Fisiología

 «Cronobiología»

La cronobiología es una disciplina de la fisiología que estudia los ritmos biológicos, incidiendo tanto en su origen como en sus características y sus implicaciones. Posee especial interés en endocrinología, neurociencia y ciencia del sueño.- .......................................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=1d46995676ac6daa165c25a451ef8fab4be71299&writer=rdf2latex&return_to=Cronobiolog%C3%ADa

Cronoterapia y cáncer
Eficacia antitumoral basada en los ritmos circadianos de los modelos experimentales
Los modelos experimentales que recuerden a los tumores humanos son necesarios para estudiar procesos malignos y sirven de guía a subsecuentes investigaciones clínicas. Son los roedores, los que se utilizan sincronizados, mediante un método de alternancia de 12 horas de luz (L), frente a 12 horas de oscuridad(D) (LD 12 h:12 h:). La cronotolerancia de un fármaco es determinada inicialmente en animales sanos. Por lo general, se administra una misma dosis de fármaco en diferentes tiempos circadianos, alrededor de 6 ciclos repetidos cada 4 horas^10-13.
La actividad citotóxica se ejerce en las células en fase proliferativa del ciclo celular. La proporción de células en fase de síntesis de DNA y mitosis varía significativamente a lo largo de las 24 horas, lo que podría indicar que la regulación del ciclo celular ocurre a través del sistema circadiano. Los mecanismos responsables para la regulación circadiana van a actuar sobre los factores de crecimiento, receptores de membrana celular y sistemas enzimáticos. Uno o varios de estos mecanismos pueden estar afectados en los tratamientos anticancerosos, dependiendo del tiempo de administración. Un ejemplo clásico es la inhibición de la enzima timidilato-sintetasa, esencial para la síntesis de DNA y mecanismo de acción fundamental del 5-Fluoruracilo (5FU), la cual incrementa su toxicidad en la fase de actividad (luz) de los roedores^{10, 11, 13}.
La relevancia clínica de estos experimentos está soportada por la documentación de los ritmos en tumores humanos. Así, por ejemplo, el índice mitótico de los carcinomas mamarios humanos muestra cambios circadianos, con un pico máximo cercano a las 15 horas del día. La síntesis de DNA en células tumorales presentan cambios diarios con un rango máximo entre las 12 y 16 horas. En los linfomas Hodgkin el pico máximo se alcanza a la media noche. Existen pocos datos clínicos, pero se ha visto que la proliferación de células malignas puede estar organizada en el tiempo y hay patrones circadianos en los cánceres de diferente origen^10-13.
Cáncer asociado a alteraciones del ritmo
Modificaciones del ritmo circadiano han sido también comunicadas en los tejidos sanos de animales portadores de tumores y de pacientes con cáncer de diferente origen. Se han objetivado alteraciones en el período, amplitud, mesor o acrofase cuando se estudiaba la síntesis de DNA del bazo, hígado, timo, duodeno y médula ósea en los ratones portadores de un carcinoma de pulmón de Lewis y en un tumor quimioinducido en la rata, como es el hepatoma. Otras alteraciones de la temperatura corporal, cortisol sérico y otros parámetros bioquímicos expresaron modificaciones en los mismos parámetros de carácter circadiano.
La relevancia clínica de los hallazgos experimentales se ha visto fundamentalmente en diversas variables de pacientes con enfermedad avanzada. En algunos casos individuales, se ha relacionado la supervivencia de los cánceres de mama avanzado con la concentración de cortisol en la saliva. Otros resultados en la misma dirección se han obtenido con supervivencias hasta cinco veces superiores a los dos años en pacientes con cáncer colorrectal metastásico, que tenían ritmos circadianos de actividad-descanso normales frente a los ritmos circadianos alterados^10-12.

Cronofarmacología de los agentes anticancerosos
1. Monoquimioterapia
1.1. Doxorrubicina (Adriamicina)
Diversos estudios experimentales en ratones portadores de leucemia P388, que habían sido tratados en seis diferentes ritmos circadianos, observaron que tenían una supervivencia significativa mayor cuando se administraban a las 3 horas de la exposición a la luz.
En adenocarcinomas de mama MA13/C de ratones C3H/HeN, en un estudio de similares características al anterior se observó que se produjeron 5 veces más regresiones completas a las 7 horas de la exposición a la luz que en ningún otro ritmo circadiano.
En sarcomas de ratas Donryu, Hori y cols. observaron una mayor efectividad de la adriamicina a las 16 horas de la exposición a la luz que a otras horas o ritmos^11,13.
1.2. Pirarrubicina
En ratones C57B16 a los que se había desarrollado un cáncer de pulmón Lewis, la eficacia máxima se obtuvo a las 15 horas del comienzo de la exposición a la luz.
1.3. Análogos del platino^11,13
Cisplatino
En plasmocitomas injertados en ratas y adenocarcinomas pancreáticos PO3 en ratones, se estudiaron en seis períodos distintos de ritmos, pero no se obtuvieron resultados concluyentes^{11, 13}.
Oxaliplatino
La cronoeficacia del oxaliplatino fue estudiada por D'Attino y colaboradores, en ratones B6d2f1 portadores de un osteosarcoma Glasgow. Los resultados fueron mejores a las 15 horas del inicio de la exposición a la luz que otros tratados a las 7 horas, tanto en la inhibición del crecimiento tumoral como en el tiempo medio de supervivencia^{11, 13}.
1.4. Agentes antimitóticos
Docetaxel
La cronoeficacia del docetaxel fue estudiada en dos modelos experimentales en ratones. Uno en adenocarcinomas pancreáticos y otro en adenocarcinomas mamarios. En estos modelos se demostró que la máxima eficacia se obtuvo entre las 7 y 11 horas del comienzo de la luz. En otro estudio en ratones injertados con células de leucemia P388, no hubo diferencia de carácter circadiano a dosis bajas, pero un discreto incremento de la misma fue letal para los animales sin haber correlación tiempo-dosis^{11, 13}.
Vinorrelbina
En leucemia P388 injertado en ratones B6D2F1, se administró de forma cronoterápica con dosis únicas en cuatro niveles ascendentes. En este estudio se observó un incremento de un 50% de tolerancia de dosis cuando se administró a las 19 horas del inicio de la exposición de la luz; además se obtuvo un incremento de la supervivencia del doble y un porcentaje de mejoría de la cura de cáncer frente a otros tiempos de tratamiento^{11, 13}.
2. Poliquimioterapia
2.1. Doxorrubicina-Docetaxel
En un estudio de Leucemia P388 en ratones B6D2F1, el tratamiento fue dado en tres períodos circadianos diferentes. En este estudio demostró que la supervivencia era incrementada cuando la secuencia de tratamiento era adriamicina y un minuto después docetaxel, administrados a las tres horas de la primera exposición a la luz.
2.2. Doxorrubicina-Mostaza
Fue estudiada por Fisher en ratas con adenocarcinoma mamario 13762. En ellas se vio que había un mayor número de respuestas completas, cuando se daban a las 10 horas de la exposición lumínica, que cuando se daban a las 18 horas.
2.3. Doxorrubicina-Ciclofosfamida
La doxorrubicina y ciclofosfamida fueron combinadas en el tratamiento de la leucemia L1210 en ratones CD2F1. Se administró tratamiento en ocho ciclos circadianos, separados tres horas cada uno. Los resultados que se obtuvieron oscilaron del 68% a las 13 horas del inicio de la exposición lumínica frente al 8% en la primera hora de inicio.
2.4. Doxorrubicina-Cisplatino
Estudios de cronoterapia han puesto en evidencia el alto índice terapéutico de esta combinación en los modelos experimentales de plasmocitomas en ratas. El máximo beneficio terapéutico y la mínima toxicidad se encontró cuando la doxorrubicina se administró al final de la exposición de la luz (10 horas de inicio) y el cisplatino en la mitad del período de oscuridad. Este esquema triplicó el porcentaje de respuestas frente a otros períodos circadianos^{11, 13}.
2.5. Oxaliplatino-Irinotecan
Es una nueva combinación de fármacos frente al cáncer colorrectal. Estudios cronoterápicos fueron realizados en osteosarcomas Glasgow. Este esquema demostró mayor efectividad en cuanto a respuestas y una menor toxicidad, cuando el irinotecán fue dado cerca de las 7 horas del inicio de la exposición de la luz y el oxaliplatino cerca de las 15 horas^{11, 13}.

Cronoterapia y radioterapia
Cronorradioterapia en modelos experimentales
Hay una gran cantidad de estudios experimentales en la cronobiología de la exposición a la radiación ionizante, mostrando variación circadiana en modelos de ratas y ratones, tras irradiación corporal total, en períodos sincronizados de 12 horas con luz frente a 12 horas de oscuridad. En estos estudios se observó una mayor toxicidad en la médula ósea, tracto gastrointestinal, piel, durante el período de actividad (luz) frente al período de descanso (oscuridad)¹⁴.
Estos modelos han mostrado una respuesta compleja a la radiación y puede variar en su expresión de tejido a tejido. Numerosos mecanismos están involucrados, muchos de los cuales muestran variaciones en uno o más de esos mecanismos y a menudo en diversas frecuencias/rangos, los cuales podrían modificar los efectos de la irradiación y tener interés para el diseño de estudios de la cronoterapia en oncología¹⁴.
Cronorradioterapia en neoplasias humanas
A pesar de los estudios experimentales, éstos no han tenido una posterior aplicación en la clínica. Un estudio clásico en la literatura es el de Deka A C et alt, en los que sincroniza la temperatura de la superficie tumoral de carcinomas de células escamosas de cavidad oral. La dosis de radiación osciló entre 5.500-6.000 cGy. Los pacientes se dividieron en cinco categorías en función del pico máximo de la temperatura. El grupo A con el pico máximo de temperatura, el grupo B previo al pico, el grupo C 4 horas después del pico y el grupo E 8 horas después. Los resultados fueron que el grupo A obtuvo un porcentaje de respuestas superior al de los otros grupos, aunque las reacciones mucosas fueron mayores también en el grupo tratado en el pico máximo de temperatura¹⁴.
Otro estudio de Bullen y cols, basado en observaciones sin grupos controles en cáncer de mama, objetivaron una mayor respuesta a la radioterapia cuando el tratamiento fue dado en el tiempo del pico máximo de captación del fósforo 32 (P32) por el tumor, el cual correspondía al tiempo de la elevación máxima diaria de la temperatura corporal¹⁴.
El análisis de estos estudios podría demostrar en el futuro si el pico circadiano en la temperatura corporal representa una activación del metabolismo tumoral, proliferación celular o ritmo vascular del huésped con incremento del flujo sanguíneo y secundariamente mayor respuesta del tumor. Esta distinción puede ser de importancia si hay sincronización, desplazamiento de fase, de ritmos o asociación de una terapia combinada con componentes vasoactivos y/o citoquinas^{11, 13, 14}.
Cronoterapia de la radioquimioterapia
El uso clínico de la quimiorradioterapia está en plena fase de desarrollo, dado que se han encontrado evidencias suficientes en determinadas neoplasias (esófago, cuello uterino, cabeza y cuello, pulmón, vejiga, recto, páncreas) de incrementos de la supervivencia global derivados de un mejor control locorregional y a distancia. Las bases clínicas de la radioquimioterapia están en la cooperación citotóxica entre la quimioterapia sistémica y la radioterapia cuando es dada conjuntamente. La investigación experimental y clínica ha establecido la superioridad de la irradiación fraccionada, la cual protege de los efectos tardíos, reoxigenación, redistribución, reparación de las células en la fase más sensitiva del ciclo celular. Cuando los agentes fase S específicos son administrados concurrentemente con irradiación fraccionada convencional, a una dosis de 1.8-2.0/Gy/día, el tratamiento se acelera. La toxicidad dosis-limitante con todos estos agentes es expresada de manera aguda en los compartimentos del cuerpo de rápida proliferación (por ejemplo, en el tracto gastro-intestinal, médula ósea, etc.). El patrón de dosis de la administración de quimiorradioterapia y especialmente el tiempo de radiosensibilización de la quimioterapia van a jugar un papel importante en el incremento de la tolerancia del huésped. Se ha visto en varios trabajos clínicos, como veremos a continuación¹⁵.
En un estudio clínico de la Universidad de Florida con radioquimioterapia en infusión cronomodulada de 5-FU administrados a 18 pacientes con cáncer colorrectal, los investigadores usaron una infusión continua sinusoidal diaria de 5FU administrada junto con radioterapia. El pico máximo de infusión del fármaco fue en la media noche. Las dosis de 5FU oscilaron de 250 hasta 325 mg/m²/día y las dosis preoperatorias de irradiación estuvieron en un promedio de 45 Gy para los localmente avanzados y 55 Gy para los pacientes no quirúrgicos. Todos los pacientes, sucesivamente recibieron un ciclo completo de radioterapia sin interrupción y fueron posteriormente resecados. Cuatro de los pacientes requirieron interrupción precoz de la quimioterapia debido a efectos secundarios; la dosis máxima tolerada de 5-FU fue de 275 mg/m²/ y en esta dosis ningún paciente presentó toxicidad grado III o mayor. Esto representa un 22% de incremento de dosis en comparación a la dosis de radioquimioterapia de 225 mg determinada en grandes ensayos randomizados. La radioquimioterapia cronomodulada de 5-FU también produjo una tasa de respuestas en un 28% de los pacientes, la cual es muy alta comparada con los controles históricos en la misma institución de un 11% y representa unas 5 ó 6 veces de incremento en las respuestas patológicas vistas en similares estadios T4 tratados con no-cronomodulación del 5-FU en radioquimioterapia infusional en otra institución. Los datos indican que la radiosensibilización cronorregulada del 5-FU es bien tolerada y tiene una alta tasa de actividad¹⁵.
Un estudio piloto del Joint Center for Radiaton Therapy usando un esquema ligeramente diferente obtuvo resultados similares. Radioquimioterapia con 5-FU en infusión fue dado a 11 pacientes de manera cronomodulada entre las 22 horas y las 4 horas de la madrugada. El 75% de la dosis se administró en este período, y el otro 25% fue dado en el resto de las 24 horas. La dosis de 5-FU fueron 240 mg/m²/día de la duración de la radioterapia. La toxicidad fue baja, con sólo un caso simple de toxicidad grado 3¹⁵.
La Universidad de Virginia, en un estudio de radioquimioterapia con 5-FU en infusión cronomodulada, de 23 pacientes con cáncer de páncreas, el 5-FU fue administrado en la fase de descanso siguiendo las observaciones comentadas anteriormente. Las dosis de 5 FU fueron similares a las de otros estudios no cronomodulados y la mayor parte del 5-FU se administró en un tiempo global de infusión de 8 horas. El resultado obtenido fue de una menor toxicidad que con infusión continua de 5-FU. No hubo toxicidad grado 4 en ningún paciente y la toxicidad grado 3 fue de un 4% comparada con el 11-19% con radioquimioterapia infusional de similares estudios. Esquemas cronomodulados con cisplatino, pueden obtener también una mejor tolerancia que los esquemas clásicos.
Tomándose como base estos estudios con quimioradiación cronomodulada, se diseñó un ensayo clínico fase II multicéntrico, para intentar demostrar estas propiedades. El primer ensayo clínico fase II de radioquimioterapia cronomodulada fue realizado por la EORTC. Este estudio se denominó EORTC 5991, que consistía en administrar con quimiorradiación en infusión cronomodulada de 5-FU, a pacientes portadores de carcinoma hepatobiliar. La administración de picos a las 22, 00 y 02 horas, parece ser más efectiva que la infusión continua¹⁵.

Cronobiología en tumores malignos específicos
Cronobiología en carcinoma colorrectal
Como se comentaba en apartados anteriores, en el cáncer colorrectal han ido apareciendo estudios con monoterapia o combinaciones de diferentes fármacos mediante diversos métodos^{11, 14, 15}.
Estudios fase I-II
Estudios con 5-Fluorouracilo(5-FU) con o sin Leucovorín (LV)
El 5-FU es la referencia del carcinoma colorrectal. La relación dosis-respuesta caracteriza la eficacia antitumoral del 5-FU contra este cáncer. En un estudio en 35 pacientes con carcinoma colorrectal metastásico, se fue incrementando la dosis de 5-FU en cada paciente con el objetivo de valorar la toxicidad. El resultado que se obtuvo fue menos de un 10% de toxicidad aguda grado 3 de la OMS. Las recomendaciones finales del estudio determinaron que la dosis podía ser escalada hasta los 1400 mg/m²/día, por cinco días en el 80% de los pacientes. Esto supone un incremento del 40-100% en dosis e intensidad de dosis en comparación con la infusión continua no-cronomodulada, la cual recomienda entre 800-1000 mg/m²/día por cinco días cada 3-4 semanas¹⁶.
M Thrall y cols., en otro estudio en 26 pacientes con cáncer loco- regionalmente avanzdo compararon la toxicidad del 5-FU en "bolus", frente a la infusión continua circadiana asociada a radioterapia. Los pacientes fueron sometidos posteriormente a extirpación quirúrgica. Los resultados demostraron que la administración circadiana en infusión continua frente a la administración en bolus, tenía un incremento del intervalo libre de enfermedad y de la supervivencia global además de una menor toxicidad aguda¹⁷.
Un estudio establecía la dosis media tolerancia (MTD) de la combinación de 5-FU-LV dado en cinco días en infusión cronomodulada cada tres semanas en 34 pacientes con cáncer metastásico colorrectal. La dosis recomendada fue 900 mg/m²/día de 5-FU combinada con 150 mg/m²/día de leucovorín los 5 días del protocolo de infusión. Los dos fármacos fueron administrados cerca de su MTD con infusiones cronomoduladas de 4 de 5 días, cada 2 de 3 semanas.
La eficacia antitumoral y la tolerabilidad de este esquema de 5-FU-LV, fue analizada en el Ensayo Europeo Fase II dirigido por la EORTC en un total de 100 pacientes con cáncer colorrectal metástasico. La dosis de LV se mantuvo constante en 150 mg/m², pero la dosis de 5-FU fue incrementada en ausencia de toxicidad grado 2 o mayor de 900 mg/m² en el primer ciclo, a 1.000 mg en el segundo y a 1.100 mg en el tercero. La toxicidad limitante fue un síndrome mano-pie grado 3. La mediana de intensidad de dosis 5-FU fue 1.800 mg/m²/día/semana y la tasa de respuestas objetivas fue del 41%. La mediana de supervivencia fue de 17 meses, con un 18.6% de los pacientes vivos a los tres años¹⁶.
Tegafur
El Tegafur es un nucleosido de 200 dalton de peso molecular, altamente lipofílico que es metabolizado en 5-FU, predominantemente en el hígado, con un 100% de biodisponibilidad y un máximo de nivel plasmático obtenido de una a tres horas después de la administración oral. Calvo et alt., realizaron un estudio comparativo entre 5-FU versus Tegafur en radioquimioterapia neadyuvante a cirugía. El grupo del Tegafur fue dado oralmente tres veces día, aproximadamente cada 8 horas. Los resultados obtenidos en los dos grupos evidenciaron un número de respuestas mayor en el grupo del Tegafur frente a dosis intermedia de 5-FU en infusión continua. En este estudio piloto, el Tegafur reprodujo las características de disminución de estadiaje descritas a dosis plenas de 5-FU combinadas con radioterapia pélvica de manera convencional¹⁸.
Nuevos fármacos
La nueva generación de fármacos como el Oxaliplatino, Irinotecán, combinaciones de 5-Fluorouracilo-Leucovorín y Oxaliplatino, o 5 FU-LV con Carboplatino han demostrado que cuando se administran cronomoduladas circadianamente presentan un perfil de respuesta y toxicidad estadísticamente significativamente alto^{15, 21}.
En el caso de la combinación de estos fármacos con la radioterapia externa, habrá que seguir analizando la combinación de los fármacos clásicos e iniciar estudios con los nuevos después de adquirir la experiencia necesaria con mono ó quimioterapia, para luego combinarla con irradiación.