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EFECTO DE LA EXPOSICIÓN A ARSÉNICO SOBRE LA EFICACIA ANALGESICA DE LOS ANTIINFLAMATORIOS NO SELECTIVOS Y DE
INHIBIDORES SELECTIVOS COX-2 EN UN MODELO EXPERIMENTAL DE DOLOR
Universidad Autónoma de San Luís PotosíFacultad de Ciencias Químicas
TESIS PARA RECIBIR EL TÍTULO DE
QUÍMICO FARMACOBIÓLOGO
PRESENTA
DULCE MARÍA CORDERO CORDERO
2 DE ABRIL DEL 2009
La contaminación del agua de consumo humano con arsénico representa un problema de salud mundial.
Por lo que a ultimas fechas la búsqueda de los mecanismo de acción que expliquen en parte sus efectos tóxicos se han vuelto un tema de investigación
importante.
Considerado el elemento número 52 en abundancia en la corteza terrestre, distribuido de manera no uniforme.
Es un elemento esencial para la vida , a pesar de que algunos de sus compuestos son extremadamente tóxicos.
En el aire en zonas remotas, se han encontrado concentraciones de As desde <1 a 3 ng / m3. En áreas urbanas se han detectado de 20 a 30 ng/ m3, esto en zonas de emisiones
industriales (World Helth Organization, 2000).
La contaminación por As, no es solo un problema de salud, de lugares lejanos como India o Pakistán
India
En México, diferentes estudios han mostrado que regiones de Hidalgo, Sonora, la región lagunera de Durango, Coahuila y San Luís Potosí, presentan altos índices de contaminación en suelos y agua para consumo humano
Norma Oficial Mexicana 127-SSA1 señala que los limites permisibles son de 0.025 mg/L
TIPOS DE EXPOSICIÓN
AGUDA
Menor a 14 días
La severidad de la intoxicación depende de la dosis, vía de absorción y cuando se ingiere en forma particulada, del tamaño de la partícula y de la solubilidad en agua del compuesto.
CRONICA
No constituyen un síndrome clínico bien definido. En la exposición crónica a arsénico por ingestión de alimentos, agua o medicamentos, los síntomas son parcialmente diferentes a los observados en la exposición después de la inhalación. Síntomas abdominales vagos, enrojecimiento de la piel, pigmentación e hiperqueratosis, dominan el cuadro clínico.
Muchas de estas patologías comparten como mecanismos iniciador los procesos inflamatorios, por lo que podría inferirse que la exposición a As altere una o mas fases de tal proceso.
Diferentes evidencias indican que la exposición humana
crónica a As, esta asociada
Enfermedades cardiovasculares
Anomalías en el desarrollo
Desordenes neurológicos
Fibrosis hepática y
renal
Alteraciones hematológicas
Mecanismo de la respuesta inflamatoria
TERAPEUTICA DEL DOLOR
Los tratamientos que de manera convencional se utilizan para aliviar el dolor están basados en el uso de fármacos anti-inflamatorios no esteroidales (AINEs) tales como el ibuprofeno, ketorolaco y el diclofenaco.
Estos fármacos combinan su actividad anti-inflamatoria y analgésica. (Dray et al, 1996).
Diclofenaco
Medicamento inhibidor no-selectivo de la ciclooxigenasa
indicado para reducir inflamaciones y como
analgésico.
Parecoxib
Es un inhibidor selectivo COX-2. Puede ser administrado por inyección IV o IM. Es un profármaco soluble en agua, que tiene una rápida y completa biotransformación a valdecoxib (inhibidor selectivo COX-2).
parecoxib
MODELOS EXPERIMENTALES PARA EVALUACIÓN DE LA NOCICEPCIÓN
La ausencia de una comunicación verbal en animales dificulta la evaluación del dolor en animales.
Es por ello que la evaluación de reacciones conductuales proporciona el único indicador de una sensación desagradable resultado de la aplicación de un estimulo (Le Bars et al, 2001).
Modelo de formalina
ESTIMULO (formalina al 5%)
Estímulo transmitido por las neuronas sensoriales
Médula espinal
Liberación de sustancias
Resultado: Inhibición de la nocicepción, incremento del dolor inflamatorio, respuesta de sacudida
Caracterización de las dos fases del modelo de formalina
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50 60 70
Tiempo (min)
Num
ero
de s
acud
idas
control negativo
control positivo
Primera fase Segunda fase
Evaluar los cambios moleculares en el tejido inflamado asociados a la exposición subcronica con As, de ratas tratadas con un antiinflamatorio no selectivo (diclofenaco) y un inhibidor selectivo COX-2(parecoxib) en
un modelo de dolor inflamatorio.
Evaluar los cambios en la expresión génica (m RNA) de la enzima COX-2 en el tejido inflamado de ratas expuestas al arsénico sin tratamiento analgésico.
Evaluar si el tratamiento analgésico dirigido selectiva o no selectivamente contra la enzima COX-2, altera su expresión génica después de una exposición sucrónica al arsénico
Animales Se utilizaron ratas Wistar de 180-280 g (n=24) en condiciones de
luz-oscuridad de 12 x 12 h, con agua y alimento ad libitum
El alimento que se les proporciono a los animales de experimentación, contiene menos de 1 ppm de arsénico. Estos animales fueron facilitados mediante el bioterio de la facultad de Ciencias Químicas, de la Universidad Autónoma de San Luís Potosí.
Todos los experimentos se realizaron siguiendo los lineamientos éticos para la investigación del dolor en animales de experimentación (Zimmermann, 1983).
Reactivos
Los fármacos fueron adquiridos de fuentes comerciales en forma de soluciones inyectables.
Para el diclofenaco se utilizo la marca Voltaren (Novartis Farmacéutica S.A. de C.V.) en solución inyectable de 75mg/3ml, mientras que para el Parecoxib se utilizo la marca Dynastat (Pfizer S.A. de C.V) en solución inyectable de 40 mg, las dosis empleada fue 1mg/kg para parecoxib y 10 mg/kg para diclofenaco, las cuales han demostrado previamente ser efectivas en modelos experimentales.
Diseño Experimental
GrupoExposición a 10 ppm de
arsénico
Control Agua destilada
1 √
2 √
3 √
Grupo Pre tratamiento (ip)
Control Sol. Salina 0.9%
1 Sol. Salina 0.9%
2 Diclofenaco 10 mg/Kg
3 Parecoxib 1 mg/Kg
Resultados
*
* p<0.05
El arsénico exacerbó la conducta nociceptiva (dolor)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Diclofenaco 10 mg/Kg-As As
Num
ero
tota
l de
Sac
udid
as Fase 1
Fase 2
En los animales expuestos con arsénico, la respuesta analgésica a diclofenaco no se modifica (no pierde su acción analgésica debido al efecto del arsénico).
14.0
0.7
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
diclofenaco parecoxib
% Antinocicepcion
Expresión del gel COX-2 en ratas del grupo control.
Bandas de la expresión del
gen 18S en el grupo control.
VALIDACIÓN DE LA TÉCNICA DE EXPRESIÓN GÉNICA (RT-PCR)
Expresión del gen COX-2 en el grupo de ratas expuestas a arsénico durante cuatro semanas,
sin ningún tratamiento analgésico. Expresión del gen 18S en el grupo expuesto a arsénico sin
tratamiento analgésico.
EFECTO DEL ARSÉNICO SOBRE LA EXPRESIÓN DE COX-2
Expresión del gen COX-2 en el grupo intoxicado con arsénico y pretratamiento con parecoxib 1 mg / Kg.
Expresión del gen 18S, para el grupo intoxicado con arsénico y pretratamiento con parecoxib 1 mg / Kg.
INHIBICIÓN DE LA SOBREEXPRESIÓN DE COX-2 MEDIADA POR ARSÉNICO EN RATAS PRETRATADAS CON PARECOXIB
Figura 17. Expresión del gen COX-2 en ratas intoxicada con arsénico y pretratamiento con diclofenaco 10 mg / Kg .
Figura 18. Expresión del gen 18S en el tejido de ratas expuesta con arsénico y tratadas con diclofenaco 10 mg / Kg
INHIBICIÓN DE LA SOBREEXPRESIÓN DE COX-2 MEDIADA POR ARSÉNICO EN RATAS PRETRATADAS CON DICLOFENACO
El arsénico exacerba la expresión de COX-2 en el tejido inflamado y el pretratamiento con diclofenaco o parecoxib inhiben tal efecto
Fosfolípidos
Acido araquidonico
COX 1
COX 2
IL’s
TNFCOX-2
PGE2
INFLAMACIÓN localizada
y/oDOLOR
As (III)
-
¿Duración / Intensidad?
Protein tirosin fosfatasas
Factores de transcripción
RELACIÓN ARSÉNICO-INFLAMACIÓN-DOLOR
Conclusiones
La exposición al arsénico en el agua de bebidas en ratas wistar durante un periodo de cuatro semanas, aumenta el grado de nocicepción inflamatoria en el modelo de formalina al 5%.
El arsénico aumenta la expresión del gen que codifica la expresión de la COX-2.
Se confirmó que además del aumento de la expresión de COX-2, el tóxico tiene otro mecanismo por el cual aumenta la nocicepción dolorosa y la inflamación.
Se encontró que el diclofenaco actúa de manera más efectiva en la antinocicepción causada por el modelo de formalina y la intoxicación por arsénico.
La prescripción de inhibidores selectivos COX-2 en zonas con altas concentraciones de arsénico en el agua, debe de hacerse de manera cuidadosa, puesto que este metaloide aumenta la conducta dolorosa por otras vías que no es la COX-2
La inhibición selectiva de COX-2, efecto del parecoxib no disminuyó la conducta nociceptiva de la administración de formalina en ratas Wistar, por lo que este medicamento no es de utilidad en el dolor de tipo inflamatorio.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!!
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IL’s
COX-2
PGE2
INFLAMACIÓN localizada
iAs
-Proteintirosin
fosfatasas
Factores de
transcripción
DOLOR(¿duración / intensidad?)
La exposición aguda y subcrónica a arsenito de sodio exacerba la respuesta inflamatoria así como la respuesta de conducta nociceptiva y disminuye el umbral nociceptivo espinal.
El mecanismo principal está relacionado con el incremento en la síntesis de prostaglandina E2 a nivel localizado (en el tejido dañado) donde se acumula el arsénico inorgánico o alguno de sus metabolitos.
HIPÓTESIS