Estudios de toxicidad crónica y Subcrónica

Introducción

Los organismos están más frecuentemente expuestos por periodos prolongados

en un espacio a dosis más bajas de las letales pero que, ejercen una toxicidad a

largo plazo, por lo que es necesario llevar a cabo estudios que recreen estas

condiciones, con estudios a corto plazo (subagudo y subcrónico) y largo plazo

(crónico). Generalmente los estudios subagudos duran 2 a 4 semanas y dan una

directriz para el rango de dosis que se puede usar en los estudios subcrónicos,

que duran 90 días o más, como lo descrito en (Wouterson et al, 1984) donde se

realiza una comparación entre los niveles de efecto mínimo y sin efecto

observable en ratas expuestas a 82 compuestos vía oral.

Los objetivos de los estudios son examinar la toxicidad a nivel celular, determinar

la variación de la respuesta entre especies a repetidas exposiciones, demostrar

los efectos acumulativos, observar los cambios físicos, morfológicos y funcionales

de los órganos afectados y predecir la dosis en las que se presentaran efectos

adversos a la salud en el humano.

Diseño experimental

Es importante señalar que la duración de los estudios, crónico a aguda, depende

de la esperanza de vida de la especie usada, y se deben ajustar dichos tiempos

según esta. Para las ratas, la esperanza de vida es de dos años por lo que un

estudio crónico debería durar dos años, sin embargo la duración de los estudios

es variable de acuerdo a las agencias reguladoras y el objetivo del estudio, como

el caso de la carcinogénesis, que es estudiada con el estudio crónico y se

manipula la dieta de los animales para que vivan un periodo de tiempo más

prolongado.

A. Niveles de dosificación del agente probado

El rango de dosis usada depende del objetivo toxicológico del estudio, es decir la

presencia o ausencia de un efecto y la obtención de datos para construir una

curva dosis-respuesta significativa. Las guías actuales establecen el uso de 3

dosis, además del control porque la relación no es linear y estos tres puntos

podrían dar una idea de la pendiente de la curva. Los estudios agudos dan una

idea de cómo es la farmacocinética de la sustancia, considerando que es

equivalente a la del humano, y puede ser usada como punto de partida para la

selección de la dosis, generalmente debajo de la DL50. Sin embargo no hay un

solo criterio para la determinación del rango de dosis, por lo que se debe realizar

estudios preliminares de dosis repetidas para validar la elección de dichas dosis.

Para los estudios de carcinogénesis, los estudios de 90 días o 104 días pueden

dar como resultado la dosis máxima tolerada.

B. Número de animales

Se debe tomar en cuenta un número adecuado de animales para la estimación de

la toxicidad potencial del agente probado, como se menciona en Zbiden (1973)

para detectar los efectos tóxicos que ocurren al 0.01% de la población es

necesario utilizar casi 3000 animales, la probabilidad se mejor usando un rango de

dosis pero no es suficiente, generalmente usar más de 10 animales por grupo no

es adecuado y no mejor la estimación estadística. Los animales deben ser

eutanizados cuando presentan caquexia con enfermedades bacterianas o virales,

anorexia, debilitamiento de las funciones de los órganos y dolor. Cada caso debe

estar bien documentado, y pueden dar una idea de lo que puede pasar en los

demás animales que no eran tan susceptibles, a dosis más altas. El diseño

experimental que incluye las 3 dosis y el grupo control requiere 200 animales entre

machos y hembras y de los cuales se elegirán subgrupos que se eutanizaran a los

30, 60 y 90 dias después de la administración para observar cambios fisiológicos,

morfológicos y bioquímicos en los órganos y tejidos. Al término del tratamiento,

algunos animales deben sobrevivir para observar la reversibilidad de los efectos

tóxicos, y de igual manera se escogerá al azar un subgrupo y se eutanizará para

estudiarlo. Se consideran 5 individuos para eutanizar. Dado que los animales

vivirán un tiempo prolongado, se debe asegurar que los efectos observados sean

por el tóxico y no por condiciones de almacenamiento, por lo que deben estar en

un ambiente limpio, bien identificados en cada caja, y todas las condiciones

controladas en las que deben encontrarse. Periodicamente se obtendrán muestras

de sangre, orina y materia fecal para analizarse.

C. Parámetros medidos durante el estudio

Un importante aspecto de los estudios crónicos y subcrónicos es la observación

diaria de los animales, cualquier cambio en el comportamiento, el aspecto físico,

irritabilidad, etc., si las condiciones son las adecuadas, debe tomarse como

efectos provocados por el agente. Los parámetros bioquímicos, fisiológicos y

morfológicos no solo se miden para detectar toxicidad en el órgano diana, sino

también para prever efectos tóxicos. Un parámetro importante que hay que tomar

en cuenta es el peso de los animales, medido dos veces por semana y graficado

durante el periodo del tratamiento y puede dar una idea de cómo el tóxico modifica

la ingesta de alimento o agua y si la variación de peso depende de la dosis

administrada. Como en el estudio de (Borzelleca et al, 1989) se probó el efecto

carcinogénico de dos sustancias usadas en la industria como colorantes en la

industria alimenticia, se observó el cambio de peso durante todo el ciclo de vida de

las ratas y se llegó a la conclusión de que no se había producido efectos

carcinogénicos por las sustancias, pero si por el envejecimiento de los animales,

sobre todo al final del tratamiento, donde se observa un marcado descenso del

peso, por lo que es importante descartar el efecto geriátrico natural de la especie

de los efectos medidos durante el estudio.

Los parámetros bioquímicos están enfocados a determinar daños a nivel celular,

ya que al incrementarse valores en sangre de algunas enzimas en sangre, como

el caso de la ALT y AST, significa que hay una alteración en el órgano diana, en

este caso del hígado, ya que al dañarse los hepatocitos, liberan estas enzimas y

llegan al torrente sanguíneo. Otro parámetro que se mide, pero en orina es la

medición de los niveles de creatinina, esto con el fin de comprobar si hay toxicidad

renal pero a nivel de reabsorción tubular. Al final de la prueba, en la necropsia, se

pesa cada órgano y se miden, de cada uno se toma una muestra de tejido que

será analizada con microscopia electrónica e incluso siendo marcada con

biomarcadores celulares y subcelulares siempre comparando con el grupo control.

D. Duración del estudio

La duración de los estudios subcrónicos es de aproximadamente el 10% de la

esperanza de vida de la especie, para la rata es aproximadamente de 21 a 90

días. Sin embargo para los estudios crónicos se ha ido disminuyendo la duración,

de dos años a 1 año, y más recientemente de 6 a 12 meses, para estudios de

carcinogénesis se requiere 12 meses y los estudios en no roedores duran también

1 año, sin embargo existe controversia ya que varias científicos mencionan que el

efecto observado en el primer año de tratamiento no es diferente al observado en

el segundo año, además el deterioro normal de la función de los órganos decae en

el periodo geriátrico del animal, lo que conduce a efectos más evidentes. Sin

embargo, los estudios a corto plazo no pueden sustituir a los estudios a largo

plazo, como en el trabajo de (Woutersen et al, 1984) en el que se estudió la

toxicidad subaguda y subcrónica de 82 compuestos y mostró que el nivel de

efectos no observables (NOEL) era más bajo en los estudios subcrónicos que en

los subagudos para el 44%. El estudio de (Parkinson et al, 1995) muestra que no

se obtiene información relevante de realizar estudios crónicos en perros por 1 año

para 117 compuestos, por lo que solo para los estudios se aceptan 6 meses

aunque la FDA aún requiere 12 meses.

III. Evaluación de los resultados

Una serie de curvas dosis respuestas son generadas a partir de los resultados

obtenidos, de las cuales se calculan las pendientes para diferentes puntos y se

calcula la dosis por periodo de tiempo que ejerce efectos tóxicos. Si las dosis

fueron elegidas correctamente, la dosis alta debe ejercer un efecto tóxico franco o

FEL, la dosis intermedia debería ejercer efectos menores o nivel más bajo de

efectos adversos observados (LOAEL) una dosis menor debería ejercer el efecto

más bajo observable (LOEL) o es posible que ya no se observe efectos, entonces

se le conoce como nivel sin efectos adversos observables o NOAEL y NOEL el

nivel sin efectos observables. Estos parámetros son fundamentales para

determinar la dosis máxima a la que se puede exponer un individuo durante un

periodo de tiempo.

Bibliografía

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