Determinación de la función hepática por medio de la medición cuantitativa de la metabolización de sustratos.

Procedimiento para facilitar datos de partida para la determinación de la función hepática de un ser vivo,

enparticular de un ser humano, que comprende

- la determinación del contenido de 13CO2 como producto de metabolización de un sustrato marcado con 13C enel aire espirado de un ser vivo durante un intervalo de tiempo determinado, por medio al menos de un aparatomedidor con al menos una unidad de evaluación, habiéndose administrado el sustrato previamente al ser vivo yhabiéndolo transformado el hígado con liberación del 13CO2,

caracterizado por que

el aumento inicial medido del contenido del 13CO2 en el aire espirado se describe con una ecuación diferencial deprimer orden y a partir de la solución de la ecuación diferencial de primer orden se determinan el valor Amáx para laconcentración máxima del 13CO2 y la constante de tiempo tau del aumento del contenido del 13CO2, usándose comosolución de la ecuación diferencial de primer orden la ecuación**Fórmula**

en la que y(t) representa la dinámica de metabolización del al menos un sustrato, Amáx representa la amplitudmáxima de la función ajustada o la concentración máxima del 13CO2, A0 representa la concentración inicial del 13CO2,tau representa la constante de tiempo, t0 representa el inicio de la metabolización y t representa el tiempo demedición.

Determinación de la función hepática por medio de la medición cuantitativa de la metabolización de sustratos La invención se refiere a un procedimiento para facilitar datos de partida para la determinación de la función hepática de un ser vivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

El hígado constituye un órgano vital para el funcionamiento de un ser vivo, en particular de seres humanos, dado que en el hígado se degradan enzimáticamente muchas sustancias, tales como por ejemplo medicamentos. La degradación de sustancias se cataliza a este respecto predominantemente mediante la familia de los citocromos, en particular en forma de las P450-oxigenasas. A este respecto se sabe desde hace mucho tiempo que distintos citocromos metabolizan diversas sustancias. Se sabe también que mediante la medición de la concentración de las sustancias metabolizadas puede evaluarse la función del hígado.

Así se describe en un artículo de Matsumoto et al. (Digestive Diseases Science, 1987, vol. 32, páginas 344-348) la administración oral de 13C-metacetina en pacientes sanos y con daño hepático, convirtiéndose la 13C-metacetina en el hígado con la liberación de 13CO2. La determinación del contenido en 13CO2 en el aire espirado posibilita con ello, a este respecto, una información sobre el grado de daño del hígado.

Braden et al. (Aliment Pharmacol. Ther., 2005, vol. 21, páginas 179 - 185) describe la medición de la proporción de 13CO2/12CO2 en el aire espirado de individuos, a los que igualmente se les administró previamente 13C-metacetina por vía oral. A este respecto se mide de manera continua preferentemente durante un espacio de tiempo de 60 min, para determinar la actividad enzimática máxima.

Este enfoque no es suficiente, sin embargo, para su uso en la práctica clínica, dado que en particular debido a la administración oral de la 13C-metacetina puede deducirse únicamente una información sobre si el hígado funciona o eventualmente si aún funciona hasta cierto punto bien. Sin embargo de esto no puede deducirse ninguna estrategia de tratamiento directa para el médico.

Además, los procedimientos usados hasta ahora en el diagnóstico del hígado no son individualmente específicos, sino que posibilita únicamente información estadística sobre conjuntos de pacientes. Esto significa que por medio de las mediciones mencionadas puede reunirse información de si con un determinado resultado de medición es elevada o no la probabilidad de un diagnóstico negativo. Por la medición individual tampoco puede deducirse directamente la función hepática.

Por tanto es deseable desarrollar ensayos sencillos que posibiliten información pronosticadora con respecto a las reservas funcionales del tejido de células hepáticas. Los parámetros de laboratorio convencionales no son lo suficientemente sensibles para evaluar de manera fiable los procesos biológicos complejos en el hígado así como sus modificaciones en caso de enfermedad.

En el documento WO 2007/000145 A2 se describe un procedimiento de análisis que permite una determinación cuantitativa de la función hepática. El procedimiento se basa en una formación rápida de sustrato del sustrato que va a metabolizarse en el hígado y la determinación de la velocidad de conversión máxima del sustrato, que posibilita información sobre la capacidad funcional del hígado de un paciente.

Un procedimiento que permite una información individual sobre la función de metabolización cuantitativa de un órgano individual, en particular del hígado, puede presentar en distintas configuraciones las siguientes propiedades:

1.) la dinámica de la metabolización de un sustrato en el hígado del paciente se analiza en tiempo real y con alta resolución. A este respecto puede preverse que el inicio de la metabolización se realice rápidamente en comparación con el aumento de la metabolización, es decir es deseable cuando el 70 % de la iniciación de la metabolización discurre al menos al doble de la velocidad.

2.) La metabolización se mide directamente, es decir, que o bien un producto de metabolización es accesible 55 directamente de una medición o bien puede medirse directamente otra magnitud que se encuentra en una proporcionalidad fija con respecto al producto de metabolización. Esto significa por ejemplo en ensayos de gas de respiración que se mide preferentemente cada respiración, sin embargo al menos dos respiraciones por minuto. Por tanto se prescinde de un almacenamiento temporal de la muestra de gas de respiración y una extracción parcial del gas de respiración con respecto a los posibles fallos de procedimiento que se producen.

3.) La magnitud medida no se modifica en más del 20 % mediante factores fisiológicos, es decir cuanto más baja sea la influencia de los factores fisiológicos, tales como por ejemplo la distribución del sustrato en el organismo a través de la sangre, más exacta es la determinación cuantitativa del producto de metabolización.

4.) El proceso de metabolización del sustrato administrado es unívoco y transcurre exclusivamente o en más del 90 % en las células hepáticas y en ninguna otra parte del organismo.

5.) El proceso de metabolización no varía en su eficacia de reacción entre seres humanos, dado que esto sería contrario a una determinación cuantitativa individual. Por consiguiente se excluyen procesos de metabolización que presentan una variación genética fuerte. Dado el caso, debería conocerse en una variación genética del proceso de metabolización al menos la intensidad de la variación de un proceso de metabolización genéticamente no modificado.

6.) Lo más favorable es cuando se realiza el proceso de metabolización mediante enzimas hepáticas o coenzimas hepáticas que se producen de manera uniforme en todas las células hepáticas del hígado. Si se produce una acumulación de enzimas hepáticas o coenzimas hepáticas en zonas específicas del hígado, puede alcanzarse como máximo una información ponderada para estas zonas sobre la función hepática. Tampoco deben cargarse fuertemente las enzimas hepáticas o coenzimas hepáticas mediante otras reacciones de metabolización de modo que esto conduzca a una modificación del proceso de metabolización en un orden de magnitud de más del 30 % y con ello una modificación de más del 30 % de la dinámica de metabolización.

Con los procedimientos conocidos hasta ahora no es posible realizar los puntos mencionados.

La presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento que permita una información individual sobre la función de metabolización cuantitativa del hígado.

Este objetivo se consigue mediante el presente procedimiento para facilitar datos de partida para la determinación de la función hepática de un ser vivo, en particular de la función hepática de un ser humano, de acuerdo con la reivindicación 1.

A este respecto, el procedimiento de acuerdo con la invención comprende la etapa de la determinación del contenido del 13CO2 formado como producto de metabolización de un sustrato marcado con 13C en el aire espirado durante un intervalo de tiempo determinado por medio de un aparato medidor con al menos una unidad de evaluación, en el que el sustrato se administró previamente al ser vivo y lo transforma el hígado con liberación del 13CO2. La cantidad del 13CO2 formado en el aire espirado es, a este respecto, preferentemente proporcional a la cantidad del al menos un sustrato administrado. El procedimiento de acuerdo con la invención está caracterizado por que basándose en los puntos de medición determinados se describe el aumento inicial medido del contenido del 13CO2 en el aire espirado con una ecuación diferencial de primer orden. A partir de la solución de esta ecuación diferencial de primer orden se determinan sucesivamente un valor máximo Amáx (también denominado DOBmáx, representado DOB “delta over baseline”) así como una constante de tiempo tau del aumento del contenido en 13CO2.

El valor máximo Amáx o DOBmáx corresponde a este respecto al máximo de la dinámica de metabolización y la constante de tiempo tau corresponde a la constante de tiempo del aumento de la dinámica de metabolización. La invención posibilita la adaptación (el denominado “ajuste”) de una curva a los valores medidos realmente de la modificación temporal del contenido en 13C, representando esta curva una solución de la ecuación diferencial de primer orden y presentando al menos dos valores, concretamente el valor máximo Amáx y la constante de tiempo τ (tau) . En particular, en caso de la solución de la ecuación diferencial se trata de una función exponencial que describe de manera aproximada... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para facilitar datos de partida para la determinación de la función hepática de un ser vivo, en particular de un ser humano, que comprende 5

- la determinación del contenido de 13CO2 como producto de metabolización de un sustrato marcado con 13C en el aire espirado de un ser vivo durante un intervalo de tiempo determinado, por medio al menos de un aparato medidor con al menos una unidad de evaluación, habiéndose administrado el sustrato previamente al ser vivo y habiéndolo transformado el hígado con liberación del 13CO2,

caracterizado por que el aumento inicial medido del contenido del 13CO2 en el aire espirado se describe con una ecuación diferencial de primer orden y a partir de la solución de la ecuación diferencial de primer orden se determinan el valor Amáx para la concentración máxima del 13CO2 y la constante de tiempo tau del aumento del contenido del 13CO2, usándose como solución de la ecuación diferencial de primer orden la ecuación ( t − t0 )

y (t) = Amáx − A0 exp − tau en la que y (t) representa la dinámica de metabolización del al menos un sustrato, Amáx representa la amplitud

máxima de la función ajustada o la concentración máxima del 13CO2, A0 representa la concentración inicial del 13CO2, tau representa la constante de tiempo, t0 representa el inicio de la metabolización y t representa el tiempo de medición.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el aumento de 13CO2 en el aire espirado hasta un valor del 70 % del valor máximo del 13CO2, en particular hasta el valor máximo del 13CO2, se describe con una ecuación diferencial de primer orden.

Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cantidad del 13CO2 formado es proporcional a la cantidad del al menos un sustrato administrado.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la función exponencial mencionada se adapta a los valores de medición del aumento inicial del contenido del 13CO2 en el aire espirado y a partir de la adaptación se determinan el valor máximo Amáx y la constante de tiempo tau.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a partir del valor Amáx se determina la conversión máxima del al menos un sustrato en el hígado mediante la ecuación,

APM

m áx RPBD

LiMAx = BW

en la que RPBD como patrón Pee-Dee-Belemnite de la proporción de 13CO2/12CO2 corresponde al valor 0, 011237, P corresponde a la tasa de producción de CO2, M corresponde a la masa molar de la sustancia administrada y BW corresponde al peso corporal de la persona.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como sustrato marcado con 45 13C se usa un sustrato a partir del cual se libera 13CO2 por medio de una reacción de desalquilación de un grupo alcoxilo, en particular de un grupo metoxilo.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se determina el contenido absoluto del 13CO2 en el aire espirado. 50

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la determinación del 13CO2 formado se realiza en tiempo real.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el contenido del 13CO2 55 formado en el aire espirado se determina de manera continua en el aparato medidor.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se combina con la tomografía por resonancia magnética como procedimiento analítico adicional de manera que la dinámica de metabolización se determina mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores y se compara 60 con tomografía por resonancia magnética de resolución temporal para analizar una resolución espacial y temporal de la metabolización de enzimas individuales.