Servei de Bioquímica i Genètica Molecular

Farmacologia i Toxicologia

La Secció de Farmacologia i Toxicologia està constituïda per un conjunt de laboratoris altament especialitzats que lideren noves estratègies en l'anàlisi de fàrmacs, drogues d'abús i altres tòxics. L'activitat assistencial de la Secció es desenvolupa al voltant de sis àrees de coneixement: Farmacologia, Farmacogenètica, Toxicologia, Estudi Bioquímic de les Porfirines, Vitamines, Metalls i Elements traça.

En concret, el laboratori de Farmacologia lidera les noves estratègies en monitorització farmacològica integral basada en la combinació de variables farmacocinètiques, farmacogenètiques i farmacodinàmiques. Una de les seves principals àrees de coneixement, on actua com a laboratori de referència, és la monitorització integral de les teràpies amb agents immunosupressors o antitumorals per assolir tractaments personalitzats més segurs i eficaços. Té una àmplia experiència en la realització d'estudis de Fase I, estudis d'escalat de dosis en nous medicaments, en compliment de les normes EMA per a la validació de mètodes analítics i de les Bones Pràctiques de Laboratori. També, es realitzen estudis farmacocinètics per al desenvolupament de nous fàrmacs antitumorals, antiretrovirals, antimicrobians, antipsicòtics, antiepilèptics i antidepressius.

En l'àmbit de la Toxicologia es realitza la confirmació i cribratge ampliat de drogues i fàrmacs per mètodes basats en espectrometria de masses, permetent identificar drogues d’abús menys freqüents (ketamina, escopolamina, GHB, etc) i Noves Substàncies Psicoactives (NPS), així com la determinació de fàrmacs i biomarcadors toxicològics útils per millorar el tractament de deshabituació a drogues d’abús. A més, el laboratori de Toxicologia engloba l’anàlisi de metanol, etilenglicol, i amatoxines, actuant com a laboratori de referència les 24 hores/7 dies a la setmana.

L’anàlisi de Metalls i Elements traça en diferents matrius biològiques és rellevant en situacions de control nutricional, alteracions metabòliques, diagnòstic bioquímic i seguiment de la malaltia de Wilson i de l’hemocromatòsi, i control i prevenció de toxicitat en exposició laboral i/o ambiental.

L'Estudi Bioquímic de les Porfirines juga un paper rellevant en el diagnòstic dels diferents tipus de porfíries, sent reconeguts com a centre de referència de la International Porphyria Network (IPNET).

L'anàlisi de Vitamines té com a objectiu estudiar els aspectes bioquímics de la nutrició i té un paper important en pacients amb malnutrició, dietes restrictives, pacients amb nutrició parenteral, cirurgies by-pass gàstric, alcoholisme crònic, malalties cròniques associades amb malabsorció o pacients oncològics, i la interacció amb medicaments.

Entre els mètodes analítics utilitzats per al desenvolupament de l'activitat assistencial destaquen la cromatografia líquida/de gasos acoblada a detectors d'espectrometria de masses (LC-MS/MS; GC-MS), cromatografia líquida acoblada a detector ultravioleta o fluorescència (LC-DAD o LC-FD), cromatografia de gasos amb detector d’ionització de flama (GC-FID), espectrometria de masses amb plasma acoblat inductivament (ICP-MS), espectrofotometria d'absorció atòmica i la PCR en temps real (RT-PCR), entre d’altres. Aquestes metodologies requereixen d’un processament previ de les mostres i un alt nivell de capacitació del personal.

Cap de secció: Dra. Marina Parra

Tècniques destacades

Genotipat dels farmacogens i Panell de farmacogenètica

Els estudis farmacogenètics ens permeten predir el fenotip metabolitzador dels pacients i la seva capacitat per distribuir els medicaments. Aquest anàlisi farmacogenètic, gens individuals o grups de gens segons especialitat clínica (oncologia, psiquiatria, cardiologia, entre d’altres) permet escollir el millor fàrmac i dosi inicial per a cada pacient. L’objectiu és assolir concentracions dins de les dianes terapèutiques i prevenir les reaccions adverses associades als medicaments. Els farmacogens i les variables genètiques avaluades ens permeten establir recomanacions en la prescripció dels medicaments segons les guies nacionals i internacionals de farmacogenètica.

Cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem per l’anàlisi de diversos grups farmacològics

Al nostre laboratori realitzem la monitorització terapèutica de diferents fàrmacs (immunosupressors, antitumorals, antiretrovirals, antimicrobians, antipsicòtics, antiepilèptics, antidepressius, etc) per assolir tractaments personalitzats amb la màxima eficàcia i mínima toxicitat.

També oferim la possibilitat de mesurar l'àrea sota la corba (AUC) dels fàrmacs immunosupressors (tacrolimus, everolimus, sirolimus, ciclosporina, àcid micofenòlic), antitumorals (5-fluorouracil, doxorubicina, sorafenib, metabòlits de la azatioprina), entre d’altres, ja que és el paràmetre farmacocinètic que aporta més informació sobre l'exposició del fàrmac i, per tant, potencial efecte terapèutic o tòxic.

Quantificació d'immunosupressors en sang impregnada en paper (DBS) 

Hem desenvolupat i validat el mètode d'anàlisi de tacrolimus i els inhibidors de mTOR (sirolimus, everolimus) en sang capil·lar impregnada en paper absorbent secant (de l'anglès, dry blood spot (DBS)). L'objectiu del desenvolupament d'aquest mètode és permetre al pacient obtenir la mostra de sang pel monitoratge d’aquests fàrmacs des de casa i poder-la remetre per correu ordinari, sense necessitat d'acudir al centre hospitalari. Tenint en compte que són anàlisis necessàries de forma periòdica, aquesta estratègia suposa una notable millora en la qualitat de vida del pacient.

Optimització i noves estratègies de tractament amb psicofàrmacs durant l'etapa perinatal

La farmacoteràpia dels trastorns mentals en dones embarassades sovint esdevé una tasca complexa, tant pels canvis fisiològics propis de la gestació com per a la necessitat de balancejar els riscos potencials per al fetus amb els riscos derivats de no tractar adequadament el trastorn mental matern.

Aquests canvis fisiològics, poden influir en els processos farmacocinètics -com l’absorció, la distribució, el metabolisme i l’eliminació dels fàrmacs- i, en conseqüència, modificar la resposta terapèutica.

Davant d'aquesta complexitat, hem desenvolupat metodologies i estratègies de planificació orientades al disseny individualitzat del tractament psicofarmacològic durant la gestació.

Paral·lelament, hem establert procediments estandarditzats per al monitoratge analític dels psicofàrmacs en l’etapa perinatal (preconcepcional, embaràs i postpart), així com en nounats exposats intraúter o a través de la lactància materna. Aquestes accions es duem a terme en col·laboració amb la Unitat de Salut Mental Perinatal.

Control i prevenció de la toxicitat derivada de l'exposició a metalls. Factors determinants i població de risc 

Al nostre laboratori disposem de metodologies avançades per a l'anàlisi d'elements traça essencials i metalls tòxics, aplicables en contextos de control nutricional, prevenció i seguiment de la toxicitat derivada de l' exposició laboral i/o ambiental, així com en el diagnòstic i seguiment de la malaltia de Wilson, incorporant la determinació de nous biomarcadors com el coure intercanviable i el coure intercanviable relatiu, i d’altres patologies associades a l’acumulació de metalls tòxics, com el saturnisme.

Aquestes prestacions també permeten avaluar l'eficàcia dels tractaments amb agents quelants i dels processos de depuració renal i extrarrenal. Tot i que les matrius més habituals són la sang i l'orina, també treballem amb mostres alternatives com cabell, ungles, aigües, concentrats de diàlisi i biòpsies de teixit hepàtic.

Apliquem algoritmes d'interpretació de resultats que consideren aspectes toxicocinètics, fisiopatològics i altres factors determinants com la dieta, l’edat, el gènere o el ritme circadià.

Diagnòstic i seguiment de les Porfíries

El nostre laboratori de Porfirines està acreditat per la xarxa International Porphyria Network (IPNET). Som laboratori de referència en l'anàlisi de porfirines en diferents matrius biològiques per al diagnòstic bioquímic de les malalties rares tipificades com a porfíria. Per fer-ho, utilitzem tècniques de fluorimetria, cromatografia líquida d'alta resolució i espectrofotometria per a l'anàlisi de porfirines en sang, orina i femta, podent diagnosticar tots els tipus de porfíria. Treballem conjuntament amb la Secció de Genètica i les Unitats Clíniques de Dermatologia i Hepatologia, per al seguiment clínic, assaig de nous tractaments, així com en la participació en reunions i associacions per a l'estudi de les porfíries.

Anàlisi toxicològica d'urgències (24h): Intoxicació per metanol i/o etilenglicol 

El laboratori de Toxicologia és laboratori de referència en l’anàlisi de metanol i/o etilenglicol en la sang de pacients amb sospita d'intoxicació per aquests. Té una experiència de més de 20 anys en la determinació urgent (24 hores / 7 dies) d'aquests tipus d'alcohols d'elevada toxicitat mitjançant tècniques de cromatografia de gasos. La intoxicació per aquests alcohols comporta una elevada morbi-mortalitat i és de vital importància el seu diagnòstic precoç al laboratori.

Anàlisi toxicològica d'urgències (24h): Intoxicació per amatoxines

El laboratori de Toxicologia és laboratori de referència també per l’anàlisi d’amatoxines en orina, durant 24 hores i de forma urgent. Les amatoxines són toxines que es troben als bolets hepatotòxics (Amanita phalloides, Lepiota, Galerina), la ingesta dels quals és potencialment letal. Utilitzem una tècnica d'ELISA per a la detecció d'amatoxines en la orina de pacients en què se sospita la ingesta accidental de bolets hepatotòxics. L’anàlisi urgent d’amatoxines ens permet el diagnòstic precoç i realitzar el tractament de forma urgent, ja que aquesta intoxicació està associada amb una elevada morbi-mortalitat. La tècnica d'ELISA s'ha correlacionat amb la pertinent confirmació per cromatografia líquida i espectrometria de masses.

Confirmació i cribratge ampliat de drogues d’abús

En el laboratori de Toxicologia es realitza l’anàlisi confirmatori i cribratge ampliat de drogues d’abús en orina majoritàriament de pacients ingressats per intoxicació per drogues d’abús o bé amb sospita de submissió química. L’anàlisi confirmatori és rellevant per confirmar els resultats presumptius d’immunoanàlisi especialment en nounats, nens i embarassades. El cribratge ampliat de drogues en orina ens permet ampliar l’estudi toxicològic amb drogues d’abús menys freqüents (ketamina, GHB, escopolamina, catinones sintètiques), realitzant un cribratge dirigit i no dirigit, el qual permet la identificació de Noves Substàncies Psicoactives (NPS). El Laboratori de Toxicologia participa en el Sistema Español de Alerta Temprana (SEAT) dins de la Delegació del Govern pel Pla Nacional sobre Drogues notificant noves drogues (NPS) identificades en mostres de pacients.

Anàlisi de vitamines

El laboratori de Vitamines engloba les determinacions de vitamina A, B1 (tiamina), B6 (piridoxal fosfat), C, E i beta-carotè. La seva anàlisi és d’especial rellevància en pacients amb malnutrició, dietes restrictives, pacients amb nutrició parenteral, cirurgies by-pass gàstric, alcoholisme crònic, malalties cròniques associades amb malabsorció (p.ex. celiaquía) o pacients oncològics i la interacció amb medicaments.

Recerca

“La medicina personalitzada en l'àmbit de la farmacologia i la toxicologia és el nostre compromís”.

Línies de recerca: 

• Estudi i avaluació clínica de noves variants genètiques associades a la resposta personalitzada als tractaments farmacològics.
• Identificació i validació de biomarcadors farmacodinàmics i biomarcadors predictius del risc de rebuig i evolució de l'empelt.
• Desenvolupament de nous mètodes orientats a la identificació de Noves Substàncies Psicoactives (NPS).

Projectes en desenvolupament: 

• Anàlisi de l'expressió d'un panell de miRNAs i quimiocines com a biomarcadors pronòstic precoços del risc de rebuig intervingut per cèl·lules T i subclínic post-trasplantament hepàtic.
• Avaluació d'una proposta d'implementació de farmacogenètica en el sistema nacional de salut (BIOFRAM22).

Accés a la secció de Recerca de l'Hospital Clínic de Barcelona

Accés a la secció de Recerca del CDB