Pletismografía Corporal Total (WBP) en Estudios de Farmacología de Seguridad

Pletismografía Corporal Total: Un Enfoque No Invasivo para la Evaluación de la Función Respiratoria en Ratas

Los estudios de farmacología de seguridad son fundamentales para evaluar los posibles efectos adversos de nuevos fármacos sobre funciones fisiológicas vitales, incluidos los sistemas cardiovascular, respiratorio y nervioso central, antes de avanzar a ensayos en humanos. La Conferencia Internacional de Armonización (ICH) ha establecido directrices que incluyen la evaluación de la función respiratoria como un componente esencial de estos estudios.

La Pletismografía Corporal Total (WBP) es un método ampliamente utilizado y no invasivo para medir la función respiratoria en animales sin necesidad de anestesia ni restricción física. Esta técnica representa un avance significativo en el bienestar animal, ya que minimiza el estrés al tiempo que proporciona datos fisiológicos de alta calidad.

Parámetros Respiratorios Evaluados
Durante el estudio se registraron los siguientes parámetros respiratorios:

Parámetro	Abreviatura	Unidades	Definición
Tiempo Inspiratorio	Ti	ms	Tiempo desde el inicio hasta el final de la inspiración
Tiempo Espiratorio	Te	ms	Tiempo desde el final de la inspiración hasta el inicio de la siguiente inspiración
Flujo Inspiratorio Pico	PiF	ml/s	Señal máxima negativa de presión en la cámara durante una respiración
Flujo Espiratorio Pico	PeF	ml/s	Señal máxima positiva de presión en la cámara durante una respiración
Volumen Corriente	TV	ml	Integral del tiempo inspiratorio
Frecuencia Respiratoria	ResR	respiraciones/min	Extrapolada a partir de registros de cada 10 respiraciones
Tiempo de Relajación	Tr	ms	Tiempo necesario para que la presión disminuya hasta el 30 % de la señal total de presión espiratoria
Pausa			(Te – Tr)/Tr
Pausa Mejorada	Penh		Índice de obstrucción de las vías aéreas, calculado como Penh = Pausa × PeF/PiF

Fase I: Establecimiento de un Conjunto de Datos Basales
El objetivo principal de la Fase I fue establecer un conjunto de datos históricos sólido de los parámetros de función respiratoria en ratas sanas no tratadas. Este conjunto de datos permitió caracterizar la variabilidad biológica y definir rangos de referencia para los parámetros de función respiratoria.

Fase II: Validación del Sistema de Pletismografía
El objetivo de la Fase II fue validar la sensibilidad y adecuación del sistema WBP para detectar efectos broncodilatadores y broncoconstrictores sobre la función respiratoria en ratas. El proceso de validación incluyó dos evaluaciones clave:

1. Efectos Broncodilatadores de la Teofilina
2. Los efectos broncodilatadores esperados de la teofilina (administrada por vía oral) se compararon con controles de suero salino administrados por diferentes vías (oral, intravenosa, subcutánea).

   

   Una prueba t mostró diferencias significativas entre los grupos de tratamiento:

   1. 30 min post-administración: A vs. B → p < 0,01​
   2. 1 hora post-administración: A vs. B → p < 0,01​
   3. 2 horas post-administración: A vs. B → p < 0,001​
   4. 4 horas post-administración: A vs. B → p < 0,001​
3. Efectos Broncoconstrictores de la Metacolina Para evaluar la capacidad del sistema de detectar efectos broncoconstrictores, la metacolina se administró por vía intravenosa y se comparó con controles de suero salino.

   

   Se observaron diferencias significativas en los resultados de la prueba t:

   2. 30 min post-administración: C vs. D → p < 0,05​
   3. 1 hora post-administración: C vs. D → p < 0,05​
   4. 24 horas post-administración: C vs. D → p < 0,05​

Estudios de Farmacología de Seguridad Cardiovascular
Además de las evaluaciones respiratorias, los estudios integrales de farmacología de seguridad cardiovascular son esenciales para evaluar los posibles efectos inducidos por fármacos sobre el corazón y el sistema vascular. Estos estudios tienen como objetivo detectar efectos adversos antes de los ensayos clínicos, determinar el margen de seguridad cardiovascular de nuevos fármacos e identificar posibles mecanismos de cardiotoxicidad.

Test de Irwin
El test de Irwin es un método sistemático de observación desarrollado para evaluar de forma integral el estado conductual, neurológico y autonómico de los roedores mediante observación directa. Se utiliza para identificar alteraciones neurológicas sutiles producidas por un fármaco y para controlar otros ensayos conductuales y locomotores.

Contribución al Principio de las 3R
Al confirmar los efectos esperados de la teofilina y la metacolina, este proceso de validación elimina la necesidad de repetir estas pruebas con controles positivos en estudios futuros. Esto contribuye de manera significativa al principio de Reducción (R) de las 3R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento), ayudando a minimizar el número de animales necesarios en experimentos posteriores.

Conclusión
La Pletismografía Corporal Total es una herramienta valiosa y no invasiva para la evaluación de la función respiratoria en estudios preclínicos de farmacología de seguridad. Su capacidad para detectar tanto efectos broncodilatadores como broncoconstrictores sin el uso de anestesia la convierte en una técnica esencial para evaluar el impacto respiratorio de nuevos candidatos a fármacos. Junto con las evaluaciones cardiovasculares y las del sistema nervioso central, como el test de Irwin, la WBP contribuye a un perfil de seguridad integral para nuevos productos farmacéuticos, garantizando que los posibles efectos adversos se identifiquen antes de los ensayos clínicos.

Referencias

• ICH S7A (2000). Estudios de farmacología de seguridad para medicamentos de uso humano. Conferencia Internacional de Armonización de los Requisitos Técnicos para el Registro de Medicamentos de Uso Humano.
• ICH S7B (2001). Evaluación no clínica del potencial de repolarización ventricular retardada (prolongación del intervalo QT) por medicamentos de uso humano. Conferencia Internacional de Armonización.
• ICH M3(R2) (2009). Guía sobre estudios de seguridad no clínica para la realización de ensayos clínicos en humanos y la autorización de comercialización de medicamentos. Conferencia Internacional de Armonización.