Transplacentair transport van paracetamol en zijn metabolieten

Naar schatting gebruikt meer dan 90% van de zwangere vrouwen minstens éénmaal vrij afleverbare of voorschriftplichtige geneesmiddelen tijdens de zwangerschap. Nochtans zijn er weinig gegevens beschikbaar over de veiligheid en het transplacentair transport van frequent gebruikte geneesmiddelen tijdens de zwangerschap, zoals bijvoorbeeld paracetamol (PCM). PCM is één van de meest gebruikte vrij te verkrijgen geneesmiddelen en wordt beschouwd als de veiligste pijnstiller om te gebruiken tijdens de zwangerschap.

In Europa gebruikt 50-60% van de zwangere vrouwen minstens éénmaal PCM tijdens hun zwangerschap. Nochtans tonen recente epidemiologische studies aan dat er een verband bestaat tussen foetale blootstelling aan PCM en het ontwikkelen van neurologische problemen (ADHD, autisme), afhankelijk van de gebruikte dosis en de behandelingsduur. Verder tonen studies aan dat paracetamol inname, en in het bijzonder in het eerste en tweede trimester, geassocieerd is met een hoger risico op cryptorchisme en astma bij kinderen. Het is echter nog niet geweten of deze problemen te wijten zijn aan de PCM inname tijdens de zwangerschap of de onderliggende reden waarvoor PCM voorgeschreven werd.

De opzet van dit doctoraatsonderzoek was om enerzijds een beter inzicht te krijgen in het transplacentair transport van paracetamol en zijn metabolieten, PCM sulfaat (PCM-S) en PCM glucuronide (PCM-G), en anderzijds om meer inzicht te verwerven in de effecten van PCM op de ATP-bindende cassette (ABC) transporters en metaboliserende enzymen in placenta.

Eerst werd het humane ex vivo placenta perfusie model geïmplementeerd en gevalideerd. In het tweede deel werd het transplacentair transport van PCM en zijn metabolieten onderzocht met behulp van dit humane ex vivo placenta perfusiemodel. Transport van de maternale naar de foetale (M-F) en van de foetale naar de maternale (F-M) circulatie werd nagegaan en dit zowel voor de therapeutische maximum plasma concentratie (Cmax) als de therapeutische gemiddelde steady state concentratie (Css). Antipyrine, een klein molecule dat via passieve diffusie doorheen de placenta barrière gaat, werd gebruikt als referentiestof. Aangezien PCM hetzelfde transferprofiel vertoonde als antipyrine, konden we concluderen dat PCM via passieve diffusie doorheen de placenta gaat. Therapeutische concentraties van PCM werden bereikt aan de foetale zijde wanneer perfusies werden uitgevoerd met de Cmax concentratie van PCM.

PCM-S en PCM-G gaan trager doorheen de placenta dan PCM. F-M transplacentair transport van PCM-S en PCM-G was significant trager dan M-F transplacentair transport. Naast de moleculaire verschillen en het verschil in doorstroomsnelheid tussen de maternale en de foetale circulatie die de passieve diffusiesnelheid beïnvloeden, werd ook een mogelijke invloed van transporters verondersteld. Bijkomend werden bij de perfusies met PCM-S en PCM-G in beperkte mate omzetting naar PCM gezien. Deze omvorming tot PCM leek te komen door desulfatering van PCM-S.

In het derde deel werd de invloed van PCM op de ABC transporters en metaboliserende enzymen in de placenta nagegaan. Het effect van zowel therapeutische concentraties als toxische concentraties van PCM op de expressie van BCRP, MRP1, MRP2, MRP3, MRP5, P-gp transporters als CYP3A4 en CYP2E1 metaboliserende enzymes werd onderzocht in humane primaire trofoblast culturen. Daarnaast werd het Caco-2 cel model gebruikt om de correlatie tussen verandering in mRNA expressie en transporter activiteit na te kijken. Verder werd ook het transportmechanisme van PCM, zijn effect op de P-gp en MRP transporter activiteit alsook het effect van PCM-S en PCM-G op de MRP activiteit onderzocht in dit model.

We konden bevestigen dat PCM via transcellulaire passieve diffusie doorheen de Caco-2 monolaag wordt getransporteerd. Verder zagen we dat na blootstellen van de primaire trofoblast cellen aan PCM er een mRNA daling was voor BCRP en MRP3, terwijl een mRNA stijging gezien werd voor MRP1/2/5 en CYP2E1. Voor de expressie van P-gp, zorgde therapeutische concentraties voor een mRNA stijging, terwijl dat toxische concentraties een mRNA daling veroorzaakte. Deze bevindingen werden bevestigd in het Caco-2 cel model, waar een stijging in de activiteit gezien werd voor MRP1/3/5 en MRP2 na 48/60 u incubatie met PCM. PCM bleek ook een inhiberende werking te hebben op de MRP transporter activiteit in de Caco-2 cellen. Dit werd aangetoond door een significante reductie in carboxy-dichlorofluorescein (CDF) efflux door MRP2 en MRP1/3/5. Aan de andere kant bleken PCM-S en PCM-G geen effect te hebben op de activiteit van MRP in de Caco-2 cellen.

In het algemeen mogen we uit deze studie besluiten dat PCM en zijn metabolieten in twee richtingen doorheen de placenta gaan. Het F-M transplacentair transport is trager dan het M-F transplacentair transport en transport van de metabolieten over de placenta barrière is trager als voor PCM. Transcellulaire passieve diffusie is het transportmechanisme van PCM. Voor de metabolieten zou de tragere transportsnelheid verklaard kunnen worden door de moleculaire verschillen tussen PCM en de metabolieten en het verschil in doorstroomsnelheid tussen de maternale en foetale circulatie, hoewel een betrokkenheid van transporters niet kan worden uitgesloten. Verder beïnvloed PCM zowel de expressie als de activiteit van ABC transporters. Echter, of deze modificaties een klinische impact hebben op het transplacentair transport van ander co-medicatie moet nog verder onderzocht worden.