Dificultad en la Medición del Metotexato en Pacientes con Altas Dosis de Nefrotoxicidad por el Metotexato Inducido

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1 Clinical Chemistry 56: (2010) Estudio de Caso Clínico Dificultad en la Medición del Metotexato en Pacientes con Altas Dosis de Nefrotoxicidad por el Metotexato Inducido M. Rabie Al-Turkmani, 1 Terence Law, 1 Anupama Narla, 2 and Mark D. Kellogg 1* CASO Un hombre de 18 años se presentó con dolor e hinchazón en la pierna izquierda, señalando que lo notó después de jugar futbol. Una radiografía de la pierna afectada mostró una lesión destructiva que llevó a una preocupación de malignidad. Pruebas posteriores, incluyendo la proyección de imagen de resonancia magnética, un escaneo óseo, y una biopsia por punción de la lesión, confirmaron el osteosarcoma no metastásico en la tibia proximal izquierda. El paciente se inició enunrégimen estándar de quimioterapia. Recibió 4 ciclos de dosis altas de metotrexato (HDMTX) 3 con rescate de leucovorina y 2 ciclos de cisplatino y doxorrubicina, que fue bien tolerado por él. Cada curso HDMTX consistió en la administración intravenosa de 20 g de metotrexato (MTX) por 4 h. El paciente experimentó retraso de MTX después del primer ciclo, pero demostró la separación típica después de los 3 ciclos subsecuentes. A continuación, se sometieron a una triangulación radical prevista del tumor con la colocación de un injerto. Después de que el paciente se recuperó de la cirugía, la quimioterapia se reanuda, y el paciente recibió dos ciclos adicionales de cisplatino y doxorrubicina además de un ciclo adicional de HDMTX. Su tratamiento fue interrumpido cuando tuvo que someterse a una cirugía por una infección de la herida en la pierna afectada. Después de la recuperación de la segunda cirugía, el paciente recibió un sexto ciclo de HDMTX. Después de este ciclo, el paciente desarrolló nefrotoxicidad aguda, que se manifiesta por una marcada disfunción renal y retraso en despacho de MTX. Su concentración de creatinina en plasma fue mayor de 0.8 mg / dl (8 mg / L) al inicio del ciclo a 6,8 mg / dl (68 mg / L) después de haber recibido HDMTX. Las concentraciones de MTX en plasma fueron 1,700 mol/lalas24hdespués de la 1 Department of Laboratory Medicine, Children s Hospital Boston, Boston, MA; 2 Dana Farber Cancer Institute, Children s Hospital Boston, and Harvard Medical School, Boston, MA. * Dirección de correspondencia para este autor a: Department of Laboratory Medicine, Children s Hospital Boston, 300 Longwood Ave., Boston, MA Fax ; mark.kellogg@childrens.harvard.edu. Recibido para publicación el 4 de Febrero del Aceptado para publicaciónel 15 de Junio del Abreviaturas no estándar: HDMTX, altas dosis de metotrexato; MTX, metotrexato; CPDG 2, carboxipeptidasa G 2 ; DAMPA, Acido 2,4-diamino-N 10 -metilpteroico; FPIA, Inmunoensayo de polarización de fluorescencia; LC-MS/MS, espectrometría cromatográfica líquida de masas en tándem. PREGUNTAS A CONSIDERAR 1. Cuál es la incidencia de la nefrotoxicidad inducida por MTX, y como es tratada? 2. Cuál es el mecanismo de acción CPDG 2, y cuál es su utilidad clínica? 3. Cómo se mide el MTX, y cuál es la fuente de la discrepancia en las mediciones de MTX de los pacientes? infusión, 450 mol/lalas48h,y350 mol/lalas72h. el paciente fue tratado con hidratación agresiva, diuresis, 1500 mg de leucovorina por vía intravenosa cada 6 h durante varios días. Sin embargo estas medidas no redujeron la MTX por debajo de la concentración de tóxicos, y se tomó la decisión de dar al paciente glucarpidasa [carboxipeptidasa G2 (CPDG2); BTG Internacional] 4 días después de que recibieron la infusión de HDMTX. El laboratorio experimentó dificultades en los informes posteriores de concentraciones de MTX en plasma debido a discrepancias en los inmunoensayos Abbott TDx de las concentraciones de MTX en las muestras diluidas en serie. Por ejemplo, la concentración de MTX en plasma en una muestra obtenida después de la administración de CPDG2 y diluida con 9 volúmenes de diluyente (dilución de 10 veces) fue de 9,6 mol / L, mientras que la concentración medida fue de 50 mol / L para la misma muestra diluída con 99 volúmenes de diluyente (dilución de 100 veces). Debido a que la MTX no puede medirse con precisión y debido a la preocupación constante de la toxicidad MTX, una segunda dosis de CPDG2 se administró al paciente dos días después de la primera. Cinco días más tarde, la diferencia en las mediciones de MTX había desaparecido, y el laboratorio fue capaz de informar posteriormente, las concentraciones de MTX en plasma, que fueron 4,5 mol / L. debido a MTX y las concentraciones de creatinina se fueron disminuyendo de manera constante, se tomó la decisión de completar la hidratación intravenosa de 170 ml /h de rescate y leucovorina con 250 mg administrados por vía intravenosa cada 6 h en casa hasta que la concentración de MTX fue 0,1 mol/l. 1792

2 DISCUSION El HDMTX, definido por dosis de MTX 1000 mg/m2 por vía intravenosa prolongada seguida de rescate de leucovorina, ha sido ampliamente utilizado en el tratamiento de tumores malignos como el osteosarcoma, leucemia linfoblástica aguda y linfoma. El MTX se metaboliza principalmente a 7 hidroximetotrexato, las concentraciones plasmáticas de los cuales superan las del compuesto original poco después de la inyección de HDMTX (1). Se cree que la MTX-nefrotoxicidad inducida aguda se debe a la precipitación de metotrexato o sus metabolitos insolubles en los túbulos renales o un efecto tóxico directo de MTX en los túbulos (2). La disfunción renal provoca una eliminación de MTX y el rescate sin éxito por leucovorina. La Nefrotoxicidad ha sido reportada en los ensayos clínicos en aproximadamente el 1,8% de los pacientes con osteosarcoma tratados con HDMTX. La tasa de mortalidad en estos pacientes es del 4,4% (3). Las concentraciones de MTX es 10 mol/l en 24 h, 1 mol/l en 48 h, o 0.1 mol/l en 72 h después de la infusión se asocian con un alto riego de nefrotoxicidad (2). El HDMTX inducido por nefrotoxicidad que convencionalmente se gestiona a través de la hidratación y la alcalinización de la orina para aumentar la excreción urinaria de solubilidad y MTX. Otras medidas incluyen la supervisión de la creatinina en sangre y las concentraciones de MTX, así como el rescate de leucovorina fármaco cinéticamente guiado para restaurar la concentración intracelular de folato. La diálisis también se ha utilizado para la eliminación de MTX. La CPDG 2 es una enzima bacteriana disponible en una forma recombinante clonado a partir de la cepa Pseudomonas RS-16. CPDG 2 hidroliza rápidamente el glutamato C-terminal de MTX para formar los compuestos inactivos del ácido 2,4-diamino- N10-methylpteroic (DAMPA) y el glutamato, proporcionando así una vía rápida de la eliminación. La administración CPDG 2 en combinación con timidina y leucovorina es muy eficaz, disminuyendo la concentración plasmática de metotrexato en un 95% 99% a los 15 minutos en pacientes con HDMTX la nefrotoxicidad inducida por (4, 5). En un paciente con un aumento de la concentración plasmática de MTX y la función renal pobres, es fundamental utilizar un medio rápido para la eliminación de MTX de la circulación y evitar un mayor daño renal evadiendo la toxicidad, tales como la mielosupresión y la mucositis, que se asocian con un aumento de concentraciones de MTX. La administración CPDG 2 se recomienda para los pacientes cuya concentración de MTX en plasma es de 10 mol / L por 42 a 48 h después del inicio de la infusión de MTX (2). El paciente en este caso cumple claramente los criterios para recibir CPDG 2. Las concentraciones plasmáticas de MTX se controlan rutinariamente después del tratamiento con HDMTX para determinar la tasa de eliminación del fármaco y la dosis de leucovorina necesarios para el rescate. El método más comúnmente usado para medidas de rutina en los laboratorios clínicos de MTX es un inmunoensayo de polarización fluorescente (FPIA). Además de los inmunoensayos, la electroforesis capilar de zona y los métodos de HPLC se han descrito para la medición de MTX y sus metabolitos en fluidos biológicos (4). También se ha introducido una enzima dihidrofolato reductasa, la inhibición de análisis que utiliza una de 96 y un lector de placas para medir la concentración de MTX en plasma (5). Debido a la limitada gama de análisis de la prueba de MTX utilizadas en nuestro laboratorio y la amplia gama de concentraciones observadas en nuestros pacientes, nuestro procedimiento estándar consiste en la dilución en serie (10 veces, 100 veces, 500 veces) de las muestras con solución salina. La diferencia en las mediciones sucesivas de diluciones en serie de MTX en este paciente fue debido a las diferentes concentraciones del metabolito interferente de MTX DAMPA, que estuvo presente en una concentración alta después del tratamiento CPDG 2.Elpaquete inserto para el ensayo MTX establece que cuando el MTX y DAMPA están presentes, la interferencia de DAMPA es menor (un falso aumento de aproximadamente el 26%) que cuando sólo DAMPA está presente (hasta un falso aumento del 59%). Así, los resultados de la dilución de 10 veces en este asunto-calculado a concentraciones más bajas de MTX que los de las diluciones de 100 veces, porque la interferencia de DAMPA fue reducida por la presencia de MTX. La cantidad de MTX presente en las diluciones de 100 veces MTX fue muy por debajo del intervalo lineal del ensayo y permite una mayor interacción entre el anticuerpo y DAMPA, aumentando así la concentración observada de MTX. Esta interferencia variable limita aúnmás la utilidad de FPIA después de la administración CPDG 2. DAMPA suele ser un metabolito menor de MTX, y su concentración en plasma, después de la infusión de HDMTX suele ser muy baja (6). La interferencia de los inmunoensayos DAMPA MTX está bien establecida, sin embargo. La FPIA MTX ha demostrado 82,6% de reactividad cruzada con DAMPA en el método que utiliza anticuerpos policlonales y el 41,1% de reactividad cruzada en el método que utiliza anticuerpos monoclonales (7). Las causas de interferencias de DAMPA marcan sobreestimación de MTX y permite inmunoensayos confiables para la medición después del tratamiento con MTX CPDG2. A diferencia de DAMPA, la reactividad cruzada de 7-hidroximetotrexato con la FPIA MTX es sólo el 0,6% (8). En la FPIA MTX, sería de esperar una baja reactividad cruzada similar con el metabolito hidroxilado de la DAMPA y el glucurónido de la molécula, sin embargo, el grado de interferencia puede ser diferente en las formas basadas en anticuerpos policlonales o de otra índole del inmunoensayo. Clinical Chemistry 56:12 (2010) 1793

3 PUNTOS PARA RECORDAR La nefrotoxicidad ha sido reportada en aproximadamente 1.8% de los pacientes con osteosarcoma tratados con HDMTX en los ensayos clínicos, con una tasa de mortalidad del 4.4% en estos pacientes. La nefrotoxicidad HDMTX inducida que convencionalmente se gestiona a través de la hidratación y la alcalinización de la orina para aumentar la solubilidad y excreción urinaria de MTX. La diálisis también se ha utilizado para la eliminación de MTX. Figura. 1. Concentración de MTX en plasma medido por FPIA (dilución de 10 veces, prueba de TDx de Abbott) ( ) y LC-MS/MS ( ) después de la administración de CPDG 2. Después de que el personal de laboratorio clínico sospecha de interferencia en el ensayo de MTX, que en contacto con el equipo médico y se enteró de que el paciente había recibido CPDG 2. Para confirmar la interferencia DAMPA y tener la capacidad de medir con exactitud las concentraciones de metotrexato después de la administración CPDG 2, que posteriormente desarrolló una masa de cromatografía líquida-espectrometría de tándem (LC-MS/MS) el método para la medición de MTX (9). El uso de este método LC-MS/MS para medir las concentraciones de MTX en las muestras de la paciente presentó confirmó la interferencia DAMPA en el FPIA: Las concentraciones de MTX en plasma obtenidas por LC-MS/MS fueron marcadamente inferiores a las obtenidas con el analizador TDx con un 10 doble dilución (Fig. 1). Las mediciones LC-MS/MS de MTX también indicaron que la dosis de CPDG 2 primero fue eficaz en la reducción de la concentración de metotrexato en plasma por un 99% (de 230 mol/la2,2 mol / L). Después de la liquidación de DAMPA de la circulación del paciente a los 7días después de la administración CPDG2, las concentraciones medidas de MTX por FPIA fueron comparables a las obtenidas por LC-MS/MS (Fig. 1). Contribuciones de autor: Todos los autores confirmaron que han contribuido al contenido intelectual de este escrito y han cumplido con los siguientes 3 requerimientos: (a) contribuciones significativas en la concepción y el diseño, adquisición de datos, o el análisis e interpretación de éstos; (b) la edición y revisión del articulo en cuanto al contenido intelectual; y (c) aprobación final del artículo publicado. Declaracióndelosautoresdeconflictospotencialesdeinterés:Ningún autor declaró cualquier conflicto potencial de interés. papel alguno en el diseño del estudio, elección de los pacientes inmiscuidos, revisión e interpretación de datos, o preparación y aprobación del manuscrito. La CPDG 2 hidroliza rápidamente el glutamato C-terminal de MTX para formar el metabolito inactivo de DAMPA y el glutamato, proporcionando así una vía rápida de la eliminación. El método más comúnmente utilizado para medir MTX rutinariamente en los laboratorios clínicos es FPIA. Las exposiciones DAMPA del metabolito de alta reactividad cruzada con la mayoría de los inmunoensayos MTX. El laboratorio debe enseñar a los médicos acerca de la interferencia causada por CPDG 2 y la incapacidad de los inmunoensayos para medir con precisión MTX en pacientes tratados con CPDG 2. Es fundamental que el equipo clínico notifique al laboratorio cuando se administra CPDG 2 para evitar la denuncia de un falso aumento en las concentraciones de MTX que indican el fracaso de la terapia CPDG 2. Referencias 1. Erttmann R, Bielack S, Landbeck G. Kinetics of 7-hydroxy-methotrexate after high-dose methotrexate therapy. Cancer Chemother Pharmacol 1985;15: [Kinestésica del 7 hidroxi-metotraxato después de una alta dosis terapéutica de metotraxato.] 2. Widemann BC, Adamson PC. Understanding and managing methotrexate nephrotoxicity. Oncologist 2006; 11: [Entendiendo y manejando la nefrotoxicidad de metotraxato] 3. Widemann BC, Balis FM, Kempf-Bielack B, Bielack S, Pratt CB, Ferrari S, et alhigh-dose methotrexate-induced nephrotoxicity in patients with osteosarcoma. Cancer 2004; 100: [Altas dosis de metotraxato que induce nefrotoxicidad en pacientes con osteosarcoma] 4. Kuo CY, Wu HL, Kou HS, Chiou SS, Wu DC, Wu SM. Simultaneous determination of methotrexate and its eight metabolites in human whole blood by capillary zone electrophoresis. J Chromatogr A 2003; 1014: [Determinación simultánea de metotraxato en sus ocho metabolitos en sangre completa en humanos por electroforesis en la zona capilar] 5. Widemann BC, Balis FM, Adamson PC. Dihydrofolate reductase enzyme inhibition assay for plasma methotrexate determination using a 96-well microplate reader. Clin Chem 1999;45: [Estudio de inhibición de la enzima ihidrofolato reductasa para determinación de netotraxato en plasma usando un lector de microplacas de 96] 6. Donehower RC, Hande KR, Drake JC, Chabner BA. Presence of 2,4-diamino- N10-methylpteroic acid after high-dose methotrexate. Clin Pharmacol Ther 1979;26:63 72.[Presencia de 2.4-diamino-N10- ácido metilpterioico después de altas dosis de metotraxato] 7. Albertioni F, Rask C, Eksborg S, Poulsen JH, Pettersson B, Beck O, et al. Evaluation of clinical assays for measuring high-dose methotrexate in plasma Clinical Chemistry 56:12 (2010)

4 Clin Chem 1996; 42: [Evaluación de ensayos clínicos para medir altas dosis de metotraxato en plasma] 8. Pesce MA, Bodourian SH. Evaluation of a fluorescence polarization immunoassay procedure for quantitation of methotrexate. Ther Drug Monit 1986;8: [Evaluación de una polarización por fluorescencia en procedimientos de inmunoensayo para cuantificación de metotraxato] 9. Kumar VS, Law T, Kellogg M. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS-MS) method for monitoring methotrexate in the setting of carboxypeptidase-g2 therapy. In:U Garg, CA Hammett-Stabler eds. Clinical applications of mass spectrometry: methods and protocols. New York: Springer; p Methods in molecular biology, vol 603.[Cromatografía líquida por espectometría de masa en tandem (LC-MS-MS) método para monitorear el metotraxato en la terapia de administración de carboxipeptidasa-g2] Comentario Elizabeth Fox * and Frank M. Balis La nefrotoxicidad inducida por altas dosis de metotrexato es una emergencia médica. La excreción renal de metotrexato, que normalmente representa el 90% de la eliminación de la droga, se retrasa, dando lugar a una exposición prolongada a altas concentraciones de metotrexato. La duración de la exposición es el principal determinante de los efectos tóxicos de la droga, y el reconocimiento temprano y los esfuerzos del sistema para reducir las concentraciones de metotrexato son fundamentales para la prevención de la toxicidad sistémica grave. Altas dosis de metotrexato inducidas por la disfunción renal se distinguen por un aumento en la concentración de creatinina en suero durante o poco después de la infusión de metotrexato. La producción de orina generalmente se mantiene a pesar de la rápida disminución de la filtración glomerular. El control diario de la creatinina en suero y las concentraciones de metotrexato son esenciales para la detección temprana de esta complicación. La leucovorina es una fuente de la tetrahidrofolatos que se agotan por la inhibición de metotrexato de la dihidrofolato reductasa, pero el metotrexato compite con leucovorina para la captación celular. Por lo tanto, el rescate de leucovorina es menos eficaz en las concentraciones de metotrexato superando el 10 mol / L durante 48 h. La dosis de leucovorina debe aumentar en proporción a la concentración de metotrexato en suero cuando el aclaramiento de metotrexato se retrasa (por ejemplo, 1000 mg / m 2 cada 6 horas para una concentración de metotrexato 10 mol/lalas48h).lasaltas dosis de leucovorina (250 mg / m 2 cada 6 h) también se debe continuar por 48 horas después de la administración de glucarpidasa porque la enzima hidroliza leucovorina y su Division of Oncology and Center for Childhood Cancer Research, The Children s Hospital of Philadelphia, Philadelphia, PA. * Dirección de correspondencia de este autor a: Division of Oncology and Center for Childhood Cancer Research, CTRB-4016, The Children s Hospital of Philadelphia, 3501 Civic Center Blvd., Philadelphia, PA Fax ; foxe@ .chop.edu. Recibido para la publicación el 17 de Septiembre de Aceptado para la publicación el 20 de Septiembre del metabolito activo circulante, el 5-metiltetrahidrofolato, a las formas inactivas. La Glucarpidasa disminuye rápida y eficazmente la concentración de metotrexato en suero, proporcionando una vía alternativa de eliminación y, cuando se administra tan pronto como sea posible después de el reconocimiento de nefrotoxicidad, se puede efectivamente prevenir la toxicidad de metotrexato. Los pacientes que reciben rescate de leucovorina inadecuada o reciben glucarpidasa 96 h después del inicio de la infusióndemetotrexato tienen un mayor riesgo de desarrollar toxicidad por metotrexato poniendo en peligro la vida (1). Como se ilustra en el caso de estudio, ensayos comerciales metotrexato subestiman el impacto de glucarpidasa sobre las concentraciones de metotrexato en suero debido a la injerencia del subproducto inactivo, el DAMPA. El DAMPA es posteriormente metabolizado por hidroxilación y conjugación de glucurónidos y se elimina más rápidamente que el metotrexato residual. Contribuciones de autor:todos los autores confirmaron que han contribuido al contenido intelectual de este escrito y han cumplido con los siguientes 3 requerimientos: (a) contribuciones significativas a la concepción y el diseño, adquisición de datos, o el análisis e interpretación de éstos; (b) la edición y revisión del artículo sobre su contenido intelectual; y (c) aprobación final del artículo publicado. Declaración de los autores de conflictos potenciales de interés: Ningún autor declaró cualquier conflicto potencial de interés. papel alguno en el diseño del estudio, elección de los pacientes reclutados, revisión e interpretación de datos, o preparación o aprobación del manuscrito. Referencia 1. Widemann BC, Balis FM, Kim A, Boron M, Jayaprakash N, Shalabi A, et al. Glucarpidase, leucovorin, and thymidine for high-dose methotrexate-induced renal dysfunction: clinical and pharmacologic factors affecting outcome. J Clin Oncol 2010;28: [Glucarpidasa, leucovorin y timidina para altas dosis de metotrexato inducido por disfución renal: factores clínicos y farmacológicos que afectan el desarrollo] Clinical Chemistry 56:12 (2010) 1795

5 Comentario Michael C. Milone * La Glucarpidasa (Voraxaze ), es a menudo un agente de investigación disponible en virtud de un protocolo de tratamiento de etiqueta abierta, ofrece un gran potencial para el tratamiento de pacientes con o en alto riesgo de toxicidad después del meotrexato (MTX) en la quimioterapia. El estudio de caso reportado por Al- Turkmani et al. ilustra los desafíos a la vigilancia de laboratorio de MTX, especialmente en los pacientes tratados con glucarpidase. Las interferencias de metabolito han sido reconocidas en los inmunoensayos MTX. A pesar de un sesgo positivo es relativamente pequeño debido a la interferencia en un 7-hidroximetotrexato, el metabolito predominante de MTX, este caso demuestra la naturaleza sensible e impredecible de interferencia del metabolito. El sesgo positivo de alto reportado para este caso causado comúnmente por el metabolito MTX ácido 2,4-diamino- N 10 - metilpteroico (DAMPA), hace que el seguimiento sea de utilidad para el manejo del paciente con MTX. Incluso con el reconocimiento astuto de una interferencia de análisis por el laboratorio de los autores, el paciente seguía siendo objeto de una dosis de glucarpidase adicional que podría haber sido innecesaria. El no reconocer la interferencia podría dar lugar aaúnmás, las intervenciones potencialmente dañinas. Toxicology/TDM Laboratory, Hospital of the University of Pennsylvania, Philadelphia, PA. * Dirección de correspondencia para este autor a: Hospital of the University of Pennsylvania, Founders 7.103, 3400 Spruce St., Philadelphia, PA Fax ; milone@mail.med.upenn.edu. Recibido para la publicación el 13 de Septiembre del Aceptado para la publicación el 20 de Septiembre del Dudo que otros laboratorios hayan obtenido mejores resultados en la detección de esta interferencia. La disponibilidad de un método de cromatografía líquida más específica para MTX es poco probable en la mayoría de los laboratorios clínicos. La obtención de datos de pruebas del Colegio de Patólogos Americanos para el año 2010 revelan que el 92% de los laboratorios realiza el inmunoensayo de fluorescencia polarizada utilizada en este caso, y todos los 407 laboratorios que participan y que actualmente utilizan una plataforma de inmunoensayo de MTX. Como Al-et al Turkmani. Para el Estado, es imperativo que los directores de laboratorio comuniquen con sus colegas de oncología y enseñarless acerca de las limitaciones de los ensayos de MTX, especialmente para los pacientes tratados con glucarpidase. Las limitaciones de la vigilancia de la concentración de MTX también deben ser consideradas para su inclusión en el prospecto de glucarpidase para ayudar a difundir esta importante información. Contribuciones de Autor: Todos los autores confirmaron que han contribuido al contenido intelectual de este escrito y han concluido los siguientes 3 requerimientos: (a) contribuciones significativas a la concepción y el diseño, adquisición de datos, o el análisis e interpretación de datos; (b) la edición y revisión del artículo en cuanto al contenido intelectual; y (c) aprobación final del artículo publicado. Declaración de los autores de conflictos potenciales de interés: Ningún autor declaró cualquier conflicto potencial de interés. papel alguno en el diseño del estudio, elección de los pacientes reclutados, revisión e interpretación de datos, o preparación y aprobación del manuscrito Clinical Chemistry 56:12 (2010)