Tossicologia

IPERPLASIA

Aumento del numero di cellule normalmente presenti all'interno di un organo. Iperplasia e ipertrofia possono essere innescati dallo stesso stimolo e concomitanti. Prevede che le cellule del tessuto siano in grado di dividersi e aumentare di numero. Non avviene in tessuti che presentano cellule in uno stato post-mitotico permanente (neuroni adulti o i miociti cardiaci). È distinta dalla rigenerazione, che può essere considerata come una forma di riparazione del tessuto in cui le cellule necrotiche vengono sostituite da proliferazione delle cellule adiacenti per ripristinare la massa del tessuto originale. L'iperplasia causata dagli xenobiotici è in genere reversibile e termina con la fine dell'esposizione.

METAPLASIA

È una forma di iperplasia in cui un tipo cellulare differenziato viene sostituito con un altro tipo. È spesso il risultato di un danno molto sostenuto. Non produce un danno strutturale, ma funzionale.

La funzione e contribuisce alla perdita di capacità funzionale dell'organo. La rigenerazione è in genere limitata a tessuti a elevato potenziale proliferativo. Nella maggior parte dei casi la riparazione è una combinazione di rigenerazione e cicatrizzazione con deposito di collagene che è tipica nelle lesioni con componente infiammatoria cronica.

Nel fegato la necrosi degli epatociti indotta da farmaci e altre sostanze tossiche si risolve in genere con una proliferazione cellulare rigenerativa. Le stesse sostanze, se somministrate per periodi di tempo prolungati, possono portare a fibrosi e cirrosi e sono anticipate da condizioni che includono infiammazione epatica cronica, colestasi, o steato-epatite.

Le reazioni di ipersensibilità sono reazioni individuali, legate all'individuo. Esistono dei farmaci che hanno strutture molecolari molto complesse.

REAZIONI ALLERGICHE

Sono reazioni di ipersensibilità o reazioni di sensibilizzazione→

reazione indesiderata di origine immunologica che deriva da una precedente sensibilizzazione ad una sostanza o ad altre strutturalmente simili

Successive esposizioni → reazione allergica

Reazione antigene-anticorpo (dermatiti, urticaria, prurito, congiuntiviti, ... shock anafilattico)

Le reazioni di ipersensibilità possono avvenire anche a basse dosi della sostanza.

Reazioni di ipersensibilità di tipo I- Immediate. Il complesso aptene-proteina si lega all’IGE specifica prodotta in seguito alla primaesposizione all’agente e successivamente su specifici recettori ad alta affinità presenti sullasuperficie dei basofili e dei mastociti, attivandoli.

- Rilascio extracellulare dei granuli contenenti numerosi mediatori dell’infiammazione, comeistamina, eparina, proteasi ecc., e

- I sintomi possono essere localizzati in singoli organi (orticaria, broncospasmo, rinite ecc.) epossono coinvolgere l’intero organismo assumendo la forma di una reazione

anafilattica con shock vasale, edema diffuso e difficoltà respiratorie - Si verifica negli individui sensibilizzati dopo somministrazione di proteine estranee all'organismo (es. antisieri), ormoni, enzimi, farmaci o in seguito ad allergeni alimentari (noccioline, frutti di mare ecc.) o veleno di insetti (per esempio il veleno delle api).

Reazioni di ipersensibilità di tipo II

Conseguenza: distruzione delle cellule su cui si legano gli apteni (in genere cellule del sangue) attraverso anticorpi citotossici.

1. Legame dell'aptene alla cellula
2. Formazione di anticorpi specifici per l'aptene legato o per una componente della superficie cellulare che è stata alterata dall'aptene (IgE o IgM)
3. Reazione citolitica.

Questa reazione può essere mediata dall'attivazione del sistema del complemento o da fagociti.

Reazioni di ipersensibilità di tipo III

Sono causate da complessi antigene-anticorpo formati nel sangue. Formano matrici insolubili.

Che si possono depositare nei tessuti

Conseguenza:

• attivazione del complemento o attivazione dei macrofagi e reazioni infiammatorie con danni vascolari più o meno localizzati
• malattia da siero caratterizzata da febbre, dolore articolare e linfoadenopatia.

Reazioni di ipersensibilità di tipo IV

• Ritardate
• Sono tipicamente reazioni dermatologiche mediate da linfociti T (CD4+ o CD8+) attivati dall'antigene.
• Responsabili delle dermatiti da contatto (es. allergia al nichel) e delle eruzioni fisse ai farmaci.

Reazioni di idiosincrasia (intolleranze)

Sono forme di reattività anormale e geneticamente determinata. La risposta osservata è in genere qualitativamente simile a quella osservata nella maggior parte dei soggetti della stessa popolazione ma assume una forma di estrema sensibilità a basse dosi o di estrema insensibilità ad alte dosi.

• Alterata produzione di pseudocolinesterasi (individui con pseudocolinesterasi atipica di origine ereditaria

• polimorfismo di uno o più nucleotidi presenti nel gene
• Prolungamento del rilassamento muscolare ed apnea dopo una singola dose di succinilcolina
• Deficit congenito di NADH-metaemoglobina reduttasi (mutazione di un singolo nucleotide del codon 127 che determina la sostituzione di una serina con prolina)
• Ipersensibilità ai nitriti ed altre sostanze che provocano metaemoglobinemia (antipiretici, antimalarici)
• Deficit di glucosio-6-fosfato-deidrogenasi (circa il 10% di uomini di razza afro-caraibica)

Anemia emolitica per riduzione livelli GSH necessario per prevenire l'emolisi

Farmaci coinvolti: Sulfamidici, paracetamolo, aspirina, nitrofurantoina, clormafenicolo, vitamina K, antimalarici (mepacrina, pamachina, primachina)

TOSSICOLOGIA NELLO SVILUPPO DEI FARMACI

Se la molecola che sto studiando come farmaco presenta delle forme di tossicità non potrà essere studiato poi nella fase clinica.

Principi fondamentali alla base di

Tutti i test di tossicità eseguiti su animali da laboratorio:

1. Gli effetti prodotti da una sostanza in animali da laboratorio vengono prodotti anche nell'uomo (dosi in peso / unità di superficie). Tutte le sostanze cancerogene per l'uomo lo sono anche per alcune altre specie, ma non per tutti gli animali da laboratorio. Si assume tuttavia che tutte le sostanze cancerogene per gli animali lo siano anche per l'uomo, anche se non vi è certezza. Le differenze di specie sembrano dovute principalmente alla diversa capacità di biotrasformazione della sostanza.

2. L'esposizione di animali da laboratorio ad alte dosi di agenti tossici è un metodo valido e necessario per scoprire eventuali pericoli per l'uomo. Il grafico è basato sul concetto dose-risposta quantale.

   → Incidenza di cancro dello 0,01% su 20.000 individui in una popolazione di 200 milioni

   → (Sperimentalmente servono 30.000 animali) alte dosi su un numero piccolo di

• EMA (European Medicine Agency) ente responsabile per l'immissione in commercio dei farmaci in Europa
• FDA (Food and Drug Administration) ente responsabile per l'immissione in commercio dei farmaci negli Stati Uniti
• AIFA (Agenzia Italiana dei Farmaci) ente responsabile per l'immissione in commercio dei farmaci in Italia

è stata garantita da:Documento tecnico comune (CTD, Common Technical Document): dossier accettato dalle autorità preposte in tutte le regioni geografiche sopra indicate.

Linee guida IHC (International Harmonization Conference): coprono tutti gli aspetti degli studi tossicologici pre-clinici, compresi gli studi di sicurezza farmacologica, per farmaci di tipo tradizionale e biotecnologici.

GLP (Good Laboratory Practice): serie di regolamenti che specifica tutti gli aspetti dell'asperimentazione.

Commissioni governative a livello nazionale devono certificare che un laboratorio o centro siano attrezzati e preparati a condurre studi tossicologici in GLP.

Considerazioni generali sugli studi preclinici di tossicologia:

1. Due specie animali- specie più usate: ratto, topo, cane, coniglio ed eventualmente altre specie (es. primati)- esistono vantaggi e svantaggi con ogni specie.
2. Scelta delle dosi- è uno degli aspetti più importanti e difficili di queste prove.

tossicologiche ed è guidata- la dose più alta deve causare tossicità ma non essere letale (MTD, Maximum Tolerated Dose)iii. Via di somministrazione- Orale, ma possibili anche vie diverse (cutanea, sottocutanea, endovenosa)

Studi di tossicità acuta

Il primo approccio allo studio tossicologico di una nuova molecola in vivo è quello di identificare i dosaggi tollerati e/o letali.

In genere si usano diverse vie di somministrazione; qui abbiamo una sola somministrazione per cui, negli studi di tossicità acuta, la via di somministrazione la possiamo anche fare in funzione di quella che pensiamo possa essere poi la via utilizzata.

Possiamo utilizzare la via orale associata a quella che sarà la via di somministrazione nell'uomo in una o più specie animali adulti sia maschi che femmine (ratto, topo, coniglio, cane)

Nel caso di composti poco tossici, i dosaggi massimi da utilizzare sono 1-2 g/kg, a seconda del presunto dosaggio nell'uomo,

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