Le concentrazioni di flupirtina calcolate per ciascun cavallo e per le due vie di somministrazione, sono state messe in relazione al tempo attraverso l’utilizzo di grafici in scala semi-logaritmica. L’andamento delle curve di concentrazione-tempo è stato analizzato attraverso il programma Winnonlin ver 5.3.1 (Certara USA, Inc.)
53 per la determinazione di un modello di riferimento e di parametri farmacocinetici esplicativi dei grafici ottenuti.
Per tutte e due le vie di somministrazione, la cinetica della flupirtinaè stata descritta adeguatamente attraverso un modello di tipo bi-compartimentale.
Per la somministrazione EV è stato utilizzato un modello bi-compartimentale con un
input a bolo e output di primo ordine, con micro costanti come parametri primari. Per
la somministrazione PO, invece, è stato utilizzato un modello con input ed output di primo ordine, nessun tempo di ritardo, con micro costanti come parametri primari. Entrambe le somministrazioni di flupirtinasono state caratterizzate da concentrazioni elevate, rilevabili nel plasma fino a 36 h dopo la somministrazione. A 48 h le concentrazioni di farmaco sono scese al di sotto del LOQ del metodo.
Dopo somministrazione orale, le concentrazioni plasmatiche di flupirtina sono risultate maggiormente variabili se paragonate a quelle ottenute dopo somministrazione EV, ma comunque rilevabili nello stesso intervallo di tempo. Le curve di concentrazione plasmatica media rispetto al tempo dopo entrambe le somministrazioni sono riportate in figura 5.
Figura 5. Curva media concentrazione vs tempo in scala semi-logaritmica calcolate per le due vie di
54 La CmaxPO (1639 ng/mL) è stata raggiunta ad un Tmax di 2,16 h. La biodisponibilità
orale (F%) è risultata del 71,4 ± 33,1%. L'emivita di eliminazione (Beta_HL) è stata 3 volte superiore nella somministrazione PO rispetto al gruppo EV. I valori medi di clearance (CL) e volume di distribuzione (VD) sono risultati significativamente diversi tra i gruppi, anche quando normalizzati per dose e F%. I parametri farmacocinetici medi completi relativi alle due vie di somministrazione sono riportati nella tabella 2. Parameters Units EV PO Mean SD Mean SD AUC h*ng/mL 4003 ± 1193 13211 ± 4914 K01_HL h / ± / 1.38 ± 0.62 K10_HL h 0.84 ± 0.44 2.26 ± 0.26 Alpha 1/h 8.19 ± 6.44 0.60 ± 0.31 Beta 1/h 0.27 ± 0.12 0.07 ± 0.03 Alpha_HL h 0.12 ± 0.06 1.41 ± 0.65 Beta_HL h 3.02 ± 1.30 10.27 ± 3.27 Cmax ng/mL 3706 ± 1119 1639 ± 643 Tmax h / ± / 2.16 ± 0.85 CLa mL/h/kg 269.7 ± 83.58 411 ± 107.9 V2 mL/kg 656.8 ± 121.9 / ± / V1 mL/kg 289.3 ± 80.87 / ± / K01 1/h / ± / 0.61 ± 0.30 K10 1/h 1.06 ± 0.66 0.31 ± 0.04 K12 1/h 5.26 ± 4.68 0.21 ± 0.24 K21 1/h 2.13 ± 1.40 0.15 ± 0.10 F% % ± 71.4 ± 33.1
Tabella 2. Principali parametri farmacocinetici della flupirtina dopo somministrazione EV (1 mg/kg)
e PO (5 mg/kg) in cavalle sane (n=6).
Legenda:
AUC: area sotto la curva concentrazione-tempo; K01-HL: emivita della fase di assorbimento; K10-HL: emivita della fase di eliminazione;
Alpha: costante di associazione della velocità di distribuzione; Beta: costante di associazione della velocità di eliminazione; Alpha-HL: emivita di distribuzione;
Beta-HL: emivita di eliminazione; Cmax: picco di concentrazione plasmatica;
Tmax: tempo al picco;
CL: clearance;
V2: volume del compartimento 2; V1: volume del compartimento 1; K01: velocità di assorbimento;
K10: velocità di eliminazione dal compartimento 1; K12: velicità di spostamento dal compartimento 1 al 2; K21: velocità di spostamento dal compartimento 2 al 1; F%: biodisponibilità.
55 Dopo la simulazione farmacocinetica della somministrazione PO di un dosaggio multiplo giornaliero di flupirtina, è emerso che se il farmaco fosse stato somministrato una volta ogni 24 h, lo stato stazionario sarebbe stato raggiunto dopo la seconda somministrazione.
La dose orale che dovrebbe essere teoricamente somministrata ai cavalli per ottenere valori di Cmax e AUC similari a quelli riportati in letteratura dopo somministrazione
di dosi cliniche di flupirtinanell'uomo è di 2,6 mg/kg (figura 6).
Quando è stata calcolata la concentrazione plasmatica teorica efficace del farmaco (EC) sulla base dei parametri di ED, clearance e biodisponibilità, (attraverso l’equazione EC = (ED x biodisponibilità)/clearance), è stato dimostrato che l'effetto analgesico teorico dovrebbe essere raggiumto ad una concentrazione plasmatica di flupirtina>187 ng/mL. Il profilo farmacocinetico medio indicava che questo valore è stato superato per più di 9 h e 15 h dopo somministrazione rispettivamente di 2,6 e 5 mg/kg di flupirtina(figura 6).
Figura 6. Curve concentrazione-tempo a seguito di dosaggio multiplo PO simulato a 5 mg/kg/die
(linea punteggiata) e a 2,6 mg/kg/die (linea continua). La linea tratteggiata rappresenta la concentrazione teorica efficace (EC).
56
6. DISCUSSIONE
La flupirtina è un analgesico centrale, non oppioide, disponibile in molti paesi europei per il trattamento di una varietà di stati di dolore nell’uomo (Devulder,
2010). I benefici terapeutici osservati con la flupirtinasono relativi alle sue proprietà farmacologiche uniche che determinano sia un’azione analigesica, che miorilassante, che neuroprotettiva ed antiapoptotica (Harish et al., 2012).
Il dolore cronico porta alla degenerazione del nervo, quindi un analgesico con azione neuroprotettiva come la flupirtina costituirebbe un vantaggio per il trattamento. La flupirtina ha mostrato anche potenti proprietà antiossidanti nei mitocondri delle cellule cerebrali (Gassen et al., 1998) e questo può essere potenzialmente sfruttato in specie animali che hanno costituzionalmente bassi livelli di glutatione, come gatti e furetti. L'esaurimento di glutatione, infatti, è associato a un mancato mantenimento dei livelli di ossigeno reattivo (ROS) che inevitabilmente porta alla morte cellulare, ma la somministrazione di flupirtinamantiene alti i livelli di glutatione (Wood et al.,
1998).
Recentemente è stato esplorato il suo potenziale per uso in medicina veterinaria come possibile farmaco off-label da utilizzare nella pratica clinica (Giorgi e Owen,
2012).
Studi preclinici presenti in letteratura sul dolore indotto da elettrostimolazione nei topi (Nickel, 1987) hanno dimostrato che la potenza della flupirtinaè comparabile a quella della pentazocina ed addirittura superiore a quella del paracetamolo. Inoltre la somministrazione di flupirtina ha prolungato notevolmente la latenza nel tail-flick test nei ratti (Szelenyi et al., 1989) ed ha prodotto un profilo di efficacia superiore a quello del tramadolo per il dolore associato al cancro (Luben et al., 1994; Kolosov et
al., 2012).
L’associazione di flupirtinaha prodotto un significativo aumento dell’analgesia della morfina e del tramadolo quando i farmaci sono somministrati in combinazione in diversi modelli di dolore nel ratto (Goodchild et al., 2008; Capuano et al., 2011; Lee
et al., 2015). Se l'effetto risparmio venisse dimostrato anche nei cavalli, questo
principio attivo potrebbe svolgere un ruolo importante nella terapia analgesica multimodale per ridurre la dose di oppioidi.
57 La flupirtina potrebbe anche essere una alternativa interessante per pazienti con ipersensibilità nota ai FANS (Sanchez e Robertson, 2014; Papich, 2008), inoltre non presenta gli effetti indesiderati gastrointestinali caratteristici dei FANS tradizionali o effetti collaterali cardio-cerebrovascolari e renali indotti da terapie croniche con COXIBs (Treudler et al., 2011).
La scala allometrica è un approccio per la selezione dei dosaggi che può essere utilizzato in assenza di dati farmacocinetici specie-specifici o di esperienze precedenti sull'utilizzo del farmaco nella specie bersaglio (Hunter, 2010).
Nel presente studio è stato preferito un approccio basato su dati estrapolati dall'uomo piuttosto che un calcolo allometrico della dose. Entrambi gli approcci condividono l'ipotesi che le differenze di specie nella farmacodinamica siano clinicamente trascurabili. La dose orale somministrata nel presente studio (5 mg/kg) era circa 3 volte superiore alla dose minima riportata nella pratica clinica umana (100 mg/soggetto/die), ma tuttavia ancora nel range clinico raccomandato nell’uomo (100-400 g/soggetto/die) (Devulder, 2010).
La base per la selezione della dose di 5 mg/kg è stata basata su precedenti studi preclinici nei cani e nei gatti. L'ED50 (dose efficace 50: quantità di farmaco necessaria per ottenere risultati terapeutici sul 50% dei soggetti) della flupirtinadopo somministrazione orale nel test di stimolazione elettrica della polpa dentale in cani e gatti calcolata in studi precedenti è risultata rispettivamente 3,5 mg/kg (Nickel, 1987) e 3 mg/kg (Gordon et al., 1987).
Gli studi farmacocinetici recenti effettuati con questo regime di dosaggio non mostravano effetti negativi dopo somministrazione PO (De Vito et al., 2014a e b). Tuttavia la somministrazione di 5 mg/kg EV di flupirtina aveva prodotto effetti negativi quali tremori, vomito e agitazione nei cani (De Vito et al., 2014b). Per questi motivi la dose EV nel presente studio è stata ridotta a 1 mg/kg, per ridurre al minimo gli effetti negativi potenziali.
Anche se la dose è stata ridotta, alcuni effetti negativi lievi e transitori sono stati visibili in due soggetti, a differenza di quanto osservato negli asini (Giorgi et al.,
2015a), nei quali non è stato riscontrato alcun effetto collaterale, nonostante le
concentrazioni plasmatiche siano risultate più alte rispetto a quelle osservate nei cavalli. Se la dose EV fosse aumentata, si potrebbero verificare effetti collaterali più
58 gravi. Questo è in linea con l'inaspettata sensibilità dei cavalli a determinati farmaci quando vengono iniettati per via EV (Jones, 1972). Tuttavia, non è chiaro se gli effetti negativi siano dovuti agli eccipienti o al composto attivo stesso.
Poiché diversi effetti avversi sono stati riportati negli esseri umani dopo la somministrazione a lungo termine di flupirtina (Devulder, 2010), ulteriori studi che
prevedano la somministrazione del farmaco per un periodo di tempo più lungo sono necessari per chiarire la sicurezza di questo principio attivo nel cavallo.
La flupirtinaè un composto solubile in acqua sotto forma di sale maleato (pKa 5.3) che viene rapidamente assorbito dal tratto gastrointestinale umano (Klawe e
Maschke, 2009). Il di Tmax calcolato nel nostro studio (2,16 h) è risultato intermedio
tra i valori ritrovati in precedenti studi nel cane (1,42 h) e nell’uomo (range 1,6-1,8 h) e quello riportato nei gatti (2,78 h) (Abrams et al., 1988; De Vito et al., 2014a e
b). La causa di questa differenza può essere ricercata in un diverso assorbimento
dovuto alla dissoluzione variabile del farmaco nello stomaco o altri fattori specifici della specie. Nell’asino, invece, (Giorgi et al., 2015a) il valore intermedio di Tmax ha
mostrato significative differenze (0,33 h) rispetto a quanto osservato nell’uomo e nelle altre specie animali (cane, gatto e cavallo), evidenziando una maggiore velocità di assorbimento del farmaco.
Il valore di Cmax è risultato similare a quello riscontrato nel gatto (De Vito et al.,
2014a) e riscontrato nell’uomo (Abrams et al, 1988), se normalizzati per la propria
dose e biodisponibilità, ma il valore medio riscontrato nei cavalli risulta inferiore rispetto a quello riportato nei cani (De Vito et al., 2014b).
Valori medi di CL e V2 (volume di distribuzione nel compartimento 2 che rappresenta gli organi molto perfusi dai vasi sanguigni come cuore, fegato, reni etc.) dopo somministrazione PO sono risultati significativamente differenti se comparati con i valori ottenuti a seguito di somministrazione EV, anche se normalizzati per la propria dose e biodisponibilità. Queste differenze potrebbero essere dovute alle differenti formulazioni farmaceutiche EV e PO (D-gluconato vs maleato) o a saturazione degli enzimi metabolizzanti.
Una grande differenza è stata dimostrata nella biodisponibilità orale biodisponibilità tra gli umani (90%) (Abrams et al, 1988) e gli animali (circa 40% in gatti e cani) (De
59 riportata per i gatti e cani (circa 20%). Questa differenza potrebbe essere dovuta sia alla maggiore clearance che al rapido metabolismo dei farmaci. Nel nostro studio la biodisponibilità orale della flupirtina nel cavallo è risultata del 71%. Questa grossa differenza tra le specie equine è in linea con gli studi precedenti che riportano una biodisponibilità PO dei farmaci significativamente ridotta negli asini rispetto ai cavalli (Lizarraga et al., 2004; Kim et al., 2014; 2015; Giorgi et al., 2013; 2015b). Le ampie differenze di biodisponibilità dimostrate da studi precedenti tra gli esseri umani e gli animali ed anche tra gli animali stessi (carnivori vs erbivori), hanno indicato che i valori di biodisponibilità derivanti da una specie animale non possono essere sempre estrapolati per gli esseri umani o altre specie animali (Chiou et al.,
2000; Kim et al., 2014; 2015).
Dopo la somministrazione PO di flupirtina, i cavalli hanno mostrato valori di emivita plasmatica di 10,7 h, intermedi tra quelli riportati nei gatti (13,6 h) e nei cani (7,1 h)
(De Vito et al., 2014a e b). Questo è coerente con il valore di clearance di flupirtina
nei cavalli (411 mL/h/kg) che è inferiore a quello riportato nei cani (604 mL/h/kg) e maggiore di quello riportato nei gatti (195 mL/h/kg) (De Vito et al., 2014a e b). Rispetto all’asino, invece, in quest’ultimo l’emivita plasmatica risulta più bassa e la clearance sensibilmente più alta.
Una spiegazione probabile per la differenza nei valori di emivita potrebbe essere che nei gatti, la flupirtina è bio-trasformata nell'analogo N-acetilato D13223, come avviene negli esseri umani (Methling et al., 2009); mentre questa trasformazione potrebbe essere più lenta o verificarsi in misura minore nei cavalli. I cavalli, infatti, sono noti come acetilatori poveri (Toutain et al., 2010).
Sebbene la flupirtina sia stata utilizzata nel trattamento degli stati acuti e cronici di dolore negli esseri umani per 25 anni, non è stata ancora riportata alcuna concentrazione efficace per il sollievo dal dolore. Tuttavia, va considerato che nei cavalli (nonostante la biodisponibilità orale sia inferiore rispetto agli uomini) una dose di 5 mg/kg di flupirtina PO ha prodotto concentrazioni plasmatiche maggiori rispetto alle concentrazioni plasmatiche prodotte dalla dose clinica PO (100 mg/soggetto/die) riportate negli esseri umani (Hlavica e Niebch, 1985).
Il modello di simulazione farmacocinetica sviluppato in questo studio, ha individuato un valore di 2,6 mg/kg/die come dose che produce nei cavalli valori di Cmax e AUC
60 (parametri critici per la valutazione della bioequivalenza) simili a quelli considerati efficaci negli esseri umani. Questo dosaggio è in linea con gli studi presenti in letteratura riguardanti cane e gatto (Nickel, 1987; Gordon et al., 1987).
Ulteriore conferma di questo calcolo può essere ottenuta usando la concentrazione di flupirtinaad una condizione di stato stazionario per la dose clinica giornaliera negli esseri umani. Secondo Abrams et al. (1988) un valore di AUC pari a 6070 μg h / L si ottiene con una dose di 100 mg nei volontari con un peso corporeo medio di 63 kg (equivalente a 1,58 mg/kg). La corrispondente concentrazione plasmatica media in condizione di stato stazionario è 6070 / 24 h = 253 ng/ml. Per raggiungere la stessa concentrazione plasmatica media nel cavallo, questo valore viene moltiplicato per tener conto del valore di clearance plasmatica nel cavallo (253 ng/ml × 411 ml/kg/h × 24 h = 2,5 mg/kg). Questa dose (la dose analgesica equivalente alla dose clinica umana) è in linea con i valori di ED50 calcolati sperimentalmente in precedenza in gatti e cani (Gordon et al., 1987; Nickel, 1987).
La concentrazione plasmatica efficace del farmaco (EC) nella simulazione viene superata per più di 9 h e 15 h, rispettivamente dopo la somministrazione di 2,6 e 5 mg/kg di flupirtina PO, suggerendo un effetto terapeutico di lunga durata del farmaco. Nell’asino, invece, non è stato possibile ottenere concentrazoni in eccesso per un periodo prolungato, in quanto le concentrazioni plasmatiche sono risultate inferiori al valore di EC calcolato dopo appena 1,5 h. Va sottolineato che sia la dose che la EC nel cavallo sono ancora teorici e non confermati e sono necessari altri studi PK/PD.
61
7. CONCLUSIONI
Questo è il primo studio sulla flupirtina nei cavalli.
La flupirtina ha mostrato un buon profilo di sicurezza e tollerabilità dopo singola somministrazione PO, mentre la somministrazione endovenosa non è consigliabile nei cavalli perché è probabile che produca effetti negativi.
I profili farmacocinetici della flupirtinanel cavallo sono risultati un diversi rispetto a quelli riscontrati in esseri umani, gatti, cani e asini.
Sebbene la biodisponibilità orale di flupirtina nel cavallo sia inferiore a quella nell'uomo, una somministrazione di 5 mg/kg PO ha prodotto concentrazioni plasmatiche superiori a quelle riportate negli esseri umani dopo il dosaggio clinico. È stata calcolata una dose orale di 2,6 mg/kg nei cavalli per ottenere valori Cmax e
AUC simili a quelli successivi alla somministrazione di dosi cliniche negli esseri umani. Questo dosaggio è tuttavia teorico e deve essere supportato con solidi dati sperimentali.
I dati generati in questa ricerca potrebbero aprire la strada ad ulteriori studi su questo principio attivo nella medicina equina, al fine di valutare se questo farmaco può essere adatto all’utilizzo nel cavallo.
62
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