Sistema de Tamizaje para Drogas Antitumorales

Consideraciones Metodológicas y Estrategias sobre un Sistema de Tamizaje para Drogas Antitumorales

Dr. ÁNGEL EMILIO BERNAL BALÁEZ, M.S., Ph.D.

Estomatólogo. Universidad de La Habana. CUBA. Magister en Histología
Ph.D Patología Bucal. Profesor Asociado de la Facultad de Odontología.
Universidad Nacional de Colombia.

Palabras clave: bioensayo ; tamizaje ; espectro antitumoral

Resumen

La tragedia por la que atraviesan los pacientes oncológicos en sus etapas finales y sus familiares, conducen, en no pocas ocasiones, a la desesperada búsqueda de una solución. Recurriendo a formulaciones de diferentes brebajes y productos.

Los que no han sido analizados debidamente por el riguroso esquema de evaluación toxicopatológica, exigido internacionalmente para el consumo de medicamentos con tales fines.

Por tales razones se desconocen sus efectos nocivos, dosis recomendada (científicamente calculada). Así como otras cualidades.

Atendiendo al creciente surgimiento de “medicamentos anticancerosos” u otros con efectos supuestamente curativos para otras enfermedades. Unido al incorrecto proceder de intentar probarlos en pacientes sin un análisis riguroso que ponga en riesgo la vida de los pacientes o genere falsas espectativas en los familiares. El presente artículo ofrece un conjunto de consideraciones metodológicas.

Con el objetivo de orientar y documentar científicamente al gremio odontológico. Sobre la complejidad de la evaluación toxicopatológica de productos para su introducción en las fases clínicas y de acuerdo a sus resultados la patente y autorización para su comercialización.

Se propone, finalmente, la necesidad de sistematizar el trabajo científico dirigido al heterotrasplante de tumores humanos. Lo que permitirá aprovechando modelos controlados se logre un mayor acercamiento al problema fundamental de la oncología contemporánea.

De la adecuada utilización de los métodos de Bioensayos y Tamizaje Toxicofarmacológicos para la evaluación de nuevas sustancias oncoespecíficas o coadyvantes en la terapia antineoplásica, y su eficacia, dependerán mejores y más exitosos tratamientos oncológicos.

Consideraciones Metodológicas y Estrategias sobre un Sistema de Tamizaje para Drogas Antitumorales.

De las tres armas disponibles en la actualidad para el tratamiento de tumores malignos (cirugía, radiaciones y quimioterapia), la quimioterapia, es decir. Eel empleo de sustancias químicas antitumorales, es la más reciente. A pesar que desde principios del presente siglo Paul Ehrlich (1854-1915) desarrolló importantes estudios en este campo, y es la que continúa en una más rápida expansión.

Las primeras drogas antitumorales aparecieron en la década del 50 y ya hoy, existen más de 70 citostáticos de uso en las clínicas. La tendencia actual (1) es clara hacia el uso de estas sustancias en:

– Más pacientes
– Durante más tiempo
– Más tempranamente en la evolución de la enfermedad
– En combinación (Poliquimioterapia)
– A mayor dosis.

La difusión científica sobre el empleo de los citostáticos a nivel mundial ha propiciado un lógico incremento del uso de los mismos. En Cuba, por ejemplo, debido a la amplia cobertura asistencial a través de su Sistema Nacional de Salud. En la década pasada. el consumo de Vincristina se multiplicó por 1.6; el de Actinomicina por 2.9; el de Bleomicina por 3.4; el uso de Adriamicina por 9.2. Nuevas drogas como el Cis-Platino (CDDP) (sintetizado en Cuba apenas un año después de su aparición en el mercado internacional) se incorporaron al arsenal terapeútico. en la búsqueda de nuevos esquemas de tratamiento (2).

El rápido desarrollo del empleo de drogas antitumorales no puede tener lugar de una manera racional y útil. Sin una base de investigación científica que no puede ser sustituída por la asimilación bibliográfica de la investigación extranjera. ¿Por qué?

En primer lugar

La asimilación inteligente de la gran cantidad de técnicas que se publican. Requiere un dominio y empleo constante de la metodología y del ensayo clínico controlado.

En segundo lugar

El desarrollo de la quimioterapia que comprende el empleo de drogas antitumorales en diferentes combinaciones terapeúticas. será muy difícil de asimilar y poner a disposición de todos los pacientes necesitados, que de acuerdo a las incidencias reportadas resultan un serio problema de salud en Colombia (3). Esto,a su vez, requiere de una infraestructura de laboratorios y cuadros capaces de trabajar la Farmacología preclínica y evaluar la actividad antitumoral y toxicidad de sustancias.

En tercer lugar

La flora y los invertebrados marinos, del Caribe colombiano, constituyen una fuente potencial y poco explorada de nuevos medicamentos.

En cuarto lugar

Resulta insostenible desde el punto de vista práctico e inaceptable desde el punto de vista ético, que una nueva sustancia antitumoral se pruebe directamente en pacientes sin alguna evidencia clara y repetible de actividad biológica en animales de experimentación o en pruebas “in vitro”. Es la experimentación quien debe dar la aprobación o voto para el ensayo clínico.

Así, la necesidad de desarrollar un programa renovado de investigación de nuevas sustancias antitumorales. Con todas sus etapas, desde el tamizaje de actividad antitumoral en estractos crudos y el fraccionamiento químico pasando por los estudios de espectro de actividad antitumoral y farmacología preclínicas, hasta los ensayos clínicos, deben ser una de las estrategias científicas que respondan a la problemática oncológica actual.

Una de las vertientes de trabajo prioritarias deben ser las investigaciones en sustancias naturales de la flora y fauna del país, con preferencia sobre la elaboración de moléculas sintéticas. Debe ponerse claramente de manifiesto las ventajas y desventajas de este propósito. Hay, en el arsenal terapéutico, citostáticos producidos por síntesis (ciclofosfamida, nitrosoureas y otros) y citóstaticos obtenidos por procedimientos extractivos a partir de fuentes naturales (vincristina, vinblastina, adriamicina, bleomicina y otros).

La producción por síntesis tiene dos grandes ventajas: su productividad y su rendimiento. A partir de estructuras conocidas pueden obtenerse nuevos análogos y estas investigaciones dan lugar a muchas moléculas con actividad, y en grandes cantidades.

La extracción de sustancias naturales es una vía poco productiva y en general las sustancias se obtienen en ínfimas cantidades. En una evaluación del sistema norteamericano de tamizaje, se estimó la efectividad en 0,0001. Es decir, una sustancia activa por cada 10 000 ensayos (4).

Estas enormes dificultades se contrapesan por las siguientes ventajas en la investigación en productos naturales:

Hay estructuras moleculares especialmente complejas (Ej. Bleomicina) a la que dificil llegar por vía sintética.

La investigación de productos naturales tiene mayores posibilidades de producir drogas con nuevos mecanismos de acción. Lo cual es muy importante en la oncología actual.

Las nuevas fuentes naturales (flora y fauna) tienen cierto carácter autóctono en cada país, lo cual proporciona. Por razones lógicas, su investigación a pesar de la competencia de otras Instituciones Científicas en países de mayor desarrollo (5), (6), (7).

Las fuentes principales de sustancias naturales antitumorales en el mundo han sido 3:

– las plantas
– los organismos marinos
– los productos de microorganismos (fermentación).

Más recientemente. Se ha trabajado en una cuarta fuente. Que agrupa las sustancias reguladoras producidas por las propias células superiores, que son en última instancia. Sustancias naturales con las cuales queda mucho camino por andar. Pero nos atrevemos a preconizar su futura práctica dentro de la terapia oncológica en algunos tipos de neoplasias epiteliales además de otros propósitos (8) (9).

Una de las limitaciones en el éxito de la quimioterapia. Principalmente en los países en desarrollo. Ha sido la falta de organización en el trabajo científico destinado a buscar aportes teóricos y soluciones prácticas.

Existen propuestas concretas para el desarrollo de nuevas drogas antitumorales (10). Uno de los pasos fundamentales para una adecuada estructuración de la política científica dirigida hacia un desarrollo sostenido y logro de soluciones racionales se basa en :

1) La creación de laboratorios de pruebas biológicas, que asimilen el trabajo de evaluación de actividad antitumoral, separándolo del trabajo químico.

2) La organización del Sistema de Tamizaje que oriente los pasos principales del estudio de una sustancia antitumoral. Ello implica la creación de condiciones materiales y recursos humanos esenciales para los estudios de farmacología preclínica y los ensayos clínicos por etapas con objetivos concretos:

ETAPAS DEL ESTUDIO DE NUEVAS SUSTANCIAS ANTITUMORALES

Etapa	Sistema de Estudio	Objetivos
Toxicidad	Ratones sanos	Determinar dosis para tamizaje primario
Tamizaje Primario	– Células de cultivo – Leucemia P388 – KB. Tumores de ratón – Adenocarcinoma 755	Determinar si hay actividad antitumoral
Definición de Espectro	Varios tumores de ratón	Precisar amplitud del espectro de actividad antitumoral en diferentes tipos de neoplasias
Farmacología Preclínica	Ratones, Ratas y Perros	-Definir dosis de inicio para ensayo clínico -Definir esquemas óptimos para ensayo clínico -Precisar signos de toxicidad a vigilar en ensayo clínico
Ensayo clínico Fase I	Pacientes en estadios muy avanzados (serie limitada)	Establecer tolerancia, dosis óptimas y manifestaciones tóxicas en el humano
Ensayo clínico Fase II	Pacientes en estadios avanzados (serie limitada)	Comprobar actividad antitumoral en pacientes
Ensayo clínico Fase III	Pacientes (serie amplia)	Precisar utilidad del nuevo tratamiento en comparación con otros

 

Enfoque dialéctico

No debe interpretarse este orden metodológico como una camisa de fuerza, sino con un enfoque dialéctico, pues existe actualmente un marcado interés mundial hacia la investigación de moléculas biológicas con actividad antitumoral en búsqueda de drogas que actúen modificando los mecanismos de regulación biológica que operan normalmente en la interacción tumor-hospedero (11) (12).

Ello justifica una lógica adecuación de los diseños experimentales tomando sus bases fundamentales para procesar eficientemente las nuevas sustancias con un sistema de tamizaje más sensible, introduciendo pruebas para la detección de actividades antitumorales indirectas, es decir, sustancias no citotóxicas que actúen a través de los mecanismos fisiológicos de control del hospidero (biorreguladores) (13).

El interés en tales “reguladores biológicos” procede en primer lugar, del reconocimiento de las limitaciones de la quimioterapia clásica, que no ha sido capaz de modificar cifras de sobrevida en neoplasias tan frecuentes como tumores de pulmón y del aparato digestivo, y en segundo lugar, la aparición de datos en la literatura que indican la posibilidad real de controlar el crecimiento de tumores por medio de mecanismos biológicos (Bioterapia).

Nuevas generaciones de inmunomoduladores están apareciendo, los efectos antitumorales de los interferones continúan investigándose y se han publicado experimentos de inducción y rediferenciación de células tumorales. Otras moléculas tales como interleukinas, los factores de crecimiento y los inhibidores mitóticos endógenos llaman la atención.

Pruebas para los reguladores biológicos:

1) Inhibición de diseminación metastásica en tumores de pulmón, Lewis y RL67
2) Inducción de rechazo del tumor de Ehrlich
3) Placa hemolítica de Jerne; sensibilización con células de carnero
4) Placa hemolítica de Jerne; sensibilización con células tumorales
5) Transformación blástica de los linfocitos
6) Citotoxicidad mediada por células (51Cr)
7) Citotoxicidad dependiente de anticuerpos
8) Inhibición de plasmina
9) Inhibición de proteasas
10) Competencia por el receptor de estradiol
11) Competencia por el receptor de progesterona
12) Competencia por el receptor de insulina
13) Competencia por el receptor del factor de crecimiento epidérmico
14) Inhibición de ATP asa de membrana

En la práctica, este panel de pruebas debe constituir una entrada paralela al Sistema de Tamizaje: las sustancias consistentemente positivas en una de estas pruebas entran directamente a los estudios de Ampliación de Espectro Antitumoral.

A continuación se presenta el Diagrama de Flujo de un Sistema de Tamizaje susceptible a ser enriquecido en cuanto a tumores transplantables de origen epitelial, pero adecuado en la búsqueda de nuevos agentes antitumorales con un rigor científico y metodológico (Ver Cuadro I).

Comentarios Perspectivos

El énfasis actual en la búsqueda de moléculas que actúen a través de mecanismos de regulación biológica, plantea problemas muy difíciles de resolver a los oncólogos experimentales en lo que se refiere a los métodos de ensayo.

El panel óptimo de pruebas para estas sustancias no está claramente establecido en ninguna Institución.

Las pruebas “in vitro” son dependientes del tipo específico de mecanismos reguladores que requieran ser estudiados. En cuanto a las pruebas “in vivo”, los tumores trasplantables, a nuestro juicio, aún son inadecuados y se requieren modelos más específicos desde el punto de vista histogenético enriqueciendo los bancos de tumores trasplantables con neoplasias quimioinducidas de origen epitelial principalmente de revestimiento, atendiendo a la elevada incidencia mundial de estos tipos de tumores.

Para el logro de este propósito se impone la necesidad de fomentar estudios de carcinogénesis química, considerando la inobjetable relación causa-efecto, reconocida por Organismos Internacionales (15) (16).

Por otra parte es imprescindible sistematizar el trabajo científico dirigido al heterotrasplante de tumores humanos, lo que permite que aprovechando modelos animales controlados se logre un mayor acercamiento al problema fundamental de la oncología contemporánea.

Estas consideraciones dejan abiertas las puertas para el desarrollo de líneas de trabajo, a partir de infinidad de inquietudes que, en resumen, nos alumbran un camino hacia el incansable perfeccionamiento de los sistemas y métodos de bioensayos toxicofarmacológicos, pues resulta claro que su eficacia dependerá de cuan acertadas sean nuestras decisiones.

Bibliografía

• 1.- Lage, A.: Conceptos de la Quimioterapia Experimental. Actualidad en Oncología 2:3, 1980.
• 2.- Maynardi, V.: Cisdiamino Cloruro Platino obtenido en Cuba. Su actividad antitumoral. Rev. Cuba. Farmacia 18: 2, 1983.
• 3.- Bernal Baláez, A. y Montes Campuzano, V. H.: Reflexiones sobre el cáncer Bucal en Colombia. Rev. Federación Odontol. Colombiana. No.187 (Nov/95-Mar/96): p.p29, 1996.
• 4.- Apple, M. R.: New anticancer drug design: past and future strategies. In: Becker, F.F.(Ed) Cancer: A comprehensive treatise. Plenum Press, New York, vol.5, 1977, p.p 559.
• 5.- Pérez, R. M.: Obtención de un sesquiterpeno con actividad tumoral de la esponja smenospongia aurea de las costas cubanas. Rev. Cuba. Oncol. 1: 184, 1985.
• 6.- Bello, J. L.: Influencia del tratamiento con polisacáridos de origen marino sobre el prendimiento del tumor ascítico de Ehrlich. Rev. Cuba. Oncol. 1: 192, 1985.
• 7.- Evidencias experimentales de la actividad inmunoestimulante de un polisacárido de origen marino. Rev. Cuba. Oncol. 1: 200, 1985.
• 8.- Bernal Baláez, A., Jústiz, E. y Bello, J. L.: Evaluación hística en piel de ratas Long Evans tratadas con EGFh-r tópico. Biotecnología Aplicada 8: 311, 1991.
• 9.- Bernal Baláez, A., Jústiz, E. y Bello, J. L.: Modificaciones morfométricas en la piel de ratas tratadas topicamente con Factor de Crecimiento Epidérmico. PATOLOGIA (México) 30: 185, 1992.
• 10.- Saunders, J. F. y Cartes, S. K.(Eds): USA-URSS Monograph. Methods of New Anticancer Drugs. Natl. Cancer Inst. Monographs vol.45. DHEW Publication No. (NIH) 76-1037. Bethesda, 1977.
• 11.- Oldman, R. K.: Biological response modifiers program. J.Biol.Resp.Modif. 1: 81, 1982.
• 12.- Fidler, I. J.: The rationale for the desingn of screening precedure for the assessment of biological response modifiers for cancer tratment. J. Biol. Resp. Modif. 1: 15, 1982.

Referencia

• 13.- Maynardi, V.: Nuevas drogas antitumorales: un sistema experimental para el tamisaje inicial. Rev. Cuba. Farm. 18:2, 1983.
• 14.- Monfardini, S. (Eds): Manual of Cancer Chemotherapy. 3a. Ed. VICC, Ginebra, 1981.
• 15.- IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk of chemical to humans. vol.32, polynuclear aromatic compounds. Part 1. Enviromental and Experimental Data. Lyon, 1983, Pág. 37.
• 16.- IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk of chemical to humans. vol. 37, Lyon, France, 1985, Pág. 15.

Glosario

• AD-755 : Adenocarcinoma espontáneo de mama en ratón C57BL
• CisDDP: Cis-diamino dicloro platino II, droga antineoplástica con mecanismo de acción no bien definido. Sintetizada por la Facultad de Química de la Universidad de la Habana, Cuba.
• 51Cr: Isótopo radioactivo
• ED50: Dosis efectiva media
• KB: Células de carcinoma humano
• L-1210: Leucemia quimioinducida en ratones DBA
• LEWIS (CPL): Carcinoma espinocelular de pulmón espontáneo en ratones C57BL
• M-B16: Melanoma murino
• P338: Leucemia muriana
• RL-67: Carcinoma pulmonar indiferenciado quimioinducido en ratones C57BL
• SRC-37: Neoplasia mesodérmica maligna murina