Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos

ITG SUBJECT: LOS PIRÓGENOS, TODAVÍA UN PELIGRO

Introducción

La aparición de la aguja hipodérmica proporcionó una nueva vía de administración de medicamentos. \Pero, según las referencias actuales, los primeros fármacos parenterales eran toscos e inseguros, ya que el aumento del uso de estas primeras soluciones inyectables trajo consigo infecciones, reacciones adversas a los fármacos, fiebres de etiología desconocida e incluso muertes por shock. A los primeros trabajadores del campo de la microbiología les resultaba desconcertante que se produjeran fiebres esporádicas al inyectar incluso las soluciones estériles.

Las soluciones inyectables modernas son más seguras, pero la bibliografía sigue informando de reacciones adversas. En este número compartimos la preocupación por el paciente que no puede tomar líquidos por vía oral, debido a la cirugía o a ciertos tipos de enfermedad, que podría sufrir las consecuencias de las toxinas no deseadas conocidas como sustancias productoras de fiebre, si están presentes en el producto parenteral. Esperamos mostrar el beneficio de lo que se ha aprendido en esta área.

Historia – Pirógenos

En la última parte del siglo XIX se sabía que algunas soluciones parenterales causaban un marcado aumento de la temperatura corporal. No se conocían los agentes productores de fiebre. Las enfermedades producidas por esta «sustancia febril» se describían de forma variada como «fiebre por inyección», «fiebre por agua destilada» y «fiebre salina», entre otros términos. Hoy en día, los pirógenos bacterianos se reconocen como el agente causante de muchas de esas primeras fiebres y de muchos de los otros efectos biológicos descritos incidentalmente en la terapia parenteral. A partir de esto podemos entender por qué hay que tener el máximo cuidado durante la preparación y el uso de las soluciones inyectables para excluir el pirógeno subrepticio.

Defensas naturales y pirógenos

Como humanos sanos sometidos a una distribución universal de microbios en el medio ambiente, coexistimos con el mundo microbiano. Normalmente, las defensas naturales del cuerpo restringen los microbios y sus metabolitos (toxinas, etc.) a las zonas donde pueden ser tolerados, como en la piel y en el tracto alimentario. La vía de administración parenteral de un fármaco permite que el pirógeno, si está presente, eluda las defensas normales del organismo. La respuesta del huésped está mediada por los leucocitos (glóbulos blancos), que a su vez liberan su propio tipo de pirógeno (pirógeno endógeno) y éste, a su vez, inicia la respuesta febril y una multitud de otras reacciones biológicas.

Efectos biológicos de las endotoxinas

La gran variedad de efectos biológicos atribuidos a los pirógenos bacterianos ha despertado un interés considerable. \3, \4 Las reacciones del huésped a los pirógenos se espera que sean de las siguientes categorías: 1) producción de fiebre, 2) shock y 3) cambios en las funciones fisiológicas.

La fiebre es un efecto bien conocido, de ahí el término «pirógeno». Aproximadamente una hora después de la inyección de pirógenos en conejos (o en el hombre), se produce un aumento de la temperatura corporal. Cuando los pirógenos bacterianos se inyectan en cantidades suficientes, quizás en cantidades de microgramos, la fiebre producida va acompañada de escalofríos, dolores corporales, un aumento de la presión arterial y, posiblemente, un estado de shock y muerte. A partir de cantidades de inyección más pequeñas, el cuerpo muestra un aumento de la permeabilidad capilar y una amplia variedad de otros cambios circulatorios. Ejemplos de estos cambios se muestran por una reducción seguida de un aumento del número de glóbulos blancos, hemorragias tumorales y cambios en las presiones venosas.

En casos especiales, los pirógenos pueden demostrar el fenómeno de Shwartzman. Se trata de una reacción hemorrágica grave con necrosis localizada. Puede demostrarse en un conejo al que se le inyecta primero por vía subcutánea un pirógeno bacteriano, y al que se le inyecta por vía intravenosa 24 horas después el mismo pirógeno. El lugar de la inyección posterior se vuelve azul en el centro y rojo en la periferia.

La tolerancia a los pirógenos es otra reacción importante que se desarrolla cuando los animales reciben inyecciones repetidas de un pirógeno. Se desarrolla una sensibilidad reducida al mismo y a otros pirógenos que anula la respuesta febril y requiere que el animal tolerante sea retirado de más pruebas de pirógenos. «Sensibilidad» significa que el animal reacciona a una cantidad mínima de material pirogénico. Aunque el conejo es el animal de ensayo más utilizado, se considera que el hombre es el más sensible a los pirógenos.

Toxinas bacterianas

Hay dos tipos generales de toxinas bacterianas.

Las exotoxinas se producen durante la fase de crecimiento de ciertos tipos de bacterias y se liberan en el medio o en los tejidos. Las exotoxinas son de naturaleza proteica y sus reacciones son específicas. Por ejemplo, el Clostridium botulinum produce una exotoxina de potencia inusual que afecta únicamente al tejido neurológico. Otros ejemplos conocidos de exotoxinas son la toxina del tétanos, la toxina Shiga y la toxina de la difteria.

Las endotoxinas son otro tipo de toxina que puede extraerse de una amplia variedad de bacterias gramnegativas. El término «endotoxina» suele ser intercambiable con el de «pirógeno», aunque no todos los pirógenos son endotoxinas y las pruebas de pirógenos por sí solas no pueden utilizarse por completo para la detección y caracterización de las endotoxinas microbianas. Se requieren dosis más altas de endotoxina para producir un efecto letal en el animal de experimentación que las requeridas para las exotoxinas. Los efectos producidos por las endotoxinas en el huésped son sistémicos, como la fiebre y las reacciones corporales generales, y no efectos estrictamente neurológicos, como ocurre con la mayoría de las exotoxinas. Las endotoxinas se encuentran sobre todo en las bacterias gramnegativas y se obtienen tras la muerte y autolisis de las células. Las endotoxinas se extraen de la estructura celular (pared celular) y se asocian a ella. Buenos ejemplos de bacterias productoras de pirógenos son S. typhosa, E. coli y Ps. aeruginosa.

Propiedades adicionales de los pirógenos

Al enumerar las propiedades adicionales, se puede decir que los pirógenos: (1) se sabe que consisten bioquímicamente en una sustancia lipídica-polisacárida-péptida; (2) son termoestables a la temperatura del agua hirviendo; (3) tienen una toxicidad aguda relativamente baja para el hombre; (4) demuestran un bajo orden de respuesta inmunitaria; y (5) pueden producirse a partir de bacteriemias gramnegativas persistentes que podrían tener una tasa de mortalidad del 50%. \6\

Se indica a los médicos que busquen inmediatamente la causa de las bacteriemias persistentes. Las posibles fuentes podrían ser la felbitis en el sitio del catéter, el equipo de infusión o la solución parenteral. Es interesante señalar que el manejo de los pacientes en shock pirogénico incluye la administración de fluidos parenterales (ojalá no pirogénicos).

Hágalo libre de pirógenos

Los procedimientos bactericidas como el calentamiento, la filtración o las técnicas de adsorción no eliminan los pirógenos de las soluciones parenterales. Todos los ingredientes deben mantenerse libres de pirógenos en primer lugar. Para esta garantía, el fabricante lleva a cabo pruebas exhaustivas de detección de pirógenos en todos los ingredientes de los medicamentos parenterales y se ocupa de su correcto almacenamiento antes de su uso. Lo ideal es que el fabricante reconozca los pasos críticos en las operaciones de fabricación que podrían permitir el crecimiento de bacterias productoras de pirógenos, y supervise estas áreas de forma rutinaria. Por ejemplo, el agua de los tanques de retención se sometería a pruebas de pirógenos y el fabricante insistiría en los tiempos mínimos de retención para que sólo se utilice agua libre de pirógenos. El agua libre de pirógenos, como «agua para inyección» que se describe en la USP, es el corazón de la industria de parenterales.

Asunto de pirógenos – USP

La USP actual describe claramente el ensayo de pirógenos. La USP XIX considera que una solución es pirogénica cuando se inyectan 10 m1/kg en un conejo y se produce un aumento de la temperatura de 0,6 C o más para cualquier conejo, o un aumento total de más de 1,4 C para tres conejos en un grupo de prueba de tres conejos. El método oficial de los conejos requiere mucho tiempo, gastos, formación y experiencia para dominarlo. Hay pocos atajos. La consecuencia de no realizar pruebas de pirógenos podría ser aún más costosa en términos de reacciones de los pacientes y retirada de medicamentos.

Ensayo de pirógenos – Lisado de amebocitos del limulus

Muchos laboratorios realizan ensayos de pirógenos mediante el método de ensayo del lisado de amebocitos del limulus (LAL). \El método LAL es útil sobre todo para el cribado de productos que no es posible analizar con el método del conejo. Los productos que mejor se analizan para detectar endotoxinas mediante técnicas de LAL son: radiofármacos, anestésicos y muchos productos biológicos. Básicamente, el método LAL hace reaccionar la hemolinfa (sangre) de un cangrejo de herradura (limulus polyphemus) con una endotoxina para formar un gel. La cantidad de endotoxina que se gelifica se determina a partir de técnicas de dilución que comparan la formación de gel de una muestra de ensayo con la de un pirógeno de referencia, o de métodos espectrofotométricos que comparan la opacidad de la formación de gel de una muestra de ensayo con la de un pirógeno de referencia. La prueba LAL se considera específica para la presencia de endotoxinas y es al menos cien veces más sensible que la prueba del conejo. \Incluso cantidades de picogramos de endotoxinas pueden ser mostradas por el método de LAL. Aunque la LAL es un método de prueba de pirógenos relativamente nuevo, se ha demostrado que hay una gran variedad de derivados de polisacáridos que dan resultados positivos en la prueba del limulus y también muestran actividad febril. También es un hecho que algunas sustancias interfieren con la prueba de LAL incluso cuando los pirógenos están presentes.

Algunas empresas utilizan la prueba de LAL para el cribado de pirógenos en las materias primas, y siguen con la prueba de pirógenos en el producto final mediante el ensayo de conejo USP. La prueba de LAL para pirógenos en medicamentos requiere una modificación de la NDA para cada producto. Los reactivos de la prueba LAL están autorizados por la Oficina de Productos Biológicos. Para los dispositivos, una empresa debe tener su protocolo aprobado por el Director de la Oficina de Dispositivos Médicos, antes de que pueda sustituir el ensayo LAL por el de conejo. \El futuro de las pruebas de LAL parece prometedor, ya que se está considerando su inclusión en la USP, pero no es un método oficial en este momento.

Lo que sí es cierto es que los pirógenos siguen siendo una fuente potencial de peligro con el uso de la terapia parenteral. La exclusión total de los pirógenos requiere nuestra vigilancia continua en relación con la fabricación de medicamentos parenterales. \a)\aParenteral (para = más allá; enteron = intestino) No a través del tracto alimentario sino por alguna otra vía, como subcutánea, intramuscular, intravenosa, intraespinal, etc.

b)\aPirógeno: agente de origen bacteriano que produce fiebre; endotoxina. Dorland’s Illustrated Medical Dictionary. 25th E.W.B. Saunders, Philadelphia.

1. Singer, Charles Joseph; Underwood, Edgar Ashworth. A Short History of Medicine. 2nd Ed., 1962. Oxford Univ. Press, NY, y Oxford.
2. Hindman, S. H. et al. «Pyrogenic Reactions During Haemodialyzing Caused by Endotoxin». Lancet 2 (7938): 732-4, 18 de octubre de 1975.
3. Kadis, Solomon; Weinbaum, George; Ajl, Samuel J.; Microbial Toxins Vol. IV & V. 1971 Academic Press, NY & Londres.
4. Davis, Bernard E., et al. Endotoxins: Textbook of Microbiology, pp 615-7. Cuarta impresión. División médica de Hoeber. Harper & Row Publishers, NY.
5. Stainer, Roger Y.; Doudoroff, Michael; Adelberg, Edward A. The Microbial World, Prentice Hall, Inc., 3rd Ed, 1970.
6. Krupp, Marcus A. & Chatton, Milton J.; Current Medical Diagnosis and Treatment. p. 775, Lange Medical Publications, 1975, Los Altos, CA
7. Rastogi, S. C.; Hochstein, H. D.; Seligman, E. B. Jr.; «Statistical Determination of Endotoxin Content in Influenza Virus Vaccine by the Limulus Amoebocyte Lysate Test». J. Clin Microbiol 6(2): 144-8, agosto de 1977.
8. Nandan, R.; Nakashima, C. Y., Brown, D. R.; «Detection of Endotoxins in Human Blood and Plasma». Una prueba de pirógenos in vitro mejorada. Clin Chem 23(11): 2080-4 Nov. 1977.
9. Wachtel, R. E.; Tskji, K.; «Comparison of Limulus Amoebocyte Lysates and Correlation with the USP Pyrogen Test». Appl. Environ. Microbiology 33(6) 1265-9, junio de 1977.
10. Docket No. 77N-0282 como se encuentra en FR Doc. 77-31926 File 11-3-77 (Vol. 42, No. 213 — viernes, 4 de noviembre de 1977) y como se encuentra en FR Doc. 78-623 File 1-12-78 (Vol. 43, No. 9 — viernes, 3 de enero de 1978)