Biomarcadores de exposición a alcohol. Interpretación de resultados

Transcripción

1 Biomarcadores de exposición a alcohol. Interpretación de resultados Luca Morini Dipartimento di Medicina Legale, Scienze Forensi e Farmaco-Tossicologiche, Università degli Studi di Pavia

2 Diagnostico del uso y abuso de alcohol Entrevista con el paciente Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Concentraciones de etanol en aire expirado, sangre y orina -Glutamyltransferasa (GGT) Aspartato Aminotransferasa (AST) Volume Corpuscular medio (MCV) N-Acetyl-β-Hexosaminidase (Beta-Hex) Apolipoproteina J Acido Sialico Total 5-hydroxytryptophol (5-HTOL) Phosphatidyl Ethanol (PEth) Carbohydrate Deficient Transferrina (CDT)

3 Metabolitos Directos Esteres etilicos de los acidos grasos (FAEE) Etil glucuronido (EtG) y etil sulfato (EtS).

4 Matrices Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Meconio Pelo

5 Esteres etilicos de los acidos grasos (FAEEs) Metabolitos no oxidativos del etanol. Formados por esterificación del etanol con ácidos grasos libres endógenos y acyl-coa/ ácidos grasos.

6 FAEEs in meconium etil laurato etil myristato etil heptadecanoato (IS)

7 FAEEs in meconium ethyl palmitate ethyl palmitoleate ethyl stearate ethyl oleate ethyl linoleate ethyl linolenate ethyl arachinodate

8 FAEEs en meconio Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011

9 FAEEs en meconio Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Klein J, Karaskov T, Korent G. Fatty acid etil esters: a novel biologic marker for heavy in utero ethanol exposure: a case report. Ther Drug Monit Dec;21(6): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] Bearer CF, Lee S, Salvator AE, Minnes S, Swick A, Yamashita T, Singer LT. etil linoleate in meconium: a biomarker for prenatal ethanol exposure. Alcohol Clin Exp Res Mar;23(3): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE]

10 FAEEs en meconio Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Chan D, Bar-Oz B, Pellerin B, Paciorek C, Klein J, Kapur B, Farine D, Koren G. Population baseline of meconium fatty acid etil esters among infants of nondrinking women in Jerusalem and Toronto. Ther Drug Monit Jun;25(3): Erratum in: Ther Drug Monit Oct;26(5):583. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 183 muestras de meconio analizadas(84 de Toronto y 99 de Jerusalen) La concentracion media de FAEEs fue mucho mayor en los casos de exposicion prenaltala alcohol severa confirmados El etil myristato y el etil laurate se detectaron en practicamente todas las muestras (y no se correlacionaban con el consumo de alcohol) La correlacion era mejor al aumentar la longitud de la cadena Se sugirio un valor de corte de 2 nmol/g

11 FAEEs en meconio Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Garcia-Algar O, Kulaga V, Gareri J, Koren G, Vall O, Zuccaro P, Pacifici R, Pichini S. Alarming prevalence of fetal alcohol exposure in a Mediterranean city. Ther Drug Monit Apr;30(2): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] 159 meconios de 353 mostraron niveles de FAEEs iguales o superiores a 2 nmol/g (45%) Estudios preliminares mostraban un porcentaaje de casos positivos mucho menores (3.4% y 16.7%) Posiblemente debido a un patron de consumo de alcohol diario (sobretodo de vino y cerveza) de las mujeres españolas

12 FAEEs en meconio : resumen Marcadores directos fiables en el diagnóstico en la exposición fetal al alcohol La mejor correlación aparece con las cadenas más largas El etil laurato y el etil miristato no se correlacionan con la exposición a alcohol

13 FAEEs en pelo Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Buena sensibilidad y especificidad en el diagnóstico de abuso crónico de alcohol Presencia incluso en abstemios Dificultad para establecer un punto de corte adecuado: en el congreso de 2009 de la SoHT en Roma se estableció un punto de corte de 0,5 ng / mg utilizando 3 cm de cabello en el extremo proximal

14 FAEEs in neonatal hair Caprara DL, Klein J, Koren G. Baseline measures of fatty acid etil esters in hair of neonates born to abstaining or mild social drinking mothers. Ther Drug Monit Dec;27(6): PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] Los mismos niveles medios de FAEEs en las madres abstemias y las consumidoras de cantidades moderadas de alcohol Se deben analizar muestras de pelo de recién nacidos de mujeres con problemas de consumo excesivo de alcohol para comprobar la posible diferencia en las concentraciónes de FAEEs

15 etil glucuronido y etil sulfato EtOH UDP-glucuronosyltransferasa sulfotransferasa -D-etilglucuronido (EtG) C 8 H 14 O 7 ( ) etilsulfato (EtS) C 2 H 6 O 4 S ( )

16 EtG and EtS in meconium La Glucuronidación hepática en el recién nacido humano es relativamente inmadura al nacer, lo que contrasta con la actividad de la sulfatación hepática neonatal que es mucho más madura. (Gow et al., Neonatal Hepatic Drug Elimination, Pharmacology & Toxicology 2001, 88, 3 15.)

17 EtG y EtS en meconio: primer estudio BCN RE BARCELONA,ESPAÑA REGGIO EMILIA, ITALIA Morini L, Marchei E, Pellegrini M, Groppi A, Stramesi C, Vagnarelli F, Garcia-Algar O, Pacifici R, Pichini S. Liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection for the measurement of etil glucuronide and etil sulfate in meconium: new biomarkers of gestational ethanol exposure? Ther Drug Monit Dec;30(6):

18 EtG y EtS en meconio: primer estudio Desarrollo del método analítico para la determinación de ETG y ETS en meconio Recogida de muestras de meconio en la Unidad Neonatológica del Hospital del Mar de Barcelona y en la Unidad Neonatológica del Arcispedale de Reggio Emiliaù Análisis de ETG, ETS y FAEEs en meconio Morini L, Marchei E, Pellegrini M, Groppi A, Stramesi C, Vagnarelli F, Garcia-Algar O, Pacifici R, Pichini S. Liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection for the measurement of etil glucuronide and etil sulfate in meconium: new biomarkers of gestational ethanol exposure? Ther Drug Monit Dec;30(6):

19 EtG y EtS en meconio: primer estudio Muestras de meconio Reggio Emilia (n=32) Barcelona (n=32) estadisticas EtG EtS ng/g nmol/g ng/g nmol/g Min Max Media Muestras < LLOQ n=4 n=13 Min Max Media Muestras < LLOQ n=2 n=8 Morini L, Marchei E, Pellegrini M, Groppi A, Stramesi C, Vagnarelli F, Garcia-Algar O, Pacifici R, Pichini S. Liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection for the measurement of etil glucuronide and etil sulfate in meconium: new biomarkers of gestational ethanol exposure? Ther Drug Monit Dec;30(6):

20 EtG y EtS en meconio: primer estudio Barcelona, muestras de meconio con FAEE < 2 nmol/g (n=16) Barcelona muestras de meconio con FAEE > 2 nmol/g (n=16) Min Max Media Min Max Media Morini L, Marchei E, Pellegrini M, Groppi A, Stramesi C, Vagnarelli F, Garcia-Algar O, Pacifici R, Pichini S. Liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection for the measurement of etil glucuronide and etil sulfate in meconium: new biomarkers of gestational ethanol exposure? Ther Drug Monit Dec;30(6):

21 EtG y EtS en meconio: primer estudio Conclusiones del primer estudio: La investigación del ETG y el ETS en meconio aparece como posible alternativa a los FAEEs en el diagnóstico de la exposición prenatal a etanol Morini L, Marchei E, Pellegrini M, Groppi A, Stramesi C, Vagnarelli F, Garcia-Algar O, Pacifici R, Pichini S. Liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection for the measurement of etil glucuronide and etil sulfate in meconium: new biomarkers of gestational ethanol exposure? Ther Drug Monit Dec;30(6):

22 EtG y EtS en meconio: segundo estudio 99 madres y recien nacidos analizados (49 de Reggio Emilia y 50 de Barcelona); Pelo materno recogido (n=99); Analisis de PFAEEs en pelo materno por HS/SPME-GC/MS (n=26); Analisis de PEtG en pelo materno por LC-MS/MS (n=99); Pelo neonatal recogido (n=35); Analisis de PEtG en pelo neonatal por LC-MS/MS (n=35); Meconio recogido(n=99); Analisis de FAEEs por LC-MS/MS (n=98); Analisis de EtG y EtS por LC-MS/MS (n=98); Morini L, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Groppi A, Mastrobattista L, Pichini S. etil glucuronide and etil sulfate in meconium and hair-potential biomarkers of intrauterine exposure to ethanol. Forensic Sci Int Mar 20;196(1-3):74-7. Epub 2010 Jan 8.

23 EtG y EtS en meconio: segundo estudio Resultados en pelo: Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Todas las muestras de pelo materno fueron< LLOQ para el HEtG y para los HFAEEs; Todas las muestras de pelo neonatal fueron < LLOQ para el HEtG. Morini L, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Groppi A, Mastrobattista L, Pichini S. etil glucuronide and etil sulfate in meconium and hair-potential biomarkers of intrauterine exposure to ethanol. Forensic Sci Int Mar 20;196(1-3):74-7. Epub 2010 Jan 8.

24 EtG y EtS en meconio: segundo estudio Meconium results: Statistics Barcelona Reggio Emilia EtG Media (nmol/g) Mediana (nmol/g) % > LLOQ (0.022 nmol/g) EtS Media (nmol/g) Mediana (nmol/g) % > LLOQ (0.008 nmol/g) Media (nmol/g) FAEEs Mediana (nmol/g) % > 2nmol/g Morini L, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Groppi A, Mastrobattista L, Pichini S. etil glucuronide and etil sulfate in meconium and hair-potential biomarkers of intrauterine exposure to ethanol. Forensic Sci Int Mar 20;196(1-3):74-7. Epub 2010 Jan 8.

25 EtG y EtS en meconio: segundo estudio Resultados en meconio: Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Morini L, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Groppi A, Mastrobattista L, Pichini S. etil glucuronide and etil sulfate in meconium and hair-potential biomarkers of intrauterine exposure to ethanol. Forensic Sci Int Mar 20;196(1-3):74-7. Epub 2010 Jan 8.

26 EtG y EtS en meconio: niveles de referencia en la población 185 muestras de meconio analizadas (80 de Reggio Emilia y 105 de Barcelona); 110 muestras de meconio de recién nacidos de madres no bebedoras (confirmado por medio de cuestionarios y por tener concentraciónes de FAEEs e meconio <2 nmol / g) 70 muestras de meconio de recién nacidos con exposición al etanol incierta (no habria exposicion segun el cuestionario y niveles en meconio de FAEEs<y> de 2 nmol / g) Cinco muestras de meconio de recién nacidos de madres con consumo excesivo de alcohol (mediante cuestionario y con FAEEs> 50 nmol / g) Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population Baseline of Meconium etil Glucuronide and etil Sulfate Concentrations in Newborns of Nondrinking Women in 2 Mediterranean Cohorts. Ther Drug Monit Mar 23.

27 EtG y EtS en meconio: niveles de referencia en la población Estadisticas de EtG y EtS en meconio de los recien nacidos de madres abstemias Media (nmol/g) Min (nmol/g) Max (nmol/g) Confidence Interval 95% EtG Reggio Emilia muestras (n=50) Barcelonamuestras (n=60) EtS Reggio Emilia muestras (n=50) Barcelona muestras (n=60) Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population Baseline of Meconium etil Glucuronide and etil Sulfate Concentrations in Newborns of Nondrinking Women in 2 Mediterranean Cohorts. Ther Drug Monit Mar 23.

28 EtG y EtS en meconio: niveles de referencia en la población (ROC) curva para el EtG: La mejor sensibilidad y especificidad se obtuvieron para 2 nmol/g Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population Baseline of Meconium etil Glucuronide and etil Sulfate Concentrations in Newborns of Nondrinking Women in 2 Mediterranean Cohorts. Ther Drug Monit Mar 23.

29 EtG y EtS en meconio: niveles de referencia en la población Conclusiones El EtG y el ETS en meconio parecen ser tan sensibles y específicos como los FAEEs como marcadores para el diagnóstico de la exposición intrauterina a etanol Los resultados obtenidos muestran que hay una gran diferencia entre los niveles de EtG en meconio de los hijos de madres que no beben alcohol durante el embarazo con los que aparecen en los hijos de las madres que declaran un consumo significativo de alcohol Se ha observado que 2 nmol / g de EtG es el valor de corte más sensible y específico en la determinación de la exposición prenatal al alcohol Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population Baseline of Meconium etil Glucuronide and etil Sulfate Concentrations in Newborns of Nondrinking Women in 2 Mediterranean Cohorts. Ther Drug Monit Mar 23.

30 EtG y EtS en meconio: niveles de referencia en la población Conclusiones El ETS, aunque rara vez se detecta en meconio, su determinacion podría ser también útil puesto que se ha encontrado en cuatro de los cinco hijos de madres bebedoras Dado que un gran número de muestras de meconio no ha sido adecuadamente evaluados para EtG y ETS debido a la poca fiabilidad de los cuestionario autoadministrados en relación con los niveles detectados de FAEEs, la sensibilidad y la especificidad tanto del ETG y de los FAEEs en el diagnóstico de la exposición a alcohol intrauterina todavía está abierto a discusión y necesitan realizarse más estudios Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population Baseline of Meconium etil Glucuronide and etil Sulfate Concentrations in Newborns of Nondrinking Women in 2 Mediterranean Cohorts. Ther Drug Monit Mar 23.

31 EtG and EtS in meconium: Italian Baseline population study Un total de 607 muestras de meconio se obtuvieron de los recién nacidos de siete hospitales públicos: Verona y San Daniele del Friuli, en el noreste del país, Reggio Emilia, en el centro-este, Florencia y Roma en el centro y Nápoles y Crotone en el sur-oeste de la península. Los biomarcadores en meconio se midieron metodología validada utilizando cromatografía líquida- espectrometría de masas y los resultados se clasificaron con el valor de corte internacionalmente establecido de 2 nmol / g utilizando la suma de los siete FAEEs y de 2 nmol / g para el EtG, para diferenciar el consumo excesivo de etanol durante el embarazo del uso ocasional o ningun consumo en absoluto. S Pichini, E Marchei, F Vagnarelli, L Tarani, F Raimondi, R Maffucci, B Sacher, M Bisceglia, G Rapisardi, MR Elicio, Biban, P Zuccaro, R Pacifici, PhD, A Pierantozzi, L Morini, Assessment of prenatal exposure to ethanol by meconium analysis: results of an Italian multicentric study Accepted for pubblication on ACER, 2011

32 EtG and EtS in meconium: Italian Baseline population study Sobre la base de los niveles corte mencionados anteriormente, la prevalencia total de recién nacidos expuestos prenatalmente al etanol fue del 7,7% : un 0% en Verona, el 4,0% en San Daniele del Friuli, un 4,9% en Nápoles, un 5,0% en Florencia, 6.2 % en Crotone, el 10,6% en Reggio Emilia y el 33,3% en Roma. La positividad a los biomarcadores de la exposición neonatal se asoció con un bajo nivel de educación materna y una menor edad. Por otra parte, el mayor % de la exposición prenatal en la capital se relacionó significativamente con las caracteristicas sociodemográficas de la madre S Pichini, E Marchei, F Vagnarelli, L Tarani, F Raimondi, R Maffucci, B Sacher, M Bisceglia, G Rapisardi, MR Elicio, Biban, P Zuccaro, R Pacifici, PhD, A Pierantozzi, L Morini, Assessment of prenatal exposure to ethanol by meconium analysis: results of an Italian multicentric study Accepted for pubblication on ACER, 2011

33 EtG and EtS in meconium: Italian Baseline population study Conclusiones: La evaluación precisa de la exposición fetal a etanol, a través de la medición objetiva de biomarcadores en meconio, puede ser util para poder realizar de forma adecuada tanto el seguimiento como el tratamiento clínico y neurológico de los recién nacidos expuestos. Esto es particularmente importante en los casos de trastornos del espectro alcohólico fetal (FASD) ya que hasta ahora ningún estudio epidemiológico basado en la población ha examinado, en términos de riesgo relativo, la asociación entre la prevalencia de FASD y la exposición al alcohol gestacional. S Pichini, E Marchei, F Vagnarelli, L Tarani, F Raimondi, R Maffucci, B Sacher, M Bisceglia, G Rapisardi, MR Elicio, Biban, P Zuccaro, R Pacifici, PhD, A Pierantozzi, L Morini, Assessment of prenatal exposure to ethanol by meconium analysis: results of an Italian multicentric study Accepted for pubblication on ACER, 2011

34 EtG y ETS en placenta humana y tejidos fetales Hemos desarrollado y validado método para la determinación del ETG y el ETS en placenta humana y tejidos fetales que se ha aplicado a una cohorte de 35 muestras procedentes de abortos voluntarios El método ha demostrado por primera vez la presencia de estos dos metabolitos en la placenta y en los tejidos fetales Cuatro de las 35 muestras dieron positivo. Y se ha observado una buena correlación entre las concetraciones de ETG y ETS en la placenta y el feto. L Morini, M Falcón, S Pichini, O Garcia-Algar, P Danesino, A Groppi and A Luna, etil-glucuronide and etil-sulfate in placenta and fetal tissues by LC-MS/MS: biomarkers of transplacental ethanol transfer. Submitted for pubblication on Analytical Biochemistry, 2011

35 EtG y ETS en placenta humana y tejidos fetales Estos datos son claves en la evaluación del posible paso transplacentario del EtG y el ETS Esto confirmaria que el EtG y el ETS que se encuentran en el meconio no sólo serian debido a la metabolización del feto, sino también por la producción materna. Con estos dates se contribuye a comprender mejor el mecanismo de incorporación de estos dos metabolitos al meconio y otros aspectos importantes relacionados con el diagnóstico del FASD. L Morini, M Falcón, S Pichini, O Garcia-Algar, P Danesino, A Groppi and A Luna, etil-glucuronide and etil-sulfate in placenta and fetal tissues by LC-MS/MS: biomarkers of transplacental ethanol transfer. Submitted for pubblication on Analytical Biochemistry, 2011

36 Proyectos en curso Alcohol y embarazo, Murcia, del 1 al 2 de junio/2011 Determinación de Phosphatidyl etanol en placenta humana (proyecto diseñado por el IMIM de Barcelona): El Phospatdyl etanol en la sangre es un marcador sensible y específico de abuso crónico de alcohol La determinación de este compuesto en la placenta humana puede ser útil para evaluar el consumo de etanol durante el embarazo. Hasta ahora, el método está fase de validación, experimentos in vitro ya han sido desarrollados por el IMIM y estamos listos para evaluarlo como biomarcador de etanol