it is important to take into account the factors that can add variability to the results in order to standardize the protocols and to obtain more predictive and accurate parameters. Nowadays, mathematical analysis of kinetics and dynamics of these processes in the GI tract try to establish a correlation between clinical and pre-clinical data. These studies use data obtained in different laboratories and different breeds. However, it is very common to observe statistical differences in permeability results obtained in different laboratories or different breed using the same drug. This work is part of a bigger project, which tries to characterize the variability included in experimental techniques, like in situ closed loop technique in rats, due to breed and gender in rats. Two standard drugs, metoprolol and verapamil, were selected to determine intestinal permeability in five breed of rats and in both sexes. metoprolol was selected because it is the standard reference compound (for high-low permability classification) and the other one, verapamil was chosen as a known P-glycoprotein substrate.