Proteínas de resistencia múltiple a drogas en epilepsia refractaria
Alberto
Alberto Lazarowski Introducción La epilepsia es un trastorno neurológico que afecta al 1-2% población general. Aunque la terapia antiepiléptica permite el control eficiente de las crisis en la mayoría de los pacientes, un 20-25% de ellos no logra un adecuado control de la enfermedad con las drogas anticonvulsivantes (DAE) tradicionales (1), definiéndose así los casos de epilepsias refractarias (ER). Aunque el mecanismo responsable por esta falla de eficacia de las drogas es aún insuficientemente explicado, se ha sugerido que podría estar vinculado con el fenómeno de resistencia observado en la quimioterapia utilizada para el tratamiento del cáncer (Figura 1). Considerables progresos se registraron recientemente, que permitieron la comprensión de los mecanismos moleculares de la refractariedad en el tratamiento del cáncer. El primer hallazgo fundacional demostró que las células neoplásicas podían resistir el tratamiento quimioterápico por la acción de una glicoproteína de membrana (P-gp) que no está presente en las células sensibles, y que es el producto del gen que se denominó Multidrug Resistance Gene (MDR-1) (2, 3). La principal característica del sistema MDR es la potencialidad que tiene de eliminar diferentes tipos de drogas estructuralmente no relacionadas, de modo que a pesar del cambio de estrategias terapéuticas, la eficacia de la quimioterapia disminuye progresivamente. La P-gp actúa principalmente como una bomba secretora (eflujo) de compuestos potencialmente tóxicos para las células (4, 5) y su actividad puede conferir resistencia de hasta 1.000 veces o más a las células que la expresan. Bajo condiciones fisiológicas, el gen MDR-1 y otros genes estrechamente relacionados, desempeñan un papel esencial como transportadores de metabolitos, drogas y xenotoxinas, pero su sobre-expresión en tejidos que previamente no lo expresaban, puede dar como resultado un profundo cambio funcional, desarrollándose así un fenotipo altamente refractario a un amplio espectro de fármacos. Una mayor comprensión del rol potencial de estos multitransportadores en el desarrollo del fenotipo resistente observado en los pacientes con epilepsias refractarias permitiría el diseño de estrategias alternativas acordes con esos mecanismos, y que podrían evitar procedimientos terapéuticos agresivos, como en el caso de la cirugía de la epilepsia. Transportadores ABC P-gp y Multidrug Resistance associated Protein (MRP) Las bases bioquímico-moleculares y el análisis estructural de la P-gp han revelado que su principal acción en el fenotipo farmacorresistente surge de su función primaria como bomba detoxificante, dependiente de ATP-Ca 2+ , capaz de excretar fuera de las células compuestos de muy variada estructura (Figura 2). La P-gp es expresada normalmente en la mayoría de los órganos FIGURAS 1 excretores, incluyendo el intestino, el páncreas, el hígado, el riñón, el testículo, la placenta y las células endoteliales vasculares de la barrera hematoencefálica (6, 7, 8). Dado que muchos compuestos tóxicos hidrofóbicos son sustratos de la P-gp, la presencia de esta glicoproteína en tejidos como el intestino, el hígado y el riñón sugiere que este sistema de transporte ha evolucionado para proteger al organismo ante la ingesta de agentes potencialmente tóxicos o nocivos. A su vez, algunos metabolitos que se metabolizan en el hígado son sustratos de la P-gp, hecho que sugiere que esta proteína es un transportador detoxificador de productos biológicos endógenos, iones orgánicos y drogas (9). Sin embargo, es ampliamente aceptado que una vez establecido el fenómeno de multirresistencia, se presentan características multifactoriales que no pueden ser explicadas solamente por la acción de la P-gp (10). Actualmente, se ha confirmado que el carácter multirresistente es producido por un mayor número de proteínas pertenecientes a una gran familia conocida como “transportadores ABC”, que poseen capacidad de unirse e hidrolizar ATP. Así, las Multidrug-Resistance-associated Proteins (MRP 1-7) y la recientemente descubierta MXP (también conocida como BCRP, ABCP o ABCG2) pueden conferir multirresistencia con las mismas características que la P-gp (11). A pesar de conocerse ciertos aspectos funcionales de estas proteínas, quedan sin embargo muchas preguntas sin resolver, principalmente con referencia a los mecanismos inductores de su expresión en tejidos que normalmente no las expresan. Distintos agentes, hormonas, oncogenes, y factores de transcripción, como p53, NFkB, HIF-1α, NF-IL6 y AP-1 han sido involucrados en la regulación de la expresión de P-gp y/o MRP (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18). Recientemente, ha surgido un nuevo concepto sobre el rol funcional de las P-gp, sugiriendo una participación directa de la P-gp en la inhibición de la cascada apoptótica (19). En 1999, Abolhoda y cols. (20) mostraron que la sobrexpresión de P-gp puede ser inducida en forma aguda, confiriendo refractariedad a células previamente sensibles. Transportadores ABC en el cerebro normal Con excepción de las células endoteliales vasculares de la barrera hematoencefálica (BHE), el cerebro normal no expresa P-gp (21, 22, 23), y MRP-1 es expresada en alto nivel en los plexos coroideos, donde se cree que contribuye a la formación del líquido cefalorraquídeo (24). El rol de la P-gp en la BHE como un FIGURAS 2 Pgp-170 Eficacia de la quimioterapia Crecimiento tumoral Cáncer 1 Tumor sensible Tiempo 2 3 4 Tumor refractario Transportadores ABC
Psicofarmacología 5:29, diciembre 2004 exportador de drogas desde el cerebro podría constituir un mecanismo concordante con lo que ocurre en las epilepsias refractarias, funcionando como una especie de barrera para la entrada y posterior eliminación de las drogas del cerebro. Este mecanismo sería aplicable tanto a compuestos hidrofílicos (solubles en agua) como para aquellos no polares (solubles en lípidos) (25, 26) y sucesivos trabajos han confirmado la acción de la P-gp en la BHE (27, 28, 29, 30, 31). Este hecho ha permitido cambiar el concepto de “barrera estática” entre el cerebro y la sangre por la de un complejo sistema de regulación del influjo-eflujo de compuestos intercambiados entre la circulación y el sistema nervioso central (32). Esta particular distribución de los transportadores, podría limitar el acceso de las drogas anticonvulsivantes a las neuronas epilépticas. P-gp y MRP-1 en epilepsias refractarias Cerca de la mitad de los pacientes epilépticos obtienen un control total de sus crisis por el tratamiento con una droga antiepiléptica (DAE) y un 13% más de pacientes logrará controlar sus crisis con un tratamiento combinado con una segunda droga adicional. El resto, probablemente no logre el adecuado control de su enfermedad, aún con la administración de terapias combinadas de DAEs (33) (Figura 3). ¿Por qué falla el control de las crisis en un paciente aún cambiando las terapéuticas de una droga a otra, o sus combinaciones? Dado que en los pacientes respondedores una o dos drogas son efectivas, la sola presencia de la P-gp en la BHE no es un factor suficientemente limitante para la acción de las DAE. En los casos de epilepsias refractarias, debería entonces constatarse un aumento en su expresión y/o función a nivel de la BHE, así como su expresión en tipos celulares del parénquima cerebral (astrocitos, neuronas, microglía, etc.), o bien por la concurrencia de otros mecanismos distintos de P-gp, que expliquen el fenotipo refractario. Luego de las primeras descripciones realizadas en 1995 por Tishler y cols. (34) y en 1999 por Lazarowski y cols. (35) sobre la potencial asociación entre la alta expresión cerebral de la P-gp y las epilepsias refractarias, otros investigadores han comunicado la existencia de una alta expresión cerebral de P-gp y MRP-1 en piezas quirúrgicas de pacientes sometidos a la cirugía de la epilepsia. En estos estudios, la P-gp estaba fuertemente expresada no sólo en las células de la BHE, sino también en las células del parénquima cerebral epileptógeno (36, 37, 38, 39, 40, 41). Sin embargo, aún no está esclarecido si esta alta expresión es constitutiva, es decir, que está presente antes del desarrollo de la epilepsia, si es una consecuencia de la misma, o si ambos mecanismos ocurren a la vez (42). Un tema verdaderamente intrigante es establecer en qué medida la existencia de una alta expresión de estos transportadores puede favorecer el propio mecanismo epileptógeno. Con la excepción de dos estudios realizados en la Argentina, uno de ER debido a esclerosis mesial del lóbulo temporal (36) y un caso pediátrico recientemente publicado de ER con niveles subterapéuticos persistentes de DAE (41), la presencia de P-gp en neuronas de pacientes con ER no ha sido claramente establecido aún (43). La alta expresión de la P-gp y/o MRP-1 por parte de las células del parénquima cerebral ha sido documentado en aquellas células anormales correspondientes a distintas lesiones epileptógenas de ER, tales como tumores neuroepiteliales disiembrioplásicos, displasias corticales y esclerosis hipocampales. En estos casos se ha postulado una expresión constitutiva de los transportadores (38). Sin embargo, no se sabe si las células que expresan las proteínas de resistencia son, a su vez, las mismas células epileptógenas responsables de la entidad clínica. Recientemente fue detectada por técnicas inmunohistoquímicas la presencia de P-gp y MRP-1, en células anormales (células túberes y neuronas displásicas) así como en células normales (astrocitos, microglía y vasos) de lesiones epileptogénicas, pero no en áreas normales en tres casos de ER y esclerosis tuberosa (40). Los autores sugirieron que ambos mecanismos, “constitutivo” (en células anormales) e “inducible” (en células normales) podrían estar operando en la ER. Este concepto se apoya fuertemente en la más reciente comunicación de Sisodiya y cols. (39), quienes mostraron en un caso de estatus epilepticus fatal, que la sobrexpresión de P-gp y MRP-1 no se limitó solamente a los astrocitos de la lesión epileptógena (esclerosis mesial temporal) sino que también incluyó astrocitos del hemisferio no epileptógeno. Este último dato sugiere que, en este caso, las crisis repetitivas sin control fueron capaces de inducir la expresión de los transportadores en células del parénquima cerebral normal afectado por el estrés convulsivo. Si la expresión cerebral de la P-gp, tanto en BHE como en las células del parénquima cerebral, puede ser inducida por el propio estrés convulsivo, es importante considerar que en aquellos casos de crisis repetitivas en cortos períodos de tiempo y sin control terapéutico, habría un alto riesgo de desarrollar una epilepsia refractaria. Este criterio es coincidente con lo descripto en un estudio con 525 pacientes epilépticos, que demuestra que el riesgo de desarrollar una ER está en directa relación con la frecuencia FIGURAS 3 Nuevo caso diagnosticado de epilepsia Primera droga (47% libre de crisis) Segunda droga (13% libre de crisis) 40% Epilepsia refractaria ? Conducta quirúrgica Más drogas Cirugía de la epilepsia Estimulación vagal Frecuencia de crisis Tratamiento con varias DAEs 1 2 3 Epilepsia refractaria Desarrollo del fenotipo MDR Cirugía
