Eficacia terapéutica de diferentes regímenes de administración de la anfotericina B liposomal en un modelo animal experimental de aspergilosis pulmonar invasora

Abstract

A pesar de los avances producidos en los últimos años, las pautas actualmente recomendadas para el tratamiento de la aspergilosis pulmonar invasora siguen presentando tasas de éxito inferiores a lo deseable, remarcando la necesidad de nuevos tratamientos más eficaces. A la espera de nuevos fármacos más activos, una posible estrategia para aumentar la eficacia el la basada en el diseño de nuevas pautas de administración de los antifúngicos actualmente disponibles. La anfotericina B liposomal es una de las formulaciones de anfotericina con menor tasa de efcetos adversos, lo que permite aumentar su margen terapéutico. En este trabajo se estudió la eficacia de nuevas pautas de administración de anfotericina B liposomal destinadas a aumentar su concentración en el foco primario de la infección, el pulmón, utilizando un modelo animal de aspergilosis pulmonar invasora desarrollado en ratas inmunosuprimidas con corticoesteroides. Se utilizaron como criterios de evaluación la supervivencia, el peso del bloque pulmonar (marcador indirecto de daño tisular) y la carga fúngica medida a través de la cuantificación de quitina y el recuento de unidades formadoras de colonias.<br/>En primer lugar se evaluaron las diferencias entre la eficacia terapéutica de la anfotericina B deoxicolato (d-AmB) 1 mg/kg/d i.v. y dosis escaladas de anfotericina B liposomal (L-AmB) 3, 5 o 10 mg/kg/d i.v. Todos los tratamientos mejoraron significativamente la supervivencia comparados con el control no tratado; sólo los animales tratados con las dosis más altas de L-AmB presentaron además reducciones significativas del peso del bloque pulmonar o de la carga fúngica pulmonar comparado con control, d-AmB o L-AmB 3 mg/kg/d.<br/>En un segundo estudio se evaluó la eficacia de la estategia basada en la administración intravenosa de dosis de carga elevadas (10 mg/kg/d durante 3 o 4 días) discontinuadas o seguidas de dosis de mantenimiento de 3 mg/kg/d. Las estrategias basadas en la administración de dosis de carga resultaron en una mejora significativa de la supervivencia comparado con el grupo control. El peso del bloque pulmonar fue significativamente inferior en los grupos que recibieron dosis de carga discontinuada comparado con control o, además, con d-AmB en el caso de los que recibieron tratamiento continuado. Se observó una tendencia a la reducción de la carga fúngica en los grupos que recibieron dosis de carga aunque sólo alcanzó significación estadística con respecto a control en todos los parámetros estudiados el grupo que recibió la dosis de carga más prolongada seguida de dosis de mantenimiento.<br/>En un tercer estudio se evaluó la eficacia de la administración nebulizada de d-AmB y L-AmB y de la coadministración de L-AmB por vía nebulizada e intravenosa. La administración nebulizada prolongó significativamente la supervivencia de los animales comparado con el grupo control; la nebulización de L-AmB además mejoró la supervivencia comparada con la administración i.v. de d-AmB. Todos los grupos que recibieron nebulización redujeron el peso del bloque pulmonar y la carga fúngica respecto al grupo control o d-AmB i.v. Esta reducción fue significativa en el caso del peso pulmonar. La cuantificación de quitina, sin embargo sólo fue significativamente inferior a control o d-AmB i.v. en los animales que recibieron L-AmB nebulizada; el recuento de colonias aunque fue mas bajo en los que recibieron nebulizado, no llegó a alcanzar significación estadística.<br/>Del conjunto de este trabajo se extraen las siguientes conclusiones: (1) el modelo animal de aspergilosis pulmonar invasora (API) en ratas inmunosuprimidas con esteroides es útil en los estudios de eficacia antifúngica (2) Existe una relación dosis-eficacia en el caso de anfotericina B liposomal (3) La estrategia basada en la administrtación de dosis de carga es válida en el tratamiento de la API aunque de este trabajo no se puede inferir la duración del tratamiento inicial con dosis de carga (4) La administración de anfotericina B nebulizada, en particular de la formulación liposomal, puede ser útil en el tratamiento de la API (5) la coadministración de L-AmB i.v. y nebulizada parece una aproximación prudente al tratamiento de la API por la dificultad existente para descartar la diseminación extrapulmonar en humanos.

In recent years, great advances have been produced in the treatment of invasive pulmonary aspergillosis. However, current treatment recommendations still show suboptimal rates of success underlining the need for better therapies. A possible new strategy adressed to increase therapeutic success might be based on new ways to administer currently available antifungals.<br/>Liposomal amphotericin B has a therapeutic window wider than amphotericin deoxycholate as it has a rate of adverse effects lower than the conventional formulation. This work explores the efficacy of new ways of administration of liposomal amphotericin B addressed to increase its concentration at the primary focus of infection, the pulmonary tissue. With this purpose, an experimental model of invasive pulmonary aspergillosis in steroid-immunosuppressed rats was used. Survival, pulmonary weight (as indirect marker of tissue damage), and fungal load (colony forming units and chitin quantification) were used as endpoints to evaluate the efficacy of treatments.<br/>In a first set of experiments, differences between 1 mg/kg/day of amphotericin B deoxycholate (d-AmB) and scalated does of liposomal amphotericin B (L-AmB; dose range: 3, 5, and 10 mg/kg/day) given intravenously were evaluated. All treatment regimens improved the survival of animals as compared to untreated controls, but only rats treated with the highest dose of L-AmB also achieved a significant reduction of pulmonary weight and fungal load as compared to controls, d-AmB or L-AmB 3 mg/kg.<br/>The second set of experiments was intended to assess the efficacy of the administration of high loading doses of L-AmB (10 mg/kg for 3 or 4 days) discontinuated or followed by lower maintenance doses (3 mg/kg/day until the end of the treatment). Strategies based on the infusion of high loading doses resulted in a significant improvement of survival and reduced pulmonary weight as compared to the untreated control group. Groups that received low maintenance doses, also showed a significant reduction of lung weight compared to d-AmB. A trend to a reduction of the fungal load was seen in groups that received loading doses but this reduction reached statistical significance as compared to controls in the group treated with 10 mg/kg 4 days plus 3 mg/kg/day until completion of the treatment period.<br/>In a third set of experiments, the efficacy of aerosolized delivery of d-AmB and L-Amb, and the effectiveness of the coadministration of intravenous and nebulized L-AmB were studied. Aerosolized administration prolonged significantly the survival and reduced the pulmonary weight of animals as compared to untreated controls and intravenous d-AmB. They also reduced the fungal load, but the reduction, in terms of chitin content, was significant as compared to controls only in animals receiving nebulized L-AmB alone or associated to intravenous L-AmB. Combined intravenous plus nebulized administration of L-AmB did not performed better than aerosolized L-Amb alone.<br/>From the global of this work, the following conclusions can be drawn: (1) the animal model of invasive pulmonary aspergillosis in steroid-immunosuppressed rats is useful in studies of therapeutic efficacy. (2) Liposomal amphotericin B displays a dose-efficacy relationship. (3) Administration of high loading doses is a valid strategy for the treatment of invasive pulmonary aspergillosis although the duration of the initial loadinf treatment cannot be inferred from this work. (4) Administration of nebulized amphotericin B, particularly L-AmB, can be useful for the treatment of invasive pulmonary aspergillosis. (5) Coadministration of intravenous plus nebulized amphotericin B seems a wise approach to the treatment of invasive pulmonary aspergillosis given that it is difficult to discard the possibility of a extrapulmonary dissemination in humans.