Aprotinina

El fármaco aprotinina (AP, Trasylol, anteriormente Bayer y ahora Nordic Group Pharmaceuticals), es un inhibidor de la tripsina pancreática bovina de pequeña proteína ( 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 por inyección para reducir el sangrado durante cirugías complejas , como cirugías cardíacas y hepáticas. 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 de sangre importante. El fármaco se retiró temporalmente del mercado mundial 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. La venta de trasylol se suspendió en mayo de 2008, excepto para uso en investigación muy restringido. En febrero de 2012, el comité científico de la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) revirtió su postura anterior con respecto a la aprotinina y recomendó que se levantara la suspensión. ^{[ 2 ]} Nordic se convirtió en distribuidor de aprotinina en 2012. ^{[ 3 ]}

La aprotinina es un polipéptido globular monomérico (de cadena simple) 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 estable y compacta del tipo "pequeño rico en SS", que contiene 3 enlaces disulfuro, una horquilla β retorcida y una hélice α C-terminal . ^{[ 6 ]}

La secuencia de aminoácidos de la BPTI bovina es RPDFC LEPPY TGPCK ARIIR YFYNA KAGLC QTFVY GGCRA KRNNF KSAED CMRTC GGA. ^{[ 7 ]} Hay 10 cadenas laterales de lisina (K) y arginina (R) con carga positiva y solo 4 aspartato (D) y glutamatos (E) con carga negativa, lo que hace que la proteína sea fuertemente básica , de ahí el término " básica" en su nombre. (Debido al organismo fuente habitual, a la BPTI a veces se la 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 fuertemente al 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 mencionada anteriormente.

BPTI es el miembro clásico de la familia de proteínas inhibidoras de serina proteasas de tipo Kunitz . Sus funciones fisiológicas incluyen la inhibición protectora de la tripsina, la principal enzima digestiva, cuando se produce en pequeñas cantidades, mediante la escisión del precursor del tripsinógeno durante su almacenamiento en el páncreas.

La aprotinina es un inhibidor competitivo de varias serina proteasas , específicamente de la tripsina , la quimotripsina y la plasmina a una concentración de aproximadamente 125 000 UI/ml, y de la calicreína a 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 la fibrinólisis de forma independiente. ^{[ 4 ]}

En cirugía cardíaca con alto riesgo de hemorragia significativa, 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 trasplante hepático , los informes iniciales de beneficio se vieron ensombrecidos por preocupaciones sobre la toxicidad. ^{[ 9 ]}

En un metaanálisis realizado en 2004, los requerimientos de transfusión disminuyeron un 39 % en la cirugía de revascularización coronaria (CABG). ^{[ 10 ]} En cirugía ortopédica, también se confirmó una disminución de las transfusiones de sangre. ^{[ 11 ]}

Se han planteado dudas sobre la seguridad de la aprotinina. ^{[ 5 ]} La anafilaxia (una reacción alérgica grave) se produce en una proporción de 1:200 en el primer uso, pero la serología (medición de anticuerpos contra la aprotinina en sangre) no se realiza en la práctica para predecir el riesgo de anafilaxia debido a la dificultad de interpretar correctamente estas pruebas. ^{[ 5 ]}

La trombosis , presumiblemente por una inhibición excesiva del sistema fibrinolítico, puede ocurrir con mayor frecuencia, 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 había evidencia de que esto influyera significativamente en los resultados. ^{[ 5 ]} Un estudio realizado en pacientes de cirugía cardíaca, publicado en 2006, mostró que sí existía un riesgo de insuficiencia renal aguda , infarto de miocardio e insuficiencia cardíaca , así como accidente cerebrovascular y encefalopatía . ^{[ 12 ]} Los autores del estudio recomiendan antifibrinolíticos más antiguos (como el ácido tranexámico ) en los que no se documentaron estos riesgos. ^{[ 12 ]} El mismo grupo actualizó sus datos en 2007 y demostró hallazgos similares. ^{[ 13 ]}

En septiembre de 2006, la FDA criticó a Bayer AG por no revelar durante su comparecencia la existencia de un estudio retrospectivo encargado con 67 000 pacientes, 30 000 de los cuales recibieron aprotinina y el resto otros antifibrinolíticos. El estudio concluyó que la aprotinina conllevaba mayores riesgos. Uno de los investigadores involucrados alertó a la FDA sobre el estudio. Si bien la FDA emitió una declaración de preocupación, no modificó su recomendación de que el fármaco podría beneficiar a ciertas subpoblaciones de pacientes. ^{[ 14 ]} En una Actualización de Asesoramiento de Salud Pública con fecha 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 sea necesario para el manejo médico y supere los riesgos potenciales" y que monitoreen cuidadosamente a los pacientes. ^{[ 15 ]}

El 25 de octubre de 2007, la FDA emitió una declaración sobre el ensayo aleatorizado "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 fabricante, Bayer, informó a la FDA que estudios de observación adicionales mostraron que puede aumentar la probabilidad de muerte, daño renal grave, insuficiencia cardíaca congestiva y accidentes cerebrovasculares. La FDA advirtió a los médicos que consideraran limitar su uso a aquellas situaciones en las que el beneficio clínico de la reducción de la pérdida de sangre sea esencial para el manejo médico y supere los riesgos potenciales. ^{[ 17 ]} El 5 de noviembre de 2007, Bayer anunció que retiraba la aprotinina debido a un estudio canadiense que demostró que aumentaba el riesgo de muerte cuando se usaba para prevenir el sangrado durante la cirugía cardíaca. ^{[ 18 ]}

Dos estudios publicados a principios de 2008, que comparaban la aprotinina con el ácido aminocaproico , hallaron un aumento de la mortalidad del 32 % ^{[ 19 ]} y del 64 % ^{[ 20 ] , respectivamente. Un estudio halló un mayor riesgo de necesitar diálisis y revascularización [ 20 ]} .

No se han notificado casos de transmisión de encefalopatía espongiforme bovina por aprotinina, aunque el fármaco fue retirado en Italia debido a los temores de que esto ocurriera. ^{[ 5 ]}

Se pueden añadir pequeñas cantidades de aprotinina a los tubos de sangre extraída para permitir la medición en laboratorio de ciertas proteínas que se degradan rápidamente, como el glucagón .

En biología celular, la aprotinina se utiliza como inhibidor enzimático para prevenir la degradación de proteínas durante la lisis o la homogeneización de células y tejidos.

La aprotinina puede marcarse 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 la tripsina del páncreas bovino en 1936. ^{[ 24 ]} Se purificó del pulmón bovino en 1964. ^{[ 25 ]} Debido a que inhibe las enzimas pancreáticas, se utilizó inicialmente en el tratamiento de la pancreatitis aguda , en la que se cree que la destrucción de la glándula por sus propias enzimas forma parte de la patogenia. ^{[ 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 tipo sustrato descifrado en el contexto del complejo de tripsina bovina en 1974. ^{[ 29 ]} Posteriormente también se hizo famosa por ser la primera proteína cuya estructura se determinó mediante espectroscopia de RMN , en el laboratorio de Kurt Wuthrich en la ETH de Zúrich a principios de la década de 1980. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

Debido a que es una proteína pequeña y estable cuya estructura se había determinado a alta resolución en 1975, ^{[ 32 ]} fue la primera macromolécula de interés científico en ser simulada mediante computación de dinámica molecular , en 1977 por J. Andrew McCammon y Bruce Gelin, en el grupo de Karplus en Harvard. ^{[ 33 ]} Ese estudio confirmó el hecho entonces sorprendente encontrado en el trabajo de RMN ^{[ 34 ]} de que incluso las cadenas laterales aromáticas bien empaquetadas en el interior de una proteína estable pueden voltearse con bastante rapidez (escala de tiempo de microsegundos a milisegundos). Las constantes de velocidad se determinaron por RMN para el intercambio de hidrógeno de 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 unidos por 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 visto 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 6 cadenas laterales de Cys era especialmente difícil para las dos SS enterradas y muy próximas entre sí cerca de los extremos de la cadena BPTI, lo que requería un intermedio no nativo para plegar la secuencia madura in vitro (más tarde se descubrió que la secuencia precursora se pliega más fácilmente in vivo ). BPTI fue la imagen de portada de un volumen del compendio de plegamiento de proteínas de 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 ]}

• Base de datos en línea MEROPS para peptidasas y sus inhibidores: I02.001