Bioquímica y Genética Molecular

Farmacología y Toxicología

La Sección de Farmacología y Toxicología está constituida por un conjunto de laboratorios altamente especializados que lideran nuevas estrategias en el análisis de fármacos, drogas de abuso y otros tóxicos. La actividad asistencial de la Sección se desarrolla en torno a seis áreas de conocimiento: Farmacología, Farmacogenética, Toxicología, Estudio Bioquímico de las Porfirinas, Vitaminas, Metales y Elementos traza.

En concreto, el laboratorio de Farmacología lidera las nuevas estrategias en monitorización farmacológica integral basada en la combinación de variables farmacocinéticas, farmacogenéticas y farmacodinámicas. Una de sus principales áreas de conocimiento, donde actúa como laboratorio de referencia, es la monitorización integral de las terapias con agentes inmunosupresores o antitumorales para lograr tratamientos personalizados más seguros y eficaces. Tiene una amplia experiencia en la realización de estudios de Fase I, estudios de escalado de dosis en nuevos medicamentos, en cumplimiento de las normas EMA para la validación de métodos analíticos y de las Buenas Prácticas de Laboratorio. También se realizan estudios farmacocinéticos para el desarrollo de nuevos fármacos antitumorales, antirretrovirales, antimicrobianos, antipsicóticos, antiepilépticos y antidepresivos.

En el ámbito de la Toxicología se realiza la confirmación y cribado ampliado de drogas y fármacos por métodos basados en espectrometría de masas, permitiendo identificar drogas de abuso menos frecuentes (ketamina, escopolamina, GHB, etc.) y Nuevas Sustancias Psicoactivas (NPS), así como la determinación de fármacos y biomarcadores toxicológicos útiles para mejorar el tratamiento de deshabituación a drogas de abuso. Además, el laboratorio de Toxicología engloba el análisis de metanol, etilenglicol y amatoxinas, actuando como laboratorio de referencia las 24 horas/7 días a la semana.

El análisis de Metales y Elementos traza en diferentes matrices biológicas es relevante en situaciones de control nutricional, alteraciones metabólicas, diagnóstico bioquímico y seguimiento de la enfermedad de Wilson y de la hemocromatosis, así como en el control y prevención de toxicidad en exposición laboral y/o ambiental.

El Estudio Bioquímico de las Porfirinas juega un papel relevante en el diagnóstico de los diferentes tipos de porfirias, siendo reconocidos como centro de referencia de la International Porphyria Network (IPNET).

El análisis de Vitaminas tiene como objetivo estudiar los aspectos bioquímicos de la nutrición y juega un papel importante en pacientes con desnutrición, dietas restrictivas, pacientes con nutrición parenteral, cirugías de by-pass gástrico, alcoholismo crónico, enfermedades crónicas asociadas con malabsorción o pacientes oncológicos, y la interacción con medicamentos.

Entre los métodos analíticos utilizados para el desarrollo de la actividad asistencial destacan la cromatografía líquida/gases acoplada a detectores de espectrometría de masas (LC-MS/MS; GC-MS), cromatografía líquida acoplada a detector ultravioleta o fluorescencia (LC-DAD o LC-FD), cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GC-FID), espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), espectrofotometría de absorción atómica y la PCR en tiempo real (RT-PCR), entre otros. Estas metodologías requieren un procesamiento previo de las muestras y un alto nivel de capacitación del personal.

Jefa de sección: Dra. Marina Parra

Técnicas destacadas

Genotipado de los farmacogenes y Panel de farmacogenética

Los estudios farmacogenéticos nos permiten predecir el fenotipo metabolizador de los pacientes y su capacidad para distribuir los medicamentos. Este análisis farmacogenético, genes individuales o grupos de genes según especialidad clínica (oncología, psiquiatría, cardiología, entre otros) permite elegir el mejor fármaco y dosis inicial para cada paciente. El objetivo es alcanzar concentraciones dentro de los objetivos terapéuticos y prevenir las reacciones adversas asociadas a los medicamentos. Los farmacogenes y las variables genéticas evaluadas nos permiten establecer recomendaciones en la prescripción de los medicamentos según las guías nacionales e internacionales de farmacogenética..

Cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem para el análisis de diversos grupos farmacológicos

En nuestro laboratorio realizamos la monitorización terapéutica de diferentes fármacos (inmunosupresores, antitumorales, antirretrovirales, antimicrobianos, antipsicóticos, antiepilépticos, antidepresivos, etc.) para lograr tratamientos personalizados con la máxima eficacia y mínima toxicidad.

También ofrecemos la posibilidad de medir el área bajo la curva (AUC) de los fármacos inmunosupresores (tacrolimus, everolimus, sirolimus, ciclosporina, ácido micofenólico), antitumorales (5-fluorouracilo, doxorrubicina, sorafenib, metabolitos de la azatioprina), entre otros, ya que es el parámetro farmacocinético que aporta más información sobre la exposición del fármaco y, por lo tanto, el potencial efecto terapéutico o tóxico.

Cuantificación de inmunosupresores en sangre impregnada en papel (DBS) 

Hemos desarrollado y validado el método de análisis de tacrolimus y los inhibidores de mTOR (sirolimus, everolimus) en sangre capilar impregnada en papel absorbente secante (del inglés, dry blood spot (DBS)). El objetivo del desarrollo de este método es permitir al paciente obtener la muestra de sangre para la monitorización de estos fármacos desde casa y poder enviarla por correo ordinario, sin necesidad de acudir al centro hospitalario. Teniendo en cuenta que son análisis necesarios de forma periódica, esta estrategia supone una notable mejora en la calidad de vida del paciente.

Optimización y nuevas estrategias de tratamiento con psicofármacos durante la etapa perinatal

La farmacoterapia de los trastornos mentales en mujeres embarazadas a menudo se convierte en una tarea compleja, tanto por los cambios fisiológicos propios de la gestación como por la necesidad de equilibrar los riesgos potenciales para el feto con los riesgos derivados de no tratar adecuadamente el trastorno mental materno.

Estos cambios fisiológicos pueden influir en los procesos farmacocinéticos -como la absorción, la distribución, el metabolismo y la eliminación de los fármacos- y, en consecuencia, modificar la respuesta terapéutica.

Ante esta complejidad, hemos desarrollado metodologías y estrategias de planificación orientadas al diseño individualizado del tratamiento psicofarmacológico durante la gestación.

Paralelamente, hemos establecido procedimientos estandarizados para la monitorización analítica de los psicofármacos en la etapa perinatal (preconcepcional, embarazo y posparto), así como en recién nacidos expuestos intraútero o a través de la lactancia materna. Estas acciones se llevan a cabo en colaboración con la Unidad de Salud Mental Perinatal.

Control y prevención de la toxicidad derivada de la exposición a metales. Factores determinantes y población de riesgo 

En nuestro laboratorio disponemos de metodologías avanzadas para el análisis de elementos traza esenciales y metales tóxicos, aplicables en contextos de control nutricional, prevención y seguimiento de la toxicidad derivada de la exposición laboral y/o ambiental, así como en el diagnóstico y seguimiento de la enfermedad de Wilson, incorporando la determinación de nuevos biomarcadores como el cobre intercambiable y el cobre intercambiable relativo, y otras patologías asociadas a la acumulación de metales tóxicos, como el saturnismo.

Estas prestaciones también permiten evaluar la eficacia de los tratamientos con agentes quelantes y de los procesos de depuración renal y extrarrenal. Aunque las matrices más habituales son la sangre y la orina, también trabajamos con muestras alternativas como cabello, uñas, aguas, concentrados de diálisis y biopsias de tejido hepático.

Aplicamos algoritmos de interpretación de resultados que consideran aspectos toxicocinéticos, fisiopatológicos y otros factores determinantes como la dieta, la edad, el género o el ritmo circadiano.

Diagnóstico y seguimiento de las Porfirias

Nuestro laboratorio de Porfirinas está acreditado por la red International Porphyria Network (IPNET). Somos laboratorio de referencia en el análisis de porfirinas en diferentes matrices biológicas para el diagnóstico bioquímico de las enfermedades raras clasificadas como porfiria. Para hacerlo, utilizamos técnicas de fluorimetría, cromatografía líquida de alta resolución y espectrofotometría para el análisis de porfirinas en sangre, orina y heces, pudiendo diagnosticar todos los tipos de porfiria. Trabajamos conjuntamente con la Sección de Genética y las Unidades Clínicas de Dermatología y Hepatología, para el seguimiento clínico, ensayo de nuevos tratamientos, así como en la participación en reuniones y asociaciones para el estudio de las porfirias.

Análisis toxicológico de urgencias (24h): Intoxicación por metanol y/o etilenglicol 

El laboratorio de Toxicología es laboratorio de referencia en el análisis de metanol y/o etilenglicol en la sangre de pacientes con sospecha de intoxicación por estos. Tiene una experiencia de más de 20 años en la determinación urgente (24 horas / 7 días) de estos tipos de alcoholes de elevada toxicidad mediante técnicas de cromatografía de gases. La intoxicación por estos alcoholes conlleva una elevada morbi-mortalidad y es de vital importancia su diagnóstico precoz en el laboratorio.

Análisis toxicológico de urgencias (24h): Intoxicación por amatoxinas

El laboratorio de Toxicología es un laboratorio de referencia también para el análisis de amatoxinas en orina, durante 24 horas y de forma urgente. Las amatoxinas son toxinas que se encuentran en los hongos hepatotóxicos (Amanita phalloides, Lepiota, Galerina), cuya ingesta es potencialmente letal. Utilizamos una técnica de ELISA para la detección de amatoxinas en la orina de pacientes en quienes se sospecha la ingesta accidental de hongos hepatotóxicos. El análisis urgente de amatoxinas nos permite el diagnóstico precoz y realizar el tratamiento de forma urgente, ya que esta intoxicación está asociada con una elevada morbi-mortalidad. La técnica de ELISA se ha correlacionado con la pertinente confirmación por cromatografía líquida y espectrometría de masas.

Confirmación y cribado ampliado de drogas de abuso

En el laboratorio de Toxicología se realiza el análisis confirmatorio y cribado ampliado de drogas de abuso en orina, principalmente de pacientes ingresados por intoxicación por drogas de abuso o con sospecha de sumisión química. El análisis confirmatorio es relevante para confirmar los resultados presuntivos de inmunoanálisis, especialmente en neonatos, niños y embarazadas. El cribado ampliado de drogas en orina nos permite ampliar el estudio toxicológico con drogas de abuso menos frecuentes (ketamina, GHB, escopolamina, catinonas sintéticas), realizando un cribado dirigido y no dirigido, lo cual permite la identificación de Nuevas Sustancias Psicoactivas (NPS). El Laboratorio de Toxicología participa en el Sistema Español de Alerta Temprana (SEAT) dentro de la Delegación del Gobierno para el Plan Nacional sobre Drogas, notificando nuevas drogas (NPS) identificadas en muestras de pacientes.

Análisis de vitaminas

El laboratorio de Vitaminas engloba las determinaciones de vitamina A, B1 (tiamina), B6 (piridoxal fosfato), C, E y beta-caroteno. Su análisis es de especial relevancia en pacientes con malnutrición, dietas restrictivas, pacientes con nutrición parenteral, cirugías by-pass gástrico, alcoholismo crónico, enfermedades crónicas asociadas con malabsorción (p. ej. celiaquía) o pacientes oncológicos y la interacción con medicamentos.

Investigación

“La medicina personalizada en el ámbito de la farmacología y la toxicología es nuestro compromiso."

Línias de investigación: 

• Estudio y evaluación clínica de nuevas variantes genéticas asociadas a la respuesta personalizada a los tratamientos farmacológicos.
• Identificación y validación de biomarcadores farmacodinámicos y biomarcadores predictivos del riesgo de rechazo y evolución del injerto.
• Desarrollo de nuevos métodos orientados a la identificación de Nuevas Sustancias Psicoactivas (NPS).

Proyectos en desarrollo: 

• Análisis de la expresión de un panel de miARNs y quimioquinas como biomarcadores pronósticos precoces del riesgo de rechazo intervenido por células T y subclínico post-trasplante hepático.
• Evaluación de una propuesta de implementación de farmacogenética en el sistema nacional de salud (BIOFRAM22).

Acceso a la sección de Investigación del Hospital Clínic de Barcelona

Acceso a la sección de Investigación del CDB