Uso del tacrolimus en transplante de pulmón

Los fármacos inmunosupresores han permitido a lo largo de los años mejorar la supervivencia y reducir los efectos secundarios tras el transplante de pulmón. Los protocolos de terapia inmunosupresora consisten en la administración del fármaco inmunosupresor antes o inmediatamente después del transplante y a lo largo de toda la vida del paciente. Los fármacos de elección suelen ser la ciclosporina, la azatioprina y los corticosteroides, aunque algunos centros han sustituído la azatioprina por el mofetil micofenolato y la ciclosporina por el tacrolimus. Los resultados encontrados en un un metaanálisis reciente parecen indicar que el tacrolimus y la ciclosporina tendrían el mismo efecto en cuanto a supervivencia a largo plazo (de un año en adelante), aunque el

El pulmón es un excelente portal de entrada de fármacos. En transplante de pulmón, la administración intratraqueal de fármacos inmunosupresores podría lograr una concentración alta del fármaco en el pulmón y disminuiría los efectos tóxicos sistémicos, ya que la concentración total de fármaco a administrar podría reducirse considerablemente. Recientemente se ha investigado sobre el efecto beneficioso de la administración de la ciclosporina nebulizada, conjuntamente con inmunosupresión sistémica, como terapia de mantenimiento para evitar el rechazo en un transplante pulmonar (Iacono et al. 2006). Los resultados indican un efecto beneficioso en cuanto a supervivencia a largo plazo con respecto a los pacientes que únicamente recibieron la inmunosupresión sistémica. No obstante, esta forma de administración produjo como efecto negativo una importante irritación en las vías respiratorias superiores, debido a que el vehículo con el que se administra la ciclosporina (fármaco hidrofóbico) es el propilenglicol. Estudios realizados en modelos de transplante de pulmón en rata demuestran que el tacrolimus, administrado con inhaladores presurizados (Ingu et al. 2005) (Ide et al. 2007) o con nebulizadores con el fármaco disuelto en etanol (Schrepfer

et al. 2007), tiene menos efectos secundarios que la administración sistémica, siendo sus

efectos inmunosupresores igual de efectivos a la hora de controlar el rechazo. Recientemente se han desarrollado preparaciones de nanopartículas de tacrolimus producidas mediante un proceso de congelación ultrarápida para ser administradas por nebulización (Sinswat et al. 2008). Esta técnica produce agregados nanoestructurados con una gran superficie de contacto, lo que resulta en una velocidad de disolución del fármaco mucho mayor. Mediante esta forma de administración, el fármaco alcanzaría de forma rápida el espacio alveolar, pudiendo interaccionar con los diferentes componentes, tanto celulares como humorales presentes en el fluido alveolar como la SP-A que es la proteína mayoritaria del fluido. Nuestro grupo ha demostrado que SP-A interacciona con un derivado dansilado de tacrolimus con una constante de asociación, Ka, de (1±0.5)×108 M-1 (Canadas et al. 2005), lo que indica que la SP-A podría influir

en la biodisponibilidad del fármaco en los espacios alveolares, afectando a su absorción y funcionalidad. También se han realizado liposomas de tacrolimus con fosfatidilcolina hidrogenada y colesterol para ser administradas con inhaladores de polvo seco (Chougule et al. 2007), y nuestro grupo ha desarrollado una preparación de tacrolimus vehiculizado en vesículas de fosfolípidos específicos del surfactante pulmonar (DPPC y POPG), lo que podría beneficiar la llegada del fármaco a los espacios alveolares

mediante instilación sin alterar la composición del surfactante (Canadas et al. 2004). Esta formulación de tacrolimus liposomal mantiene las propiedades inmunosupresoras del fármaco.

El objetivo general de esta tesis ha sido estudiar las propiedades inmunomoduladoras de tacrolimus liposomal y tacrolimus libre y su interacción con componentes del fluido alveolar para su administración por vía inhalatoria en transplante de pulmón y otras patologías respiratorias que cursan con una respuesta inflamatoria exacerbada.

El tacrolimus es un fármaco de carácter liposoluble con un poderoso efecto supresor de la proliferación y producción de IL-2 en linfocitos T. Su potencial efecto antiinflamatorio en macrófagos no ha sido, sin embargo, estudiado en profundidad. Debido a su carácter inmunosupresor se utiliza en el tratamiento y prevención del rechazo del injerto en transplante de órganos. En el caso del transplante de pulmón, la administración de este fármaco por vía intratraqueal (instilación o nebulización) minimizaría sus efectos adversos nefrotóxicos y hepatotóxicos ya que la dosis necesaria sería menor que la requerida vía oral o intravenosa.

En los últimos años se ha trabajado activamente en formulaciones de tacrolimus adecuadas para su administración intratraqueal:

a) Formación de partículas de tacrolimus producidas a partir de una rápida criogenización para ser administradas por nebulización (Watts et al. 2010) (Sinswat et al. 2008).

b) Encapsulación de tacrolimus en liposomas para ser administrados por instilación o nebulización (Canadas et al. 2004) (Chougule et al. 2007).

En el caso de partículas de tacrolimus generadas por criogenización, el tamaño aerodinámico de las partículas es de 3-4 μm y se ha demostrado que se depositan adecuadamente en los pulmones mediante nebulización. Sin embargo, se desconoce la interacción de estas partículas con los componentes del fluido alveolar, lo que podría afectar a las propiedades del fármaco y/o absorción por las células alveolares. En concreto no se conoce el efecto de su interacción con la SP-A (Canadas et al. 2005) proteína mayoritaria del fluido alveolar, sobre las propiedades inmunomoduladoras del fármaco.

Respecto a la vehiculización de tacrolimus en liposomas, la mayor parte de los estudios se han realizado utilizando liposomas para administración tópica en enfermedades

administración intravenosa en transplante de hígado (Ko et al. 1995) o corazón (Moffatt

et al. 1999). Sin embargo, los liposomas dirigidos hacia el espacio alveolar del pulmón

requieren una composición lipídica especial, que no perturbe ni afecte a las membranas del surfactante que cubren el epitelio alveolar, y que son esenciales para la mecánica respiratoria. En este sentido, nuestro grupo ha desarrollado nanoliposomas de tacrolimus constuidos por fosfolípidos característicos del surfactante pulmonar (DPPC y POPG) y 1 % molar de tacrolimus encapsulado en el seno de las membranas. El diámetro hidrodinámico medio de estas vesículas unilamelares es de 120-150 nm, lo que permite fácilmente su esterilización. El tacrolimus liposomal retiene su actividad inmunosupresora sobre linfocitos T (Canadas et al. 2004) pero se desconoce sus efectos sobre macrófagos, células que están activamente implicadas en el proceso inflamatorio que caracteriza el daño por isquemia-reperfusión tras el trasplante pulmonar. Tampoco se han descrito aún los posibles efectos beneficiosos que esta u otra preparación de tacrolimus liposomal tendría in vivo en un modelo de trasplante de pulmón.

Por lo que los objetivos concretos de la tesis han sido: A partir de tacrolimus liposomal:

1. Analizar si el tacrolimus liposomal tiene actividad antiinflamatoria sobre macrófagos en comparación con tacrolimus libre. (Capítulo 1).

2. Evaluar el potencial efecto beneficioso de la administración intratraqueal de tacrolimus liposomal para paliar el daño por isquemia-reperfusión tras el transplante de pulmón. (Capítulo 2).

A partir de tacrolimus libre:

3. Caracterizar la unión de tacrolimus a la proteína mayoritaria del fluido alveolar, SP-A, y estudiar el efecto de dicha unión sobre las propiedades inmunosupresoras del fármaco en linfocitos T y sobre la estructura, propiedades y funciones de la proteína. (Capítulo 3).

4. Evaluar la actividad antiinflamatoria de los complejos tacrolimus-SP-A sobre macrófagos. (Capítulo 4).