Behov for test af lægemidlers bivirkninger hos børn
Et batteri af cellebaserede og enzymbaserede toksikologiske tests kan muligvis anvendes til at forudsige lægemidlers bivirkninger hos børn og unge, som ofte adskiller sig fra bivirkningerne hos voksne.
Af Naja Wessel Jacobsen, Franziska Kramer, Anne Munch Christensen, Tue Søeborg, Flemming Ingerslev og Bent Halling Sørensen.
Fra Lægemiddelforskning 2005
Børn og unge, især med kroniske sygdomme, kommer mere og mere i fokus som brugere af lægemidler, og den gode gamle regel om at dosere lægemidler til børn med udgangspunkt i voksendosis er ikke længere acceptabel. Nyere forskning har nemlig vist, at lægemidler kan have andre bivirkninger på børn end på voksne. Årsagen er, at bl.a. hjernen og knoglerne udvikler sig hos børn og unge, og det giver mulighed for en anden bivirkningsprofil.
Den ny forståelse øger vigtigheden af at udføre kliniske studier på børn, og EU har netop vedtaget at forlænge patenter på lægemiddelstoffer i op til seks måneder, hvis der specifikt er lavet undersøgelser på børn. Derfor er der fuld fart på klinisk forskning rettet mod børn. Dog viser amerikanske studier, at kun 15-20 procent af alle lægemiddelstoffer på verdensmarkedet er testet specielt med henblik på børn. Det skyldes sandsynligvis, at forsøg med børn og unge rejser mange etiske spørgsmål.
En metode til at vurdere, om et lægemiddelstof medfører særlige bivirkninger hos børn, er at afprøve stoffet på unge dyr. Juvenile dyremodeller anvendes da også rutinemæssigt som del af de undersøgelser, der bruges til at bestemme et lægemiddels toksikologiske profil på børn og unge, og en række guidelines er udviklet. Men dyreforsøgene er ofte meget kostbare at udføre, og resultaterne kan være svære at fortolke.
Derfor er det vigtigt at kunne udvælge og anvende de "rigtige" dyremodeller, som kan forudsige særlige bivirkninger på børn og unges udvikling. Her er der specielt behov for modeller, som kan forudse bivirkninger på centralnervesystemet, reproduktionsevnen hos begge køn, lunger, skelet, hjerte og fordøjelse. Modellerne skal give et videngrundlag, som gør det muligt at udføre de "rigtige" kliniske studier på børn og unge og gennemføre undersøgelserne så skånsomt som overhovedet muligt.
Laboratorietests som supplement
Da resultater fra juvenile dyremodeller som sagt kan være svære at fortolke, bør man overveje at supplere dyreforsøgene med et batteri af cellebaserede og enzymbaserede laboratorietests.
Hvert enkelt testsystem skal have et klart defineret målepunkt, som kan relateres til børn og unges udvikling. Det er vigtigt at understrege, at det formentligt ikke er muligt at overføre resultaterne direkte til børn, men man kunne forestille sig, at de individuelle testsystemer hver især kan bruges til at rangordne lægemiddelstoffer med samme farmakologiske effekt for én mulig bivirkning.
Hvis man så har forskellige tests rettet mod flere relevante bivirkninger, kan man måske blive i stand til at opstille et bivirkningsmønster for de undersøgte lægemiddelstoffer, som kan supplere de langt mere kostbare toksikologiske undersøgelser i juvenile dyremodeller.
Børn og unge med epilepsi
Et eksempel, vi har taget op, er anvendelse af antiepileptika til børn og unge. Her kan det være et problem at finde en effektiv dosering, fordi der optræder mange forskellige typer bivirkninger.
I Danmark anvendes et dusin lægemidler til behandling af epilepsi og andre former for kramper hos børn og unge. De to mest anvendte er valproat og lamotrigin, som begge virker mod et bredt udvalg af epileptiske anfald og har flere virkningsmekanismer. Derudover anvendes oxcarbazepin som førstevalg ved partielle anfald, der udløses af unormal elektrisk aktivitet i et afgrænset område af hjernen.
De fleste dokumenterede bivirkninger hos børn og unge er i overvejende grad forbundet med lægemiddelstoffet valproat og med en gruppe lægemidler, som påvirker cytokrom P450-enzymsystemet i kroppen: Carbamazepin, phenobarbital, phenytoin, primidon og oxcarbazepin. Dog er bivirkningerne af flere nyere antiepileptika til børn ikke undersøgt i særlig høj grad, og det kan derfor ikke udelukkes, at flere aldersspecifikke bivirkninger senere vil vise sig.
- Enzymet aromatase er ansvarligt for omdannelse af mandlige kønshormoner, androgener, til kvindelige kønshormoner, østrogener. Nogle antiepileptika hæmmer enzymet, hvilket specielt er uhensigtsmæssigt hos unge piger.
Aromatasehæmning
En af bivirkningerne ved anti-epileptiske midler er hæmning af enzymet aromatasen. Aromatasen er det enzym, som katalyserer omdannelsen af mandlige kønshormoner, androgener, til kvindelige kønshormoner, østrogener.
Denne bivirkning kan være uhensigtsmæssig, specielt for piger i puberteten, fordi hæmmet aromatase kan medvirke til et forhøjet niveau af mandlige kønshormoner, menstruationsforstyrrelser og øget hårvækst. Derfor testede vi hæmning af aromatasen forårsaget af 12 forskellige antiepileptiske midler, der alle anvendes til danske børn i større eller mindre målestok. På den måde kunne vi rangordne lægemiddelstofferne for denne bivirkning.
Det anvendte testsystem er mikrotiterplade med 96 brønde, hvor teststofferne afsættes i en passende række af forskellige koncentrationer. For at kontrollere forsøgsbetingelserne inkluderes udover de ønskede stoffer anastrozol, som er en velkendt og effektiv aromatasehæmmer, og som derfor virker som positiv kontrol på alle plader. Herudover indeholder hver plade to andre kontrolserier. Den første anvendes til at fastlægge 0 procents hæmning. Her tilsættes der ikke aromatasehæmmer, hvorfor der opnås maksimal omdannelse af substratet. Den anden kontrolserie anvendes til at fastlægge 100 procents hæmning. Da dette svarer til ingen aromataseaktivitet, udføres denne serie med inaktiveret enzym.
Selve forsøget forløber ved at tilsætte et coenzym, som er nødvendigt for aktivering af aromatase, til brøndene med teststoffet og lade pladen inkubere i ti minutter. Herefter startes reaktionen ved at tilsætte en substrat-enzymblanding. Reaktionen forløber i en halv time, hvorefter der tilsættes natriumhydroxyd for at inaktivere enzymet.
Efter endnu to timers inkubation måles fluorescensen af omdannet substrat i de enkelte brønde. Hele forsøget foregår ved 37°C. Alle fluorescensdata normaliseres over for kontrolserierne for henholdsvis 0 og 100 procents hæmning og afbildes som dosis-responskurver. I alle tilfælde er stofferne testet i koncentrationer op til deres opløselighedsgrænse.
- Dosis-respons-sammenhæng for ethosuximid, valporat og primidon. De to første stoffer hæmmer aromatasen kraftigt i store doser, mens primidon ikke hæmmer enzymet.
Syv stoffer hæmmer aromatasen
Vi fandt at syv ud af de tolv af mest anvendte anti-epileptiske midler hæmmer aromatasen. Ethosuximid var den mest potente aromatasehæmmer, og en høj grad af hæmning blev også målt for det meget brugte lægemiddelstof valproat, som er kendt for at kunne fremkalde bivirkninger hos børn og unge. Gabapentin, lamotrigin, primidon, topiramat og vigabatrin kunne ikke påvises at hæmme aromastasen.
Disse resultater kan selvfølgeligt ikke direkte benyttes til ekstrapolation til børn, men de kan muligvis anvendes til at rangordne lægemiddelstofferne for denne bivirkning. På samme måde kunne vi ved hjælp af andre testsystemer rangordne stofferne mod andre målepunkter, der kan forbindes med andre bivirkninger hos børn og unge. Samlet kan vor metode måske anvendes til bedre at designe juvenile toksikologiske dyremodeller, eller i bedste fald til at udelukke et lægemiddelstof som egnet til børn og unge, allerede i en tidlig udviklingsfase.
