Xenobiotika a jejich analýza v klinických laboratořích

Transkript

1 Xenobiotika a jejich analýza v klinických laboratořích BERÁNEK M., BORSKÁ L., KREMLÁČEK J., FIALA Z., MÁLKOVÁ A., VOŘÍŠEK V., PALIČKA V. Lékařská fakulta UK a FN Hradec Králové Finančně podporováno programy PRVOUK P37/09 a P37/11

2 Xenobiotika cizorodé látky v živém těle Látky přírodního charakteru (přírodní toxiny, části těl jiného přírodního druhu) Průmyslové produkty a odpady Rozpouštědla Toxické plyny Abusové látky Léky a jejich metabolity Látky vznikající z xenobiotik jejich metabolismem v jiných přírodních druzích

3 Úkoly pro laboratoře xenobiotik Vyhledávat pro člověka škodlivé typy xenobiotik ve vzorcích environmentálního charakteru (voda, vzduch, půda, sklady a skládky, výrobní provozy, výrobky, potraviny) Prokazovat přítomnost xenobiotik v těle exponovaných osob a měřit jejich množství ve vzorcích tělesných tekutin a tkání Určovat zdroj kontaminace Odhadovat prognózu osob Volit nejlepší terapeutický způsob eliminace xenobiotika z organismu Pomáhat zajistit sekundární prevenci Identifikovat xenobiotika v biologickém materiálu post mortem

4 Klinické laboratoře a xenobiotika - tradiční toxikologický přístup Řešení toxikologických případů ve spolupráci s lékaři Definování metabolitů v tělesných kompartmentech Určení eliminačních drah a odhad doby eliminace škodlivin (farmakokinetické SW) Monitorování orgánového poškození (ledvin, jater, plic, kostní dřeně, kostí, svalů, atd.) Doplňování toxikologických knihoven

5 Klinické laboratoře a xenobiotika - spolupráce s akademickými pracovišti Sledování biologických vlastností nově připravených xenobiotik Validace příslušných vyšetřovacích protokolů (MS/ IČ/Ramanova spektra) Testy xenobiotik na biologických modelech (buněčné a tkáňové kultury, laboratorní zvířata) Kinetika xenobiotik při navozeném onemocnění či u knockoutovaných modelů NÚ (genotoxicita, mutagenita, působení oxidačního stresu) při akutní/chronické expozici Hodnocení individuálních rizik

6 Klinické laboratoře a xenobiotika - hodnocení individuálního rizika expozice METODICKÝ PŘÍSTUP NEJISTOTY Hladina xenobiotika ve vhodné tkáni Hladiny a spektrum metabolitů v moči Markery orgánové toxicity (histo, bch, hemat, ich) Katalytická aktivita enzymů I a II fáze biotransformace Genotypizační studie kompartmentizace stovky metabolitů nespecifita markerů desítky enzymů geny malého dosahu absence asociačních studií

7 Klinické laboratoře a xenobiotika - současné poznatky o metabolismu xenobiotik Různá indukovatelnost desítek enzymů fáze I a II Rychlí/pomalí/ultrarychlí metabolizátoři Rychlý metabolismus eliminuje rychleji parentní xenobiotika a kumuluje více toxické metabolity (genotoxicita, mutagenita) Významný podíl tkání považovaných za metabolicky méně aktivní (kůže) pozor na nemoci těchto tkání Kompenzace deficitu metabolického enzymu jiným (důsledek udržení homeostázy) Synergismus různých enzymů

8 Výsledky hodnocení působení xenobiotik - studie s kamenouhelným dehtem GENOTYPY CYP1A1*1/*1 CYP1A1*2A/*1 CYP1A1*2A/*2A CYP1B1*1/*1 CYP1B1*3/*1 CYP1B1*3/*3 GSTM1*1/*1 GSTM1*0/*1 GSTM1*0/*0 CYP1A1 rs CYP1B1 rs GSTM1 null polymorfismus CYP1A1*1/*1 CYP1A1*2C/*1 CYP1A1*2C/*2C EPHX1*1/*1 EPHX1*3/*1 EPHX1*3/*3 UGT1A1*1/*1 UGT1A1*28/*1 UGT1A1*28/*28 CYP1A1 rs EPHX1 rs UGT1A1 rs

9 Výsledky hodnocení působení xenobiotik - studie s kamenouhelným dehtem SYNERGISMUS GENŮ Genotyp CYP1B1 Genotyp EHPX1 Group 1 1 WT alela 1 WT alela Group 2 1 WT alela žádná WT alela Group 3 žádná WT alela 1 WT alela Group 4 žádná WT alela žádná WT alela WT (wild-type) alely: CYP1B1*1 a EHPX1*1 A possible synergistic effect of rs and rs polymorphisms on levels of BPDE-DNA adducts Nejméně DNA aduktů tvoří osoby bez WT alel v genech CYP1B1 a EHPX1

10 Komplexní přístup k vyšetření xenobiotik Ke zjištění účinnosti eliminace xenobiotik z organismu je nutné zajistit několik odběrů téhož biologického materiálu (krev, moč, tkáně) v odpovídajícím časovém intervalu Pro sledování eliminace a toxických účinků xenobiotik se nevyšetřují všechny, ale vybraný dobře definovaný bioaktivní zástupce nebo jeho metabolit K hodnocení kumulace xenobiotik v těle jsou nezbytná laboratorní vyšetření orgánové toxicity, imunitního systému a další informace (osobní data, BMI, kouření, komorbidita, podávaná léčiva podléhající biotransfromaci, atd.) K odhadu aktivity biotransformačních procesů lze použít vyšetření enzymů v modelovém kompartmentu - často v krevních buňkách jedince K upřesnění lze určit molekulárně geneticky genotyp rychlého/ pomalého/ ultrarychlého metabolizátora Získaná data zlepšují volbu vhodné detoxikační léčby, sekundární prevenci a umožňují cílené vyhledávání dalších osob s tímtéž rizikem expozice (populační data)