El fármaco aprotinina (Trasylol, anteriormente Bayer y ahora productos farmacéuticos de Nordic Group), es una pequeña proteína inhibidora de la tripsina pancreática bovina ( BPTI ), o inhibidor básico de la tripsina del páncreas bovino , que es una molécula antifibrinolítica que inhibe la tripsina y las enzimas proteolíticas relacionadas . Bajo el nombre comercial Trasylol , la aprotinina se utilizaba como medicamento administrado mediante inyección para reducir el sangrado durante cirugías complejas , como las del corazón y el hígado. Su principal efecto es la ralentización de la fibrinólisis , el proceso que conduce a la descomposición de los coágulos sanguíneos. El objetivo de su uso era disminuir la necesidad de transfusiones de sangre durante la cirugía, así como el daño a los órganos terminales debido a la hipotensión (presión arterial baja) como resultado de una pérdida importante de sangre. El medicamento fue retirado temporalmente en todo el mundo en 2007 después de que estudios sugirieran que su uso aumentaba el riesgo de complicaciones o muerte; [1] esto fue confirmado por estudios de seguimiento. Las ventas de Trasylol se suspendieron en mayo de 2008, excepto para un uso muy restringido en investigación. En febrero de 2012, el comité científico de la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) cambió su postura anterior respecto a la aprotinina y recomendó levantar la suspensión. [2] Nordic se convirtió en distribuidor de aprotinina en 2012. [3]
La aprotinina es un polipéptido globular monomérico (de cadena única) derivado del tejido pulmonar bovino. Tiene un peso molecular de 6512 Da y consta de 16 tipos diferentes de aminoácidos dispuestos en una cadena de 58 residuos de longitud [4] [5] que se pliega en una estructura terciaria compacta y estable del tipo "pequeño rico en SS", que contiene 3 disulfuros, una horquilla β retorcida y una hélice α C-terminal [6] .
La secuencia de aminoácidos del BPTI bovino es RPDFC LEPPY TGPCK ARIIR YFYNA KAGLC QTFVY GGCRA KRNNF KSAED CMRTC GGA. [7] Hay 10 cadenas laterales de lisina (K) y arginina (R) cargadas positivamente y solo 4 aspartato (D) y glutamatos (E) negativos, lo que hace que la proteína sea fuertemente básica , lo que explica el carácter básico de su nombre. (Debido al organismo de origen habitual, BPTI a veces se denomina inhibidor de tripsina pancreática bovina ).
La alta estabilidad de la molécula se debe a los 3 enlaces disulfuro que unen los 6 miembros de cisteína de la cadena (Cys5-Cys55, Cys14-Cys38 y Cys30-Cys51). [8] La larga cadena lateral básica de lisina 15 en el bucle expuesto (en la parte superior izquierda de la imagen) se une muy firmemente en el bolsillo de especificidad en el sitio activo de la tripsina e inhibe su acción enzimática. BPTI se sintetiza como una secuencia precursora más larga, que se pliega y luego se escinde en la secuencia madura indicada anteriormente. [ cita necesaria ]
BPTI es el miembro clásico de la familia de proteínas de los inhibidores de serina proteasa tipo Kunitz . Sus funciones fisiológicas incluyen la inhibición protectora de la principal enzima digestiva tripsina cuando se producen pequeñas cantidades, mediante la escisión del precursor del tripsinógeno durante el almacenamiento en el páncreas. [ cita necesaria ]
La aprotinina es un inhibidor competitivo de varias serina proteasas , específicamente tripsina , quimotripsina y plasmina en una concentración de aproximadamente 125.000 UI/ml, y calicreína en 300.000 UI/ml. [5] Su acción sobre la calicreína conduce a la inhibición de la formación del factor XIIa . Como resultado, se inhiben tanto la vía intrínseca de la coagulación como la fibrinólisis. Su acción sobre la plasmina ralentiza de forma independiente la fibrinólisis. [4]
En cirugía cardíaca con alto riesgo de pérdida significativa de sangre, la aprotinina redujo significativamente el sangrado, la mortalidad y la estancia hospitalaria. [5] También se informaron efectos beneficiosos en cirugía ortopédica de alto riesgo. [5] En el trasplante de hígado , los informes iniciales sobre los beneficios se vieron eclipsados por las preocupaciones sobre la toxicidad. [9]
En un metanálisis realizado en 2004, las necesidades de transfusión disminuyeron en un 39% en la cirugía de revascularización coronaria (CABG). [10] En cirugía ortopédica también se confirmó una disminución de las transfusiones de sangre. [11]
Ha habido preocupaciones sobre la seguridad de la aprotinina. [5] La anafilaxia (una reacción alérgica grave) se produce en una proporción de 1:200 la primera vez que se utiliza, pero en la práctica no se realiza la serología (medición de anticuerpos contra la aprotinina en la sangre) para predecir el riesgo de anafilaxia porque la interpretación correcta de estas pruebas es difícil. [5]
La trombosis , presumiblemente por una inhibición hiperactiva del sistema fibrinolítico, puede ocurrir a un ritmo mayor, pero hasta 2006 había evidencia limitada de esta asociación. [5] [10] De manera similar, si bien se sabía que las medidas bioquímicas de la función renal se deterioraban ocasionalmente, no hubo evidencia de que esto influyera en gran medida en los resultados. [5] Un estudio realizado en pacientes de cirugía cardíaca informado en 2006 mostró que efectivamente existía un riesgo de insuficiencia renal aguda , infarto de miocardio e insuficiencia cardíaca , así como de accidente cerebrovascular y encefalopatía . [12] Los autores del estudio recomiendan antifibrinolíticos más antiguos (como el ácido tranexámico ) en los que estos riesgos no estaban documentados. [12] El mismo grupo actualizó sus datos en 2007 y demostró hallazgos similares. [13]
En septiembre de 2006, la FDA acusó a Bayer AG de no haber revelado durante sus declaraciones la existencia de un estudio retrospectivo encargado de 67.000 pacientes, de los cuales 30.000 recibieron aprotinina y el resto otros antifibrinolíticos. El estudio concluyó que la aprotinina conlleva mayores riesgos. Uno de los investigadores involucrados alertó a la FDA sobre el estudio. Aunque la FDA emitió una declaración de preocupación, no cambió su recomendación de que el medicamento puede beneficiar a ciertas subpoblaciones de pacientes. [14] En una actualización de asesoramiento de salud pública del 3 de octubre de 2006, la FDA recomendó que "los médicos consideren limitar el uso de Trasylol a aquellas situaciones en las que el beneficio clínico de la reducción de la pérdida de sangre es necesario para el tratamiento médico y supera los riesgos potenciales" y cuidadosamente monitorear a los pacientes. [15]
El 25 de octubre de 2007, la FDA emitió una declaración sobre el ensayo aleatorio "Conservación de sangre mediante antifibrinolíticos" (BART) en una población de cirugía cardíaca. Los hallazgos preliminares sugieren que, en comparación con otros fármacos antifibrinolíticos (ácido épsilon-aminocaproico y ácido tranexámico), la aprotinina puede aumentar el riesgo de muerte. [16] El 29 de octubre de 2006, la Administración de Alimentos y Medicamentos emitió una advertencia de que la aprotinina puede tener toxicidad renal y cardiovascular grave. El productor, Bayer, informó a la FDA que estudios de observación adicionales demostraron que puede aumentar las posibilidades de muerte, daño renal grave, insuficiencia cardíaca congestiva y accidentes cerebrovasculares. La FDA advirtió a los médicos que consideren limitar el uso a aquellas situaciones en las que el beneficio clínico de una menor pérdida de sangre es esencial para el tratamiento médico y supera los riesgos potenciales. [17] El 5 de noviembre de 2007, Bayer anunció que retiraría la aprotinina debido a un estudio canadiense que demostró que aumentaba el riesgo de muerte cuando se usaba para prevenir hemorragias durante una cirugía cardíaca. [18]
Dos estudios publicados a principios de 2008, que compararon la aprotinina con el ácido aminocaproico , encontraron que la mortalidad aumentó en un 32 [19] y un 64%, [20] respectivamente. Un estudio encontró un mayor riesgo en la necesidad de diálisis y revascularización. [20]
No se han notificado casos de transmisión de encefalopatía espongiforme bovina por aprotinina, aunque el fármaco fue retirado en Italia por temor a ello. [5]
Se pueden agregar pequeñas cantidades de aprotinina a los tubos de sangre extraída para permitir la medición en el laboratorio de ciertas proteínas que se degradan rápidamente, como el glucagón . [ cita necesaria ]
En biología celular, la aprotinina se utiliza como inhibidor enzimático para prevenir la degradación de proteínas durante la lisis u homogeneización de células y tejidos. [ cita necesaria ]
La aprotinina se puede marcar con isotiocianato de fluoresceína. El conjugado conserva sus propiedades antiproteolíticas y de unión a carbohidratos [21] y se ha utilizado como reactivo histoquímico fluorescente para teñir glicoconjugados (mucosustancias) ricos en ácidos urónicos o siálicos. [22]
Inicialmente denominada "inactivador de calicreína", la aprotinina se aisló por primera vez de las glándulas parótidas de vaca en 1930. [23] e independientemente como inhibidor de tripsina del páncreas bovino en 1936. [24] Se purificó a partir de pulmón bovino en 1964. [25] Como Inhibe las enzimas pancreáticas, inicialmente se utilizó en el tratamiento de la pancreatitis aguda , en la que se cree que la destrucción de la glándula por sus propias enzimas es parte de la patogénesis. [26] Su uso en cirugía mayor comenzó en la década de 1960. [27]
BPTI es una de las proteínas más estudiadas en términos de biología estructural , dinámica experimental y computacional, mutagénesis y vía de plegamiento . Fue una de las primeras estructuras cristalinas de proteínas resueltas, en 1970 en el laboratorio de Robert Huber , [28] y su modo de interacción similar a un sustrato se descifró en el contexto del complejo de tripsina bovina en 1974. [29] Más tarde también se hizo famoso siendo la primera proteína en cuya estructura se determinó mediante espectroscopía de RMN , en el laboratorio de Kurt Wuthrich en la ETH de Zurich a principios de los años 1980. [30] [31]
Debido a que es una proteína pequeña y estable cuya estructura había sido determinada en alta resolución en 1975, [32] fue la primera macromolécula de interés científico simulada mediante computación de dinámica molecular , en 1977 por J. Andrew McCammon y Bruce Gelin, en el grupo Karplus de Harvard. [33] Ese estudio confirmó el entonces sorprendente hecho encontrado en el trabajo de RMN [34] de que incluso las cadenas laterales aromáticas bien empaquetadas en el interior de una proteína estable pueden invertirse con bastante rapidez (escala de tiempo de microsegundos a milisegundos). Se determinaron constantes de velocidad mediante RMN para el intercambio de hidrógeno de los grupos NH peptídicos individuales a lo largo de la cadena, que van desde demasiado rápido para medir en la superficie más expuesta hasta muchos meses para los grupos con enlaces de hidrógeno más enterrados en el centro de la lámina β, y esos valores también se correlacionan bastante bien con el grado de movimiento observado en las simulaciones dinámicas.
BPTI fue importante en el desarrollo del conocimiento sobre el proceso de plegamiento de proteínas , el autoensamblaje de una cadena polipeptídica en una disposición específica en 3D. Se demostró que el problema de lograr los emparejamientos correctos entre las cadenas laterales de 6 Cys era especialmente difícil para los dos SS enterrados y muy juntos cerca de los extremos de la cadena BPTI, requiriendo un intermediario no nativo para plegar la secuencia madura in vitro (más tarde se descubrió que descubrió que la secuencia precursora se pliega más fácilmente in vivo ). BPTI fue la imagen de portada de un volumen de compendio sobre plegamiento de proteínas escrito por Thomas Creighton en 1992. [35]
Un estudio científico en ratas informó que el tratamiento con aprotinina previene la alteración de la barrera hematoencefálica durante la infección por C. neoformans . [36] Otro estudio en cultivos celulares sugiere que el fármaco inhibe la replicación del SARS-CoV-2. [37]