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FACULTAD DE FARMACIA
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE
TRABAJO FIN DE GRADO
Estrategias galénicas en síndromes de
malabsorción oral:
Evaluación de modelos animales experimentales
para el abordaje de la malabsorción oral desde un
punto de vista biofarmacéutico.
Autor: Miguel Corpas Dopp
Tutor: Damián Córdoba Díaz
Convocatoria: Julio
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RESUMEN
El síndrome de malabsorción oral se define como un conjunto de signos y
síntomas que se originan como consecuencia de déficit nutricionales derivados de la
deficiente absorción intestinal de nutrientes. Entre estos destaca la enfermedad de Crohn
(EC) y la colitis ulcerosa (CU), dos patologías englobadas dentro de la enfermedad
inflamatoria intestinal, las cuáles están tomando relevancia por el aumento de su
incidencia. La principal diferencia que encontramos entre estas patologías es que en la
EC se puede afectar todo el tracto gastrointestinal mientras que en la CU solo se afecta
el colon.
Para el desarrollo de nuevos fármacos en estas patologías así como nuevas estrategias
galénicas, se usan modelos experimentales animales, antes de su uso en humanos. En
estos animales se intenta reproducir la patología sobre la que se desea hacer el estudio.
Hay que tener en cuenta que la patología que se induce en estos modelos no es
exactamente igual a la enfermedad humana, por lo que hay que escoger bien el modelo
en función del objetivo del estudio. Existen numerosos modelos experimentales que se
clasifican en función del método de obtención o preproducción de la enfermedad
intestinal, teniendo así modelos espontáneos y modelos inducidos.
Todos estos modelos presentan una serie de ventajas dependiendo del objeto del
estudio, pero suelen presentar una serie de desventajas como presentar un elevado coste,
dificultad de preparación del modelo, uso de animales en peligro de extinción y la más
importante es que no se tratan de modelos en los que se produce regeneración de los
daños producidos. Esta serie de desventajas induce a la búsqueda de nuevos modelos
que desciendan los costes de investigación y problemas bioéticos mediante la creación
de modelos de daño-regeneración.
Entre estos nuevos modelos encontramos los que se inducen mediante las lectinas
inhibidoras de ribosomas nigrina-b y ebulina-f. Estas lectinas inducen un daño intestinal
que se resuelve a los pocos días de la administración.
Se han realizado estudios en estos modelos en los que se evidencia el daño intestinal
producido, así como los cambios que se producen en la permeabilidad de la capas del
intestino. La regeneración se hace evidente mediante el estudio de los cambios en la
permeabilidad y absorción intestinal en ratones Swiss de determinadas sustancias como
la vitamina B6, vitamina C y glucosa y que vuelven a valores fisiológicos al poco
tiempo de la administración del inductor.
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INTRODUCCIÓN
El síndrome de malabsorción se define como el conjunto de síntomas y signos
que se originan como consecuencia de déficits nutricionales derivados de la deficiente
absorción intestinal de nutrientes. La absorción de nutrientes no depende solo de la
absorción a través de la mucosa intestinal, sino también, de la hidrólisis de los
nutrientes, así como de la solubilización de los mismos, la motilidad intestinal o la
secreción hormonal, es decir, maldigestión. Desde un punto de vista clínico se engloban
ambos conceptos dentro de malabsorción.i
Los procesos de digestión y absorción de nutrientes comprenden las fases luminal,
mucosa y de transporte y cualquier alteración en alguna de estas fases produce un
síndrome de malabsorción: ii
Síndromes de malabsorción oral según la fase afectada. ii
Fase Alteración Patología Ejemplo
Luminal
↓ disponibilidad
de nutrientes
Déficit de cofactores Cirugía gástrica
Consumo de nutrientes Sobrecrecimiento
bacteriano
Alteración en la
solubilización de grasas
↓ síntesis de sales biliares Enf. hepatocelular
Alteración de la secreción de sales
biliares Colestasis crónica
Inactivación de sales biliares Sobrecrecimiento
bacteriano
Alteración en la liberación de
colecistoquinina Enf, de la mucosa
Aumento de la perdida de sales
biliares Resección
Alteración de la
hidrolisis de nutrientes
Inactivación lipasas Zollinger-Ellison
Déficit enzimático Insuficiencia pancreática
Aumento de tránsito intestinal Hipertiroidismo
Mucosa
Pérdida extensa de mucosa Resección
Enfermedad difusa de la
mucosa EC
Transporte Insuficiencia vascular
Ateromatosis
Obstrucción linfática EC
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Enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa (enfermedades inflamatorias intestinales)
El término enfermedad inflamatoria intestinal (EII) incluye la colitis ulcerosa
(CU) y la enfermedad de Crohn (EC), dos patologías de origen desconocido. Ambas
cursan de forma crónica con brotes de actividad inflamatoria. La CU afecta a la mucosa
del colon exclusivamente. La EC es un proceso transmural que puede afectar a cualquier
nivel del tracto gastrointestinal, desde la boca hasta el ano. Existen casos en los que es
imposible diferenciar entre CU y EC, entonces se habla de colitis indeterminada.
Las tasas de incidencia en países occidentales de CU se sitúan en torno a
2/100.000 y 4.5/100.000 para EC. La incidencia de EC aumentó en las últimas décadas,
mientras que CU se estabilizó. La mayoría de los casos se presentan entre la segunda y
tercera década de la vida, pero puede aparecer en cualquier edad.
Entre los elementos combinados que en un determinado paciente provocan EII
encontramos: predisposición genética, factores ambientales, la flora intestinal y una
respuesta inmune anómala.
Los síntomas más frecuentes que presenta la CU son: diarrea líquida y
frecuentemente mucosanguinolienta, tenesmo, dolor abdominal cólico, fiebre y pérdida
de peso. Puede manifestarse como una colitis fulminante con más de 6 deposiciones al
día, con sangre abundante, anemia, hipoalbuminemia, alteraciones hidroelectrolíticas,
fiebre y taquicardia. Puede evolucionar a megacolon tóxico. Tanto la colitis grave como
el megacolon tóxico presentan un alto riesgo de perforación, sepsis y hemorragia
masiva. La complicación más frecuente y grave en la CU de larga evolución es el cáncer
coloreectal.
Los síntomas que suele presentar la EC son: dolor abdominal, diarrea y retraso
del crecimiento y desarrollo. El comienzo normalmente es insidioso en forma de
anorexia, astenia, fiebre y manifestaciones extraitestinales. En un 25-50% de los
pacientes presentan lesión perianal en forma de fisura, fístula o absceso. La pérdida de
peso es más elevada y común que en la CU. Las complicaciones intestinales más
frecuentes son: estenosis, fístulas y abscesos. El megacolon tóxico y el cáncer son
menos frecuentes que en la CU.
En EC, se produce una alteración en el reconocimiento de la propia flora
bacteriana produciendo una respuesta autoinmunitaria, que lleva a la activación de
células T CD4+, sobretodo Th1. Esto desencadena la secreción de citoquinas como
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TNF-α, induciendo una respuesta inflamatoria que produce destrucción tisular. Por otra
parte, en la EC los linfocitos T de la mucosa intestinal son resistentes a la apoptosis por
un mecanismo que depende de la IL-6, lo que incrementa el proceso inflamatorio y el
daño tisular. xiii
En la CU también se produce una alteración en el reconocimiento de la propia
flora bacteriana produciendo una respuesta autoinmunitaria, pero en este caso el perfil
inmunológico de la CU se asocia a un patrón de respuesta Th2, con secreción de IL-4,
IL-5 e IL-13. A este patrón de respuesta se asocia la acción de citocinas
proinflamatorias secretadas por Th17. La IL-13 tiene tendencia a destruir la barrera
epitelial, al igual que TNFα. xiv
Diferencias histológicas entre CU y EC
EC CU
Distribución Parcheada Difusa
Afectación Transmural Mucosa(submucosa)
Depleción de mucina Ocasional Habitual
Metaplasia de células
Paneht Ocasional, focal Frecuente
Abscesos de criptas Ocasional Típico
Neutrófilos libres lámina
propia Típico Infrecuente
Granulomas Característico No
Principios básicos de gastroenterología para médicos de familia” ( 2ª Edición-página
398)
Diferencias de las criptas. A) Estado basal. B) Colitis ulcerosa. C) Enfermedad de Crohn xvii
B C A
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Aspectos biofarmacéuticos.
-Intestino delgado (ID). Se puede diferenciar tres partes: duodeno, donde se
produce la absorción de la mayoría de los principios activos y nutrientes; yeyuno e
íleon. Desde un punto de vista biofarmacéutico, el ID nos interesa por la presencia de un
epitelio cilíndrico simple con varios tipos de células:
o Células absortivas: tienen capacidad de absorber y digerir.
o Células calciformes: encargadas de secretar moco a la luz del intestino.
o Células del epitelio glandular: forman las glándulas intestinales, llamadas
criptas de Lieberkühn cuya función principal es la secreción del jugo
intestinal.
o En el epitelio glandular también se encuentran glándulas endocrinas: células
S, CCK y las células K.
o Células de Panath son las encargadas de secretar lisozima.
o También encontramos gánglios linfáticos solitarios y agregados formando
las placas de Peyer.
o En la zona submucosa del duodeno se encuentran las glándulas de Brunner.
El ID presenta pliegues circulares, vellosidades intestinales y microvellosidades,
diferenciándolo del resto del sistema digestivo.
La absorción de la mayoría de principios activos y nutrientes se produce
principalmente por dos vías:
o Transporte pasivo y/o activo.
Las principales condiciones biofarmacéuticas que modulan la absorción en el ID
son:
o Tiempo de residencia, que se ve afectado por la velocidad del tránsito
intestinal, que este, a su vez se ve afectado por:
Volumen del contenido.
Tonicidad.
La viscosidad y consistencia.
o Efectos de primer paso intestinal.
o Ciclo enterohepático.
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-Intestino grueso (IG), recto: en el IG se produce poca absorción; el recto es la
sección que más interesa de estas tres porque posee alta absorción y además se
encuentra bien irrigada, pero posee una absorción errática. xv
OBJETIVOS
El objetivo de la actual revisión bibliográfica es la evaluación desde un punto de
vista biofarmacéutico de los principales modelos experimentales existentes para el
estudio de nuevos fármacos para el tratamiento de síndromes de malabsorción oral, en
concreto aquellos causados por la enfermedad inflamatoria intestinal.
METODOLOGÍA
Al tratarse de una revisión bibliográfica, para la realización del presente trabajo,
se ha utilizado diferentes bases de datos online como: PudMed, SciELO, AEGASTRO,
Google Académico, Science Direct. Además también se ha hecho uso de los recursos
ofrecidos por la biblioteca de la facultad de farmacia de la UCM.
Palabras clave
Enfermedad inflamatoria intestinal, enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa,
modelos animales experimentales, nigrina-b, ebulina-f.
Inflammatory bowel disease, Crohn's disease, ulcerative colitis, experimental
animal models, nigrina-b, ebulina-f.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para el desarrollo de nuevos fármacos para el tratamiento de EII, inicialmente se
utilizan modelos experimentales antes de su aplicación en humanos. Estos modelos
permiten el conocimiento de los mecanismos patológicos, nuevas dianas y estrategias
para la obtención tratamientos más efectivos y seguros.
En ningún caso los modelos animales que se disponen muestran un completo grado de
coincidencia etiológica y patológica con la enfermedad humana. Así, el modelo idóneo
se determina por sus características y los objetivos del estudio. iv
1. Tipos de modelos animales experimentales de EII
Los modelos animales empleados en la investigación actualmente se pueden
diferenciar en modelos espontáneos y modelos inducidos.
1.1. Modelos espontáneos
En este grupo encontramos modelos para el estudio de factores genéticos y
desencadenantes de la EII, ya que aparece sin manipulaciones exógenas al igual que
ocurre en la enfermedad inflamatoria humana. En este grupo se han descrito tres
modelos:
1.1.1. Tití de cabeza de algodón.
Los titís de cabeza de algodón al mantenerlos en cautividad en climas templados,
desarrollan una colitis recurrente a partir del segundo año de vida. La colitis afecta a la
totalidad del colon presentando una inflamación crónica, úlceras, abscesos en las
criptas, la decepción de mucina.
-Ventaja: el curso de la enfermedad aparece de forma espontánea.
-Desventajas: disponibilidad limitada, restricciones legales, elevado coste,
animal en peligro de extinción.
1.1.2. Ratones CH3/HeJBir
Son ratones que desarrollan una colitis de manera espontánea, localizada en el
ciego y el colon derecho que se desarrolla entre la tercera y la cuarta semana de vida. A
las 10-12 semanas de vida la enfermedad presenta una curación espontánea. La
patología se manifiesta como una inflamación con componentes agudo y crónico,
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ulceración, abscesos de cripta y regeneración epitelial. Este modelo presenta una
respuesta Th1. La colonización bacteriana del tracto gastrointestinal coincide con el
inicio de la de la enfermedad. Estos animales suelen presentar anticuerpos contra
antígenos de la flora bacteriana.
o Ventajas: curación espontánea, permite estudiar interacciones entre la flora
bacteriana y el sistema inmune.
o Desventaja: desconocimiento de la patogenia de las lesiones iii-v
1.1.3. SAMP1/Yit y SAMP1/YitFc
Los ratones desarrollan ileítis en torno 20-30 semanas de edad. En este caso, la
patología cursa como una ileítis de Crohn humana con inflamaciones, granulomas y
alteraciones en la morfología epitelial.
o Ventaja: modelo espontaneo, permite estudiar los genes susceptibles de la
patología humana.
o Desventaja: no es un modelo reversible iii-v-vi
1.2. Modelos inducidos
Los modelos inducidos pueden crearse mediante agentes exógenos o mediante
manipulación genética.
1.2.1. Agentes exógenos
Los modelos inducidos mediante agentes exógenos se clasifican en función de la
vía de administración. Permiten analizar los mecanismos de la inflamación intestinal.
1.2.1.1. Agentes administrados por vía rectal
Mediante esta vía se crean modelos en los que se somete a la mucosa a una
exposición de un irritante químico capaz de desarrollar una colitis difusa. En algunos
modelos, con el fin de limitar la lesión a un área intestinal se realiza una ligadura previa
en el colon y en el recto. v-vii
1.2.1.1.1. Colitis inducida por ácido acético.
El ácido acético actúa a modo de irritante químico local, desencadenando una
colitis aguda difusa y transitoria que se cura a los 60 días tras su aplicación viii
.
Inicialmente se produce una necrosis epitelial. Se desencadena una respuesta
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inflamatoria epitelial a consecuencia de la pérdida de barrera epitelial, que remite a los
pocos días en el ratón, y a las 2-3 semanas en la rata.
o Ventajas: proceso reversible, bajo coste y fácil realización.
o Desventajas: naturaleza no específica de la lesión y la no cronicidad hacen
dudable como modelo de EII. iii-v
.
1.2.1.1.2. Colitis inducida por ácido trinitrobencenosulfónico
(TNBS)
Este modelo se basa en el supuesto que en la EC se produce un aumento de la
permeabilidad de la mucosa, facilitando el contacto de la lámina propia con antígenos
de la luz intestinal. El TBNS es una hapteno con capacidad de inducir una respuesta
inmune. En este modelo se administra en un enema de TNBS disuelto en etanol. El
etanol actúa como destructor de la barrera mucosa, facilitando que el hapteno penetre en
la pared del colon, produciendo una respuesta inflamatoria con características
inmunológicas que se perpetúa durante 8 semanas. En el modelo presenta una lesión
segmentaria de la mucosa, una afección transmural. Este modelo es uno de los más
utilizados en las últimas décadas, presenta similitud con la EC.
o Ventajas: especie animal asequible y barata, lesiones crónicas y fácil obtención
de la lesión.iii-
v
1.2.1.1.3. Colitis inducida por formol/inmunocomplejos
En este caso se desencadena una colitis suave e inespecífica mediante instilación
de formalina diluida y aproximadamente 2 h después se administra por vía intravenosa
una disolución de inmunocomplejos antígeno-anticuerpo. Así, en el lugar de la colitis
comienza una inflamación grave que evoluciona durante unos 10días. Entre las
características histológicas de este modelo se incluye ulceración de la mucosa, infiltrado
inflamatorio celular en la lámina propia, hemorragia, depleción del mucus y la
formación de abscesos en las criptas. Tras 6 semanas del tratamiento, la única secuela es
la distorsión de las criptas. v
o Ventaja: rápida inducción de la colitis.
o Desventaja: la recuperación no es completa.
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1.2.1.1.4. Colitis inducida por oxazolona
A partir del segundo día tras la administración del inductor el modelo muestra
diarrea y pérdida de peso, que disminuyen 10-12 días después. El daño intestinal se
localiza en la parte distal del colon afectando a la capa mucosa, mostrando ulceraciones
en el epitelio y disminución de las células calciformes. Estas características, junto a una
elevada producción de citocinas Th2, hacen que se asemeje en algunos aspectos a la CU
humana. Es uno de los pocos modelos adecuados para estudiar la participación de la
respuesta Th2 en la inflamación intestinal. Según la especie empleada, puede necesitar
una sensibilización previa con oxazolona tópica. En este modelo la mortalidad es alta,
pero los animales supervivientes se recuperan casi en su totalidad.
o Ventajas: rápida inducción de la inflamación, permite cribado farmacológico, los
animales supervivientes se recuperan casi en su totalidad.
o Desventaja: alta mortalidad. iii- v-ix-x
1.2.1.2. Agentes administrados por vía oral
La administración de inductores por vía oral puede causar una inflamación en el
tubo digestivo.
1.2.1.2.1. Enteropatía inducida por antiinflamatorios no
esteroideos (AINES)
La administración de ciertos Aines como la indometacina o el ácido
acetilsalicílico desarrollan lesiones inflamatorias intestinales. La lesión se relaciona con
la inhibición de la cicloxigenasa producida por los AINES. La inhibición de la
cicloxigenasa inhibe la síntesis de prostaglandinas, lo que provoca una alteración de la
permeabilidad de la capa mucosa provocando un aumento de la penetración de agentes
nocivos. Esta lesión puede variar desde una inflamación difusa de la mucosa
yeyunoileal con ulceras puntiformes, hasta nódulos inflamatorios con adherencias entre
asas intestinales adyacentes, serosa engrosada, abscesos, ulceración y perforaciones.
o Ventaja: las lesiones aparecen en ambos segmentos intestinales, similar a la EC
humana.
o Desventaja: puede presentar lesiones variables. v
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1.2.1.2.2. Colitis inducida por carragenina
La carragenina es un polisacárido sulfatado de alto peso molecular, al sufrir
hidrolisis ácida se transforma en un metabolito sulfatado de menor peso molecular
causante de las lesiones. Según la concentración de carragenina y la especie empleada
(conejos, ratas, ratones, cobayas), varía el tiempo necesario para producir zonas
ulceradas múltiples en el colon. Tras la administración aparece un cambio en la flora
intestinal. Además, se produce un efecto tóxico directo sobre las células epiteliales.
Los animales presentan pérdida de peso y diarrea mucosanguinolienta. La lesión está
caracteriza por la presencia de ulceración de áreas variables de la mucosa, estenosis
causante de obstrucción y abscesos de las criptas. v
1.2.1.2.3. Colitis inducida por dextrano
En el modelo, tras la administración de sulfato de dextrano sódico (DSS) se
origina una colitis distal caracterizada por la aparición de diarrea líquida, úlceras e
infiltrado inflamatorio agudo y crónico en el área del colon afectado. La lesión se
produce por el mismo mecanismo que la carragenina. Pero a diferencia, en este modelo,
la colitis aparece rápidamente tras la ingesta del tóxico. La lesión presenta un
engrosamiento de la pared y un acortamiento de la longitud del colon. Histológicamente
aparecen cambios regenerativos del epitelio del colon. Este modelo se ha empleado para
investigar aproximaciones terapéuticas.
o Ventaja: rápida inducción de la colitis, regeneración del epitelio del colon. iii-v
1.2.1.3. Agentes administrados por vía subcutánea
1.2.1.3.1. Colitis inducida por ciclosporina A
Inicialmente se realiza un trasplante de médula ósea delepcionada de linfocitos T
maduros a ratones irradiados, seguido de 6 semanas de inmunosupresión con
ciclosporina A. tras dos semanas de la administración del fármaco, los ratones presentan
un cuadro de diarrea e inflamación intestinal. La lesión revierte a los 30 días.
La lesión presenta un aumento del grosor del colon a expensas de un engrosamiento de
la mucosa, de hiperplasia de las criptas, depleción de mucina y abscesos de las criptas.
o Ventaja: regeneración espontanea.
o Desventaja: necesidad de intervención quirúrgica. iii-v
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1.2.1.4. Agentes administrados vía intramural
La inyección a la pared del tubo digestivo de sustancias constituyentes de la pared
celular de las bacterias puede inducir una respuesta inflamatoria.
1.2.1.4.1. Colitis inducida por peptidoglucano-polisacarido
La administración intamural del peptidoglucano en la parte distal del colon induce
enterocolitis transmural, caracterizada por engrosamiento del colon, incremento de la
permeabilidad de la mucosa y aumento de la síntesis de colágeno.
o Desventaja: necesidad de intervención quirúrgica pudiendo afectar al
desarrollo de las lesiones. iii-v
1.2.2. Modelos inducidos por manipulación genética.
Estos modelos permiten el estudio de la función de determinadas moléculas y
genes implicados en el proceso de inflamación crónica. Presenta el inconveniente de
que es poco probable que las mutaciones realizadas por manipulación genética
representen la causa de la enfermedad. Esto hace que, la utilidad de estos modelos sea
limitada. Mediante los modelos genéticos se obtienen animales con deficiencias
genéticas o animales transgénicos. (Knockout). Estos modelos suelen tener la
desventaja de encarecer el proceso de investigación. 27
1.2.2.1. Modelos Knockout.
Animales a los que se les ha bloqueado un determinado gen. iv
1.2.2.1.1. Deficiencia de IL-2
Se observó que el 50% de las ratones deficientes en esta citocina morían a las 4-
9 semanas de edad, y que el resto de los ratones, entre la 6-15 semana, desarrollaban
una colitis crónica semejante a la CU en humanos. Aparece ulceración y engrosamiento
de la pared del colon, mientras que el ID no sufre modificaciones. A nivel microscópico
aparecen abscesos en las criptas, agotamiento de mucina y displasia de las células
epiteliales.
o Ventajas: patología muy semejante a CU
o Desventaja: alta mortalidad de los animales iii
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1.2.2.1.2. Deficiencia en IL-10
Los ratones deficientes en esta citocina desarrollan espontáneamente una
inflamación en todo el intestino. El proceso inflamatorio en el intestino delgado se
caracteriza por un engrosamiento significativo de la pared intestinal. Histológicamente
se observa una hiperplasia de las criptas.
o Ventaja: permite el estudio de nuevos fármacos. iii
1.2.2.1.3. Deficiencia en STAT3
STAT3 es una molécula que se encuentra en la vía de señalización activada por
IL-10. Un modelo KO de STAT3 en macrófagos y neutrófilos produce una colitis de
características clínicas similares al KO IL-10. iii
1.2.2.1.4. Ratones deficientes en TNF ΔARE
Los ratones deficientes en este gen se caracterizan por la presencia de altos
niveles circulantes de TNFα, produciéndose inflamación en íleon terminal que se
extiende hasta el colon derecho a las 2-4 semanas de vida. Se trata de una lesión
transmural. En torno a los 4-7 meses de edad se produce una pérdida de las vellosidades
y formación de granulomas.
o Ventaja: permite la investigación de tratamientos dirigidos a TNFα.
o Desventaja: lentitud del proceso patológico completo. xi
1.2.2.1.5. Deficiencia de receptores de células T.
A partir de los 3-4 meses de edad el ratón genera una diarrea crónica y prolapso
rectal. Este modelo presenta engrosamiento del recto, colon y ciego, mientras el ID no
se modifica. Se observa alargamiento y distorsión de criptas, depleción de mucina,
abscesos de la cripta e inflamación aguda y crónica. Este modelo presenta una
respuesta Th2 (predominan IL-4 e Il-5). Se genera una colitis semejante a la CU
humana.
o Ventaja: posibilita la investigación de nuevas estrategias terapéuticas
o Desventaja: inducción de la patología lenta . iii-v-xii
1.2.2.2. Modelos transgénicos.
Son modelos a los que se les ha introducido un gen.
- 15 -
1.2.2.2.1. Transgénico IL-7
Los ratones transgénicos para IL-7 desarrollan una colitis aguda a las tres
semanas de edad. A las 8-12 semanas de edad tiene una colitis crónica caracterizada por
prolapso rectal, sangre en el ano, infiltración de monocitos, disminución de células
caliciformes, e incremento de los abscesos en las criptas.
o Ventaja: modelo muy similar a la CU
o Desventajas: inducción de la patología lenta, modelo no reversible iii-v
1.2.2.2.2. Transgénico de STAT4.
STAT 4 está relacionada con señales dependientes del receptor de IL-12. Se ha
creado un ratón transgénico que expresa grandes cantidades de STAT4 en células CD4+.
Estos animales a los 7-14 días de la inducción de la expresión de STAT4, desarrollan un
cuadro de diarrea y pérdida de peso. Se observa un engrosamiento del intestino.
Histológicamente se aprecia una destrucción de la arquitectura de las criptas.
o Ventajas: rápida inducción de la patología, permite investigar eficacia
de tratamientos dirigidos a la IL-12 . iii-xii
1.2.2.2.3. Transgénicos HLA-B27
Ratas transgénicas para HLA-B27 desarrollan una EII espontánea que afecta a
todos los segmentos del tracto gastrointestinal. Histológicamente se produce una
hiperplasia de criptas. La patología con una respuesta Th1. Este modelo ha sido
empleado para estudiar la importancia de las bacterias flora intestinal en la patogénesis
de la inflamación.
o Ventaja: proceso espontaneo
o Desventaja: modelo no reversible iii
2. Nuevos modelos animales: inducidos enzimáticamente
Existe la necesidad de desarrollar nuevos modelos cuya principal característica es
que sean modelos reversibles y que permitan el estudio de la absorción intestinal de
xenobióticos. Entre estos modelos destacan:
2.1. Modelo enzimático de daño-regeneración inducido por nigrina b
La nigrina-b es una lectina extraída de la corteza de Sambucus nigra. Cuando ésta
es administrada por vía intraperitoneal (IP) produce un efecto tóxico reversible en el
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intestino delgado mediante un mecanismo enzimático y ablativo en ratones Swiss
dependiente del tiempo tras su administración.
Se observó que 24 h después de la administración de nigrina-b, se produce una atrofia
del epitelio intestinal a causa de una destrucción de las criptas de Lieberkühn. Por el
contrario los villi muestran una estructura relativamente bien conservada.
A las 48 horas después de la administración intraperitoneal (IP) las criptas del intestino
delgado empiezan a recuperarse. Sin embargo, los villi se muestran más
desestructurados. A las 72 h tras de la administración de nigrina-b, se observa una
regeneración total de las criptas y de los villi.
Además, en este modelo se estudió la modificación de la permeabilidad vascular del
epitelio intestinal tras la administración de dosis subletales de nigrina-b a ratones
mediante la administración de azul
de Evans, lo que sería la causa de
las posibles modificaciones
provocadas en la absorción de
xenobióticos por discontinuidad de
la barrera intestinal. Se observó que
a las 24 h de la administración IP se
produjo un incremento de la
permeabilidad vascular de seis
veces sobre los niveles basales. A
las 48 h se obtuvieron los niveles
máximos de permeabilidad. A las 72
h, se observa una reducción en torno al 50% de la permeabilidad vascular respecto a los
valores obtenidos a las 48 h, lo que es indicativo de la reversibilidad del efecto tóxico de
la nigrina-b.
Para demostrar los cambios en la absorción intestinal producidos tras el efecto tóxico de
la nigrina-b, se estudia los cambios que se producen en la absorción de la vitamina B6,
observándose que a las 24 horas de la administración de la nigrina-b la absorción es
significativamente menor con respecto a un grupo control. Pero a las 72 h se observa un
aumento de la absorción, símbolo de la reversibilidad del efecto tóxico de la nigrina-b.
xviii-xix
Absorbancias de azul de Evans en el aparato digestivo de ratones tratados con dosis subletales de nigrina-b
- 17 -
2.2. Modelo enzimático de daño-regeneración inducido por ebulina-f
La ebulina-f es una lectina inhibidora de ribosomas (RIL) que se obtiene de los
frutos verdes de Sambucus ebulus .
Esta lectina administrada por vía IP produce a las 24 h una desestructuración de las
criptas de Lieberkühn del ID y desorden de las vellosidades intestinales. Al igual que
ocurre con la nigrina-b apenas se produce daño significativo en el IG.
Al igual que en el modelo anterior también se ha estudiado los cambios en la
permeabilidad vascular mediante la tinción de azul de Evans. Los resultados del estudio
revelan que a las 24 h de la administración se producen cambios poco significativos de
permeabilidad con respecto
al modelo control. A las 48
h de la administración de la
ebulina-f, la concentración
tisular de azul de Evans es
casi cinco veces superior a
la concentración obtenida
en el grupo control. Este
dato coincide con el
periodo de tiempo en que
se produce el mayor daño
intestinal. A partir de las 72
h tras el tratamiento se observa un descenso significativo de la cantidad de azul de
Evans, respecto a los valores obtenidos en el grupo de 48 h, y no existe diferencia
significativa con respecto al grupo de las 24 h. A los 9 días tras la administración de la
ebulina-f los valores obtenidos en la concentración tisular de azul de Evans son
similares a los obtenidos en el grupo control.
Para el estudio de los cambios en la absorción que se producen tras la administración de
la ebulina-f se evalúa la absorción la vitamina C y la glucosa.
En el caso de la vitamina C, a las 24 se observa un aumento de la absorción con
respecto al grupo control, y a su vez a las 72 h un aumento de la absorción comparado
con el grupo de las 24 h. Al cabo de 22 días se produce un descenso notable de la
absorción de la vitamina, indicativo de la regeneración tisular.
En la variación en la absorción de la glucosa se aprecia que, a las 24 horas se
produce un descenso de la absorción, y a su vez a los 9 días no hay cambios
Concentración de azul de Evans en el aparato digestivo de los diferentes grupos ensayados
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significativos con respecto a las 24 h, por lo que parece que el efecto reversible no se
aprecia completamente en la absorción de la glucosa. xx
CONCLUSIONES
-Los síndromes de malabsorción oral, en particular la EC y la CU son dos
patologías cuya incidencia está en aumento en los últimos años, lo que hace la
necesidad de la búsqueda de nuevas dianas y estrategias galénicas para su tratamiento.
-Para el desarrollo de nuevas dianas y tratamientos, inicialmente se usan
modelos animales experimentales, antes de su aplicación en humanos.
-No existe un modelo animal similar completamente a la patología humana, por
lo que el modelo elegido idóneo será determinado por sus características y los objetos
del estudio.
-Los modelos existentes hasta el momento presentan una serie de limitaciones:
o Alto coste
o Uso de animales en peligro de extinción.
o Difícil inducción de la enfermedad.
o Proceso de inducción dura demasiado tiempo,
o No existe remisión de la enfermedad o la remisión tarda mucho
tiempo en producirse.
-Mediante la administración de dosis subletales de las lectinas nigrina-a y
ebulina-f se obtienen modelos de daño-regeneración sin realizar manipulaciones
genéticas ni la utilización de inductores químicos, lo que se traduce en un descenso de
los costes de investigación y mejora las perspectivas bioéticas entre otras características.
-Con los modelos de daño-regeneración se puede volver a emplear el mismo
animal tanto sano como afectado. Además permiten realizar estudios biofarmacéuticos
de liberación/absorción más complejos como por ejemplo estudios de dosis sucesivas e
interacciones farmacocinéticas.
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