Procedimiento para el análisis de la función renal.

Un procedimiento para determinar la constante (k) de velocidad de depuración de un compartimento corporal deuna primera molécula por un órgano en un animal,

comprendiendo el procedimiento:

administrar la primera molécula y una segunda molécula al compartimento corporal del animal, en el que elórgano depura la segunda molécula del compartimento corporal a una velocidad inferior a la velocidad a la queel órgano depura la primera molécula del compartimento corporal;

determinar la relación molecular (RB/RA) de la primera molécula con respecto a la segunda molécula en elcompartimento corporal durante un periodo de tiempo para obtener una serie temporal de relacionesmoleculares ((RB/RA)(t)), determinándose la relación molecular (RB/RA) usando la siguiente ecuación:

en la que IB es el nivel de la primera molécula en el compartimento corporal y IA es el nivel de la segundamolécula en el compartimento corporal; y

realizar un ajuste por mínimos cuadrados de la serie temporal de relaciones moleculares ((RB/RA)(t)) paraobtener la constante (k) de velocidad de depuración de un compartimento corporal usando la ecuación:

en la que c es una constante, a es un factor pre-exponencial y t es el tiempo.

Procedimiento para el análisis de la función renal

La presente solicitud de patente reivindica prioridad a y el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos Nº 60/672.708 titulada “Method and Apparatus For Kidney Function Analysis” [Procedimiento y aparato para el análisis de la función renal], que fue presentada el 19 de abril de 2005, cuya totalidad se incorpora expresamente en el presente documento como referencia.

Antecedentes de la invención

La presente divulgación se refiere, en general, a procedimientos y aparatos para el diagnósticos de órganos y, más particularmente, a procedimientos y aparatos para diagnósticos renales.

La medición de las funciones renales es una etapa importante en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades renales. Una de dichas mediciones de la función renal es la tasa de filtración glomerular (GFR) . La GFR se define como el volumen de sangre (plasma sanguíneo) filtrado por el riñón dentro de un periodo dado y se mide normalmente en mililitros por minuto (ml/min) . El procedimiento clínico habitual usado para medir la GFR es la medición de la depuración de creatinina en orina. La creatinina es un producto metabólico del cuerpo. Sin embargo, la GFR estimada midiendo el nivel de creatinina en la orina es solamente una estimación y no una medición directa de la GFR real. Esto es debido a que la creatinina es producida por el cuerpo de forma constante y secretada a la orina además de la filtración. Las mediciones de GFR típicas requieren al menos de 6 horas a 24 horas para completarse. Sin embargo, las mediciones de GFR pueden no ser posibles cuando los niveles de creatinina en suero no están en equilibrio tal como durante insuficiencia renal aguda. Las técnicas de medición de GFR típicas requieren recoger muestras de orina y/o extraer muestras de sangre.

Existen muchas enfermedades que afectan al riñón o a las funciones del riñón. La proteinuria es un marcador de enfermedad crónica. Un animal (por ejemplo, un paciente humano) con proteinuria puede desarrollar insuficiencia renal, y la detección temprana de la proteinuria es beneficiosa en el tratamiento de muchas enfermedades subyacentes. El procedimiento de diagnóstico típico para proteinuria es la medición del nivel de albúmina en la orina. Dicha medición se realiza normalmente de forma semi-cuantitativa usando varillas de medición del nivel de orina o midiendo químicamente la relación urinaria de proteína con respecto a creatina. El análisis cuantitativo normalmente requiere una recogida de orina durante 24 horas. Sin embargo, incluso una recogida de orina de 24 horas puede dar como resultado un diagnóstico retardado debido a la eliminación de proteínas de la orina por reabsorción por células de los túbulos proximales. Por ejemplo, las proteínas pueden pasar a través de los glomérulos (barrera de filtración renal) , entrar en el filtrado renal y ser reabsorbidas por las células tubulares renales dejando de pocas a ninguna proteína en la orina. Esto puede ser particularmente preocupante en nefropatía diabética cuando la detección más temprana de una permeabilidad glomerular a proteínas alterada es crucial para el inicio de la terapia.

Los niveles de glucosa en sangre y orina también se usan como medición de diagnóstico. Los niveles anormales de glucosa en sangre están relacionados directamente con diabetes y otras enfermedades. Los procedimientos típicos usados para determinar los niveles de glucosa en sangre y orina requieren la extracción de sangre y/o la medición del contenido de glucosa en la orina. Estos procedimientos son relativamente lentos y no permiten monitorización en tiempo real de los niveles de glucosa en sangre.

Además, en muchas aplicaciones, es deseable conocer la farmacocinética de un fármaco. Los procedimientos típicos usados para medir la farmacocinética de un fármaco requieren la extracción de sangre de un animal (por ejemplo, un paciente humano) lo que puede ser doloroso y lento. Otros procedimientos usados para medir la farmacocinética de un fármaco incluyen el uso de dispositivos de imaginología médica pesados y costosos tales como IRM.

Sumario de la invención La presente invención comprende una o más de las características mencionadas en las reivindicaciones adjuntas y/o las siguientes características que, en solitario o en combinación, pueden constituir materia patentable:

Se proporciona un procedimiento para determinar un diagnóstico fisiológico de un animal. El procedimiento puede incluir la etapa de inyectar una mezcla de una serie de primeras moléculas y una serie de segundas moléculas al animal. El peso molecular de la segunda molécula puede ser mayor que el de la primera molécula. Las primera y segunda moléculas pueden ser sondas fluorescentes. El procedimiento también puede incluir la etapa de determinar una relación molecular de las primeras moléculas y las segundas moléculas. La relación molecular puede ser una relación de intensidad fluorescente de las primera y segunda moléculas. El procedimiento puede incluir, además, determinar datos fisiológicos. Los datos fisiológicos pueden ser, por ejemplo, una constante de velocidad de depuración en plasma de un fármaco o compuesto químico, una tasa de filtración glomerular, una resistencia a la filtración, una velocidad de depuración de glucosa, un valor de resistencia a la filtración de glucosa, un índice metabólico de glucosa y/o un índice metabólico de un fármaco. El índice metabólico de glucosa o de un fármaco puede determinarse basándose en la velocidad de depuración de la glucosa o del fármaco y el valor de resistencia a la filtración de la glucosa o del fármaco, respectivamente.

También se proporciona un aparato para determinar un diagnóstico fisiológico de un animal. El aparato puede incluir una serie de aberturas para recibir a un dedo. El aparato también puede incluir una serie de fuentes de luz y una serie de receptores de luz asociados. Cada una de la serie de fuentes de luz y receptores de luz asociados puede estar asociada con una de la serie de aberturas para recibir a un dedo. Las fuentes de luz pueden ser diodos emisores de luz, láseres, láseres de diodo y/o fuentes de luz blanca acopladas con ópticos de selección de longitud de onda. El aparato puede incluir, además, un circuito de generación de luz acoplado a la serie de fuentes de luz y un circuito de detección de luz acoplado a la serie de receptores de luz asociados. El circuito de generación de luz puede incluir un circuito convertidor digital a analógico. El circuito de detección de luz puede estar configurado para detectar una serie de señales ópticas procedentes de los receptores de luz. El circuito de detección de luz también puede incluir una serie de amplificadores y/o una serie de filtros. El aparato puede incluir, adicionalmente, un circuito de recuento de pulsos fotónicos. El circuito de recuento de pulsos fotónicos puede usar TTL para la detección de una señal digital. El circuito de recuento de pulsos puede estar acoplado al circuito de detección de luz. El circuito de recuento de pulsos puede estar configurado para determinar un valor de diagnóstico fisiológico basándose en el número de señales ópticas. Como alternativa, en algunas realizaciones, un circuito convertidor analógico a digital puede usarse y configurarse para la detección de señales analógicas. El aparato puede incluir, además, una interfaz del usuario acoplada eléctricamente al circuito de recuento de pulsos. La interfaz del usuario puede incluir una pantalla de visualización para mostrar el valor de diagnóstico fisiológico. El circuito de recuento de pulsos (o un circuito convertidor analógico a digital) puede estar acoplado de forma que pueda comunicarse de manera inalámbrica al circuito de detección de luz. Además, el circuito de generación de luz, el circuito de recuento de pulsos, o el circuito convertidor analógico a digital, y la interfaz del usuario pueden formar parte de un ordenador personal.

Las anteriores y otras características de la presente divulgación, que en solitario o en cualquier combinación pueden constituir materia patentable, serán evidentes a partir de la siguiente descripción y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos La descripción detallada se refiere, particularmente, a las siguientes figuras, en las que:

La figura 1 es un diagrama de flujo del procedimiento de un algoritmo para determinar un diagnóstico renal;

La figura 2 es un diagrama de flujo del procedimiento de una realización del algoritmo de la figura 1 para determinar una tasa de filtración glomerular de un riñón;

La figura 3 es un diagrama de flujo del procedimiento de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para determinar la constante (k) de velocidad de depuración de un compartimento corporal de una primera molécula por un órgano en un animal, comprendiendo el procedimiento:

administrar la primera molécula y una segunda molécula al compartimento corporal del animal, en el que el órgano depura la segunda molécula del compartimento corporal a una velocidad inferior a la velocidad a la que el órgano depura la primera molécula del compartimento corporal; determinar la relación molecular (RB/RA) de la primera molécula con respecto a la segunda molécula en el compartimento corporal durante un periodo de tiempo para obtener una serie temporal de relaciones moleculares ( (RB/RA) (t) ) , determinándose la relación molecular (RB/RA) usando la siguiente ecuación:

en la que IB es el nivel de la primera molécula en el compartimento corporal y IA es el nivel de la segunda molécula en el compartimento corporal; y realizar un ajuste por mínimos cuadrados de la serie temporal de relaciones moleculares ( (RB/RA) (t) ) para obtener la constante (k) de velocidad de depuración de un compartimento corporal usando la ecuación:

en la que c es una constante, a es un factor pre-exponencial y t es el tiempo.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el compartimento corporal es el sistema vascular del animal.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el órgano se selecciona entre el grupo constituido por el riñón, el hígado, el pulmón, el bazo, el páncreas, el cerebro, el corazón, el músculo y el intestino.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la depuración del compartimento corporal del órgano se debe a al menos a uno de filtración, reabsorción, ósmosis, metabolismo y secreción activa.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el nivel de la primera molécula se determina basándose en la intensidad de una señal generada por la primera molécula y el nivel de la segunda molécula se basa en la intensidad de una señal generada por la segunda molécula.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la señal generada por la primera molécula es de un tipo diferente a la señal generada por la segunda molécula.

7. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la señal generada por la primera molécula y la señal generada por la segunda molécula se seleccionan entre el grupo constituido por fluorescencia, una señal de dispersión de luz incidente, fracción de tiempos de vida de fluorescencia, absorbancia y polarización.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la primera molécula y la segunda molécula se administran en una mezcla.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la relación molecular (RB/RA) de la primera molécula con respecto a la segunda molécula se sustituye por la polaridad generalizada (GP) de la primera molécula y la segunda molécula, determinándose la polaridad generalizada (GP) usando una ecuación seleccionada entre el grupo constituido por:

y

en las que IA es el nivel de la segunda molécula en la sangre e IB es el nivel de la primera molécula en la sangre.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además determinar la tasa de filtración glomerular (GFR) del órgano usando la siguiente ecuación:

en la que Vplasma es el volumen de plasma del animal, ξ es la resistencia a la filtración molecular de la primera molécula y el órgano es el riñón.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la resistencia a la filtración molecular de la primera molécula tiene un valor de aproximadamente 1.

12. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la segunda molécula es una molécula marcada por fluorescencia que tiene un peso molecular de más de 70 kD.

13. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la segunda molécula tiene un peso molecular mayor que la primera molécula.

14. Un procedimiento para determinar la resistencia a la filtración molecular (ξ) de una molécula en un animal, comprendiendo el procedimiento:

determinar la tasa de filtración glomerular (GFR) del animal de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 10; determinar la constante de velocidad de depuración del compartimento corporal (k2) en el animal de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1 con la molécula siendo la primera molécula; y determinar la resistencia a la filtración molecular (ξ) de la molécula usando la siguiente ecuación:

en la que Vplasma es el volumen de plasma del animal.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la molécula es una proteína.

16. Un procedimiento para diagnosticar permeabilidad glomerular alterada en un animal, que comprende:

determinar la resistencia a la filtración molecular (ξ) de una proteína de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 15; y comparar el valor de la resistencia a la filtración molecular (ξ) del animal con una resistencia a la filtración molecular de un animal de control, en el que un valor más grande de resistencia a la filtración molecular (ξ) del animal en comparación con el del animal de referencia es indicativo de que el animal tiene permeabilidad glomerular alterada.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que la constante de velocidad de depuración es la constante de velocidad de filtración de la D-glucosa por el riñón (kf) , en el que la primera molécula es un análogo no metabolizante de D-glucosa.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el análogo no metabolizante de glucosa es una L-glucosa.

19. Un procedimiento para determinar el índice metabólico de una molécula de ensayo en un animal, comprendiendo el procedimiento:

administrar una primera molécula y una segunda molécula al vaso sanguíneo del animal y determinar la constante de velocidad de depuración del compartimento corporal de la primera molécula (k1) de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1, en el que la primera molécula no es metabolizada por el órgano; administrar la molécula de ensayo para la determinación del índice metabólico y la segunda molécula a un vaso sanguíneo del animal y determinar la relación molecular de la molécula de ensayo con respecto a la segunda molécula (RC/A) durante un periodo de tiempo para obtener una serie temporal de relaciones moleculares de la molécula de ensayo con respecto a la segunda molécula ( (RC/A) (t) ) ; y realizar un ajuste por mínimos cuadrados de la serie temporal de relaciones moleculares de la molécula de ensayo con respecto a la segunda molécula ( (RC/A) (t) ) para obtener la función metabólica de la molécula de ensayo (M (km.t) ) de acuerdo con la ecuación:

en la que c es una constante, k1 es la constante de velocidad de depuración de la primera molécula, a es un factor pre-exponencial y t es el tiempo.

20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que la molécula de ensayo, la primera molécula y la segunda molécula se administran simultáneamente, y la función metabólica M (km.t) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación:

en la que (RC/A) (t) es la serie temporal de las relaciones moleculares de la molécula de ensayo con respecto a la segunda molécula, (RB/A) (t) es la serie temporal de las relaciones moleculares de la primera molécula con respecto a la segunda molécula, IC (t) es la serie temporal de los niveles de la molécula de ensayo en la sangre, IB (t) es la serie temporal de los niveles de la primera molécula en la sangre y IA (t) es la serie temporal de los niveles de la segunda molécula en la sangre.

21. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que la molécula de ensayo es un análogo metabolizante de Dglucosa y el índice metabólico es el índice metabólico de D-glucosa.

22. El procedimiento de la reivindicación 21, en el que el análogo metabolizante de D-glucosa es [2- (N- (7-nitrobenz2-oxa-1, 3-diazol-4-il) amino) -2-desoxiglucosa] (2-NBDG) o [6- (N- (7-nitrobenz-2-oxa-1, 3-diazol-4-il) amino) -2desoxiglucosa] (6-NBDG) .