Avaliação da Toxicidade do Path de Lidocaína A 5%, Utilizado na dor Neuropática Crónica, em Pele Humana Obtida por Engenharia Tecidular

Abstract

Introdução:Na prática de Cuidados Paliativos são colocados muitos desafios no controlo dador, incluindo a dor neuropática. O princípio da beneficência e da não maleficência assumemimportância fulcral na escolha terapêutica. Os inúmeros fármacos utilizados na terapêutica dador neuropática periférica, e mais concretamente, da nevralgia pós-herpética, apesar decomprovadamente eficazes, podem acarretar efeitos adversos não toleráveis. Os doentes emCuidados Paliativos, sobretudo por patologia oncológica, apresentam uma taxa de incidênciarelativamente elevada deste tipo de nevralgia periférica, com interferência marcada naqualidade de vida. O controlo da dor é dificultado pela baixa tolerância e efeitos secundáriosdas terapêuticas sistémicas.

Recentemente foi aprovado em Portugal o emplastro medicamentoso de lidocaína a 5% parauso na dor neuropática da nevralgia pós-herpética. Assim, esta terapêutica tópica assume-secomo uma opção terapêutica de primeira linha. Os efeitos secundários cutâneos, descritospara este emplastro medicamentoso, embora clinicamente menos significativos, são bastantefrequentes e ainda pouco estudados. A sua etiologia pode dever-se à citotoxicidade dalidocaína, pelo que se torna importante a sua investigação.

O recurso à Engenharia Tecidular permite a construção de modelos de tecidos humanos parainvestigação clínica e de toxicidade de fármacos, evitando os problemas éticos inerentes àexperimentação humana e animal nesta área.

Objetivos: O objetivo geral deste projeto é determinar a toxicidade do patch de lidocaína a5% no equivalente de pele humana, obtido através de técnicas de engenharia tecidular. Oobjetivo principal foi subdividido em cinco objetivos específicos: 1) Estabelecer três culturasprimárias de queratinócitos humanos; 2) Determinar a viabilidade celular dos queratinócitoscultivados com lidocaína a 5% (às 12, 24 e 48 horas); 3) Estabelecer três culturas primárias defibroblastos humanos; 4) Determinar a viabilidade celular dos fibroblastos cultivados comlidocaína a 5% (às 12, 24 e 48 horas); 5) Determinar a viabilidade de um modelo de peleartificial obtida mediante engenharia tecidular cultivada com patch de lidocaína a 5% ou como patchcontrolo (às 12, 24 e 48 horas).

Metodologia: Para a concretização dos referidos objetivos serão construídas amostras de pelehumana artificial, obtidas mediante engenharia tecidular, segundo um procedimento adaptado do método de produção descrito por Egles e sua equipa em 2010. Será aplicada a lidocaína a5% em culturas primárias de fibroblastos e em culturas primárias de queratinócitos humanos,durante períodos de tempo crescentes (12, 24 e 48 horas). O patch de lidocaína a 5% e o patchde placebo serão aplicados em amostras de pele humana, obtida por engenharia tecidular,durante os mesmos períodos de tempo. A citotoxicidade e viabilidade celular serão avaliadasmediante microscopia eletrónica analítica e por determinação de expressão genética mediantemicroarrays. Os dados serão tratados e analisados no programa estatístico SPSS, através demetodologia analítica quantitativa adequada.

Resultados esperados e Conclusões: Tendo em conta os efeitos secundários cutâneosdescritos para o patchde lidocaína a 5%, é esperado que este trabalho possa concluir queesses efeitos se traduzem na citotoxicidade e diminuição da viabilidade celular do equivalentede pele obtido mediante engenharia tecidular. O aumento do tempo de exposição ao fármacopoderá aumentar o nível de citotoxicidade celular de ambos os tipos celulares.

O desenvolvimento deste projeto pretende colmatar a lacuna nos estudos dos efeitossecundários do patchde lidocaína a 5%, aplicado no controlo da dor neuropática da nevralgiapós-herpética. A compreensão do mecanismo subjacente às alterações cutâneas provocadaspor esta terapêutica permitirá, num futuro próximo, corroborar o seu uso seguro, emposologias minimamente inócuas e cujo benefício ultrapasse positivamente os riscos econsequências do seu uso. A aplicação das técnicas de biotecnologia de engenharia tecidularpermite contornar os problemas éticos de ensaios clínicos em doentes em Cuidados Paliativos.Em última análise, este trabalho permitirá alargar o conhecimento multidisciplinarfundamentado da terapêutica da dor, com aplicabilidade inquestionável nos CuidadosPaliativos, na melhoria do controlo da dor neuropática nestes doentes, tantas vezes, resistentea vários tipos de tratamentos.

Alternate abstract:

Introduction:The pain management of patients in Palliative Care can be a challenge, especially concerning neuropathic pain. The principle of beneficence and nonmaleficence assume central importance in choosing therapy. The drugs used to control peripheral neuropathic pain, and more specifically, postherpetic neuralgia, though proven effective, can cause adverse effects that people may not tolerate. Patients receiving palliative care, particularly for oncologic pathology, have a high incidence of this type of peripheral neuralgia, which decreases their quality of life. It is also harder to control their pain due to their low tolerance to the side effects of systemic therapies. Portugal has recently approved a 5% lidocaine medicated plaster for use in neuropathic pain of postherpetic neuralgia. This topical therapy is recommended as a first-line therapeutic option. The cutaneous side effects described, although clinically less significant, are quite frequent, poorly studied and may be caused by lidocaine’s cytotoxicity. Therefore, more research into these matters is important. Tissue engineering used for construction of models of human tissues can be used in clinical researching on the toxicity of drugs, avoiding all the ethical problems of human and animal experimentation.

Objectives:The aim of this project is to determine the toxicity of a 5% lidocaine patch in a human skin equivalent, obtained using tissue engineering techniques. The main purpose was divided into five specific objectives: 1) To establish three primary cultures of human keratinocytes; 2) To determine the cell viability of keratinocytes cultured with 5% lidocaine (at 12, 24 and 48 hours); 3) To establish three primary cultures of human fibroblasts; 4) To determine the cell viability of fibroblasts cultured with 5% lidocaine (at 12, 24 and 48 hours) and 5) To determine the viability of an artificial skin model obtained through tissue engineering when cultivated with 5% lidocaine patch or control (at 12, 24 and 48 hours).

Methods: To achieve these objectives it will be constructed several samples of artificial human skin equivalents. They will be obtained by tissue engineering, according to a procedure adapted from the method described by Egles et al., in 2010. Lidocaine 5% will be cultivated in primary cultures of fibroblasts and in primary cultures of human keratinocytes, during increasing periods of time (12, 24 and 48 hours).A 5% lidocaine plaster and a placebo plaster will be applied on human skin equivalents, obtained by tissue engineering, for the same periods of time. Cytotoxicity and cell viability will be assessed by analytical electron microscopy and by determination of gene expression using microarrays. The data will be processed and analyzed in SPSS, using appropriate quantitative analytical methodology.

Expected Results and Conclusions:Concerning the cutaneous side effects described for a 5% lidocaine patch, it is expected that this work proves that these effects are related to cytotoxicity and decreased cell viability of human skin equivalent, obtained by tissue engineering techniques. Increasing exposure time to the drug may increase the level of cytotoxicity in both cell types.

This project’s aim is to fill the gap in scientific studies about the side effects of the 5% lidocaine patch, applied to the control of neuropathic pain in postherpetic neuralgia. Understanding the mechanism of the skin changes caused by this therapy might allow us to confirm their safe use in minimally innocuous doses whose positively benefits outweigh the risks and consequences of their use. The application of biotechnology techniques of tissue engineering allows us to carry out this investigation avoiding ethical problems of clinical trials in patients receiving palliative care. Ultimately, this work will contribute to extend the multidisciplinary knowledge on pain therapy, with unquestionable applicability in palliative care and improving the control of neuropathic pain in these patients, who are often resistant to various treatments.