Animais de laboratório
Em animais de laboratório em estudos de toxicidade as erosões gástricas e úlceras na mucosa glandular ocorrem com bastante frequência. As erosões representam rupturas superficiais da mucosa muscular (Figura 8.3). As úlceras são lesões que se estendem através da mucosa muscular. Enquanto as características histopatológicas das erosões gástricas e das úlceras são em si relativamente inespecíficas, é importante procurar por qualquer patologia associada no estômago como a depleção de muco, hiperplasia ou displasia epitelial, metaplasia intestinal e lesões vasculares (veja abaixo).
Figure 8.3. Secção do estômago glandular de um rato tratado com uma dose elevada de antagonista da angiotensina II que mostra degeneração superficial e ulceração (erosão) da mucosa (H&E ×200)
As condições inflamatórias devidas a microorganismos são geralmente incomuns no estômago, os macacos podem apresentar uma variedade de organismos espiralados na mucosa gástrica, alguns dos quais foram associados à gastrite linfocítica com intestinalização da mucosa ou atrofia.8 Gastrite também é relatada em macacos de laboratório em associação com a presença de organismos Helicobacter.258 Como no estado análogo em humanos, o estômago dos animais afetados mostra infiltração da mucosa por pequenos linfócitos e plasmócitos, associados com alterações reativas ou atróficas e a presença de pequenas bactérias curvas nas glândulas, melhor vista com a coloração Warthin-Starry. Embora Helicobacter pylori possa infectar outras espécies, a maioria dos animais de laboratório não parece desenvolver a resposta inflamatória vista em primatas.259 Uma exceção parece ser o gerbo mongol, que é considerado o modelo de escolha no estudo da gastrite, úlcera gástrica e metaplasia em resposta à infecção por Helicobacterpylori.260 Ratos C57BL e algumas outras linhagens também parecem desenvolver alterações similares em resposta ao Helicobacter felis.261
Ulceração gástrica induzida experimentalmente pelo estresse pelo frio ou restrição é um fenômeno particularmente bem estudado em roedores.262 Há diferenças na sensibilidade a esta forma de estresse entre animais de laboratório. Por exemplo, os ratos Sprague-Dawley parecem menos suscetíveis aos efeitos ulcerogênicos do estresse pelo frio do que os ratos Wistar.262
Existe geralmente uma boa correlação de toxicidade induzida por drogas no trato gastrointestinal em animais de laboratório e humanos, embora a previsão do potencial ulcerogênico de drogas em humanos com base em modelos animais seja obscurecida pela falta de bons dados comparativos em pacientes.206 Existem grandes diferenças no relato de efeitos colaterais e comparações adequadas requerem não apenas doses terapêuticas equivalentes, mas também formas de dosagem comparáveis.148.263
Além disso, pode ser bastante difícil determinar se lesões inflamatórias no estômago de animais tratados indicam um risco ulcerogênico real para o composto de teste. Há pouco que seja histologicamente específico para a ulceração da mucosa glandular gástrica induzida por drogas. Erosões e úlceras desenvolvem-se em animais de laboratório após o stress, refluxo do conteúdo intestinal e da bílis, alterações na secreção ácida e hipoxia, podendo todas elas desenvolver-se sob as condições que ocorrem nos estudos de toxicidade em altas doses. A exigência de administrar o composto em altas doses também pode ditar a necessidade de administrar concentrações excessivamente altas de agente de teste, o que pode simplesmente danificar a mucosa como resultado de irritação local de uma forma não relevante para as doses terapêuticas utilizadas na prática clínica. Por exemplo, foi demonstrado que a administração oral de soluções hiperosmolares de substâncias bastante inócuas como glicose ou cloreto de sódio pode causar inflamação gástrica, hemorragia, erosões e úlceras da mucosa gástrica de ratos.264,265 Também foi demonstrado que as soluções hiperosmolares de cloreto de sódio induzem um aumento da expressão das enzimas citocromo P450 dos subtipos CYP1A e CYP3A na superfície e células foveolares da mucosa gástrica de ratos, o que também poderia modificar a expressão da atividade xenobiótica.265 A conhecida associação de erosões gástricas e hemorragia com uraemia pode também manifestar-se após a administração de altas doses de medicamentos, como diuréticos que desarranjam gravemente o equilíbrio hídrico e electrolítico.11 O sinergismo entre a ação ulcerogênica de drogas e o estresse também é um fenômeno bem descrito.266.267 O esgotamento de proteínas e a fome também são capazes de induzir ulceração gástrica em ratos.268
Em animais de laboratório, uma variedade de diferentes padrões de danos gástricos induzidos por drogas tem sido descrita. Um estudo de diferentes anti-inflamatórios administrados a ratos Sprague-Dawley em jejum sob condições idênticas, sugeriu que os medicamentos poderiam ser divididos em três grupos com base em seus perfis de toxicidade gastrointestinal.269 Medicamentos imunológicos e agentes antiproliferativos anticancerígenos como azatioprina, ciclofosfamida, metotrexato e D-penicilamina produziram hemorragia da mucosa gástrica enquanto a aspirina e agentes relacionados produziram hemorragia da mucosa gástrica e úlceras. Os poderosos anti-inflamatórios não esteróides indometacina e fenilbutazona produziram erosão e úlceras da mucosa gástrica, bem como danos no intestino delgado. No entanto, novas terapias direcionadas para o tratamento do câncer podem não se enquadrar nestas categorias simples. Por exemplo, um inibidor da quinase dependente da ciclina que produziu necrose celular única no intestino em ratos tratados, também produziu danos celulares (apoptose) nas glândulas gástricas das regiões do fundo e pilóricas, mais marcadamente nas zonas basais e regiões do istmo.270
Estudos comparativos de dose oral única de vários agentes anti-inflamatórios não-esteróides em três níveis de dose diferentes no rato, usando avaliação histológica e medição da perda de sangue fecal com51 células sanguíneas marcadas com Cr também mostraram que diferentes padrões de ulceração podem ser produzidos por diferentes agentes quando administrados sob condições idênticas.271 Doses orais únicas de alguns anti-inflamatórios não-esteróides, incluindo aspirina, produziram danos superficiais generalizados e descamação do epitélio gástrico com pouca ou nenhuma inflamação às 6 horas após a dosagem que cicatrizou completamente 2 semanas depois. Este dano foi associado com perda transitória de sangue fecal. Em contraste, indometacina e ibuprofeno produziram danos gástricos e úlceras circunscritas, penetrando ao longo da borda mesentérica do jejuno e íleo. Além disso, as úlceras ainda estavam presentes após 2 semanas e estavam associadas com perda sanguínea prolongada ou bifásica. Os fatores farmacocinéticos também podem ser importantes. A solubilidade lipídica no ambiente de baixo pH do estômago pode influenciar a penetração local na mucosa.272
Além disso, as condições de alimentação influenciam a distribuição de erosões e úlceras em animais de laboratório. Em ratos jejuados, as erosões devidas ao tratamento com indometacina são encontradas no corpo do estômago enquanto que em ratos alimentados convencionalmente são mais proeminentes no intestino delgado. Um estudo detalhado mostrou que ratos alimentados por uma hora após um jejum de 24 horas e que receberam uma única dose de indometacina dentro de 2 horas após a re-alimentação desenvolveram erosões e úlceras no antro, principalmente ao longo da menor curvatura. Indometacina dada a ratos em jejum produziu erosões na mucosa corporal.273
Um outro fator que precisa ser levado em conta é que a administração crônica de compostos ulcerogênicos pode produzir aparências patológicas bem diferentes daquelas encontradas após a administração de dose única. A administração de aspirina a ratos durante 4 semanas tem demonstrado estimular a proliferação epitelial do corpo gástrico mas não da mucosa antral, possivelmente por um efeito na adenosina cíclica 3′,5′ monofosfato (AMP cíclico) ou pelo aumento da taxa de esfoliação epitelial.274 Tal resposta pode ser a base para o aumento da resistência da mucosa gástrica aos efeitos crónicos destes agentes. Também pode explicar a tendência de ocorrência de úlceras no antro após a administração crônica de drogas semelhantes à aspirina como resposta proliferativa e presumivelmente o potencial adaptativo aparece menos nesta parte da mucosa gástrica.
Algumas variações interespécies e diferenças de tensão têm sido relatadas na resposta aos compostos ulcerogênicos. Extravasamento de eritrócitos e maior dano vascular foi observado em ratos tratados com aspirina ou benoxprofeno do que em suínos em doses semelhantes.275
Vale a pena registrar também que em modelos farmacológicos animais, notadamente aqueles que utilizam o rato, os inibidores COX-2 geralmente parecem ser menos ulcerogênicos do que os antiinflamatórios não-esteróides convencionais, consistentes com seus efeitos relatados em pacientes.276-280 Entretanto, o simples conceito de que a inibição da COX-1 causa danos gastrointestinais e a inibição seletiva da COX-2 não é ulcerogênica tem sido obscurecido por uma série de observações experimentais.281 Por exemplo, a inibição da COX-2 retarda a cicatrização da úlcera gástrica através da interferência na proliferação celular, angiogênese e maturação do tecido de granulação.282 Além disso, estudos de toxicidade em altas doses revelaram que os inibidores da COX-2 podem causar ulceração gastrointestinal. Por exemplo, ratos, cães e camundongos desenvolveram ulceração gástrica ou pilórica quando tratados com o celecoxib inibidor COX-2, embora o intestino delgado distal parecesse ser afetado de forma mais acentuada.283 Curiosamente, também tem sido demonstrado pela imunocitoquímica que a distribuição da expressão da COX-2 nas células intersticiais (monócitos, macrófagos, fibroblastos e células endoteliais) da lâmina própria predomina no íleo distal, o que levou à sugestão de que este poderia ser um fator na maior sensibilidade do íleo do que o estômago aos efeitos ulcerogênicos da inibição da COX-2.284
Diuréticos e alguns inibidores da enzima conversora da angiotensina (ECA) e antagonistas da angiotensina II têm sido associados ao desenvolvimento de erosões gástricas e ulceração quando administrados em altas doses a animais de laboratório (Figura 8.3).11.285 Entretanto, esses efeitos parecem estar relacionados aos graves distúrbios eletrolíticos produzidos por doses excessivas desses medicamentos. Isto talvez seja análogo à conhecida associação da erosão do trato gastrointestinal e hemorragia com a uraemia. Os cães parecem ter uma predisposição particular para este efeito. O exame microscópico pode mostrar que esta forma de ulceração está associada à deposição de substância basofílica no solo e mineral nos tecidos conjuntivos e vasos sanguíneos na mucosa.286 O dano vascular que pode ocorrer em animais de laboratório tratados com altas doses de drogas cardioativas, como os inibidores da fosfodiesterase, também pode ocorrer em vasos sanguíneos intramucosos do estômago e o processo inflamatório pode se espalhar para a mucosa glandular”
Infiltração do estômago por linfócitos em ratos tratados com interleucina 2 recombinante humana sem ulceração foi relatado como parte de um envolvimento multisistêmico induzido por este agente.287