Use of sirolimus in pediatric patients with autosomal dominant polycystic kidney disease

Abstract
Background: Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD) is characterized by the development of kidney cysts. Objectives: To assess the growth of kidney and cystic volume in patients treated with sirolimus compared with patients receiving the usual treatment for ADPKD; assess the occurrence of adverse effects associated with the use of sirolimus; evaluate changes in blood pressure, proteinuria and estimated glomerular filtration rate (eGFR). Materials and methods: For a 24-month period, 12 patients with ADPKD were randomly allocated to a sirolimus group (6 patients, received sirolimus, 2-3 mg/m2/day, max. 5 mg/day) and the other 6 patients were allocated to a control group (receiving conventional treatment). Results: Out of the 12 patients, the 6 patients in the sirolimus group had a total increase in kidney and cystic volume of 13% and 32%, respectively, by the end of the study. In the control group, the other 6 patients had increases of 11% and 23%, respectively. eGFR was normal in both groups. Baseline proteinuria was 7.3 mg/m²/hour and 6 mg/m2/hour in the sirolimus and control groups, respectively. By the end of the study, it was normal in both groups. Three patients had high blood pressure at baseline, but it was normalized at 24 months. Adverse effects were: anemia, diarrhea, and mouth sores. Conclusions: Sirolimus did not reduce kidney and cystic volume. No significant increase in proteinuria or decrease in eGFR were observed. Mean blood pressure remained normal.

Key words
sirolimus, autosomal dominant polycystic disease, chronic renal failure, renal volume, nuclear magnetic resonance

Artículo completo
Introducción

La poliquistosis renal autosómica dominante (PQRAD) es una enfermedad sistémica, genéticamente determinada y caracterizada por la presencia de quistes renales y nefromegalia progresiva; afecta a una o más generaciones del mismo grupo familiar, tiene mayor prevalencia entre la tercera y la cuarta década de la vida y conduce a la insuficiencia renal crónica terminal (IRCT) en un plazo promedio de 10 años.¹ La PQRAD está presente en todos los grupos étnicos, con una incidencia de 1 en 500 a 1 000 pacientes nacidos vivos.

Las proteínas codificadas son la poliquistina-1 (PKD-1) y la poliquistina-2 (PKD-2), las cuales actúan regulando la configuración morfológica de las células epiteliales.^2,3 Predomina la mutación en la PKD-1 (alteración en el cromosoma 16), con la aparición temprana de las lesiones quísticas y la forma fenotípica más grave; es frecuente la presencia de hipertensión arterial (HTA), vasoconstricción y remodelamiento de la pared de las pequeñas arteriolas. En la forma PKD-2, en general de mejor pronóstico, está afectado el cromosoma 4.^4,5
 Histológicamente se describe una transformación de la estructura renal con desregulación del epitelio tubular y una acumulación creciente de líquido intraquístico. Asimismo, hay un ritmo elevado de proliferación celular, acompañada por varias anormalidades en la secreción de líquido.^6,7
Si bien el tratamiento sintomático (control de la HTA y reducción de la proteinuria significativa o masiva)^8-10 es habitualmente el único utilizado para los pacientes con PQRAD, recientemente se han implementado otras alternativas terapéuticas en modelos con animales, entre ellas el uso de sirolimus, un inhibidor de la proteína m-TOR, con efectos antiproliferativos e inhibitorios sobre el crecimiento celular que favorece el retardo del crecimiento quístico y preserva durante más tiempo la función renal.^11-13


Objetivos

Los objetivos primarios fueron evaluar el crecimiento del volumen renal total y quístico en los pacientes con PQRAD tratados con sirolimus, y la aparición de eventos adversos relacionados con el uso de sirolimus.

Como objetivo secundario se buscó evaluar las variaciones de la presión arterial (PA), la proteinuria y la depuración de creatinina relacionadas con la evolución de la enfermedad.


Material y métodos

Entre marzo de 2011 y marzo de 2013 estudiamos a 12 niños, luego de comprobar la presencia de PQRAD (todos tenían antecedentes de enfermedad quística renal en más de una generación) (Tabla 1).







Inicialmente y de acuerdo con el estudio ecográfico renal, utilizamos para el diagnóstico de PQRAD los parámetros de Ravine modificados.¹⁴
Se consideraron los siguientes criterios de inclusión: crecimiento porcentual del volumen renal mayor de 5.5% durante el año anterior; filtrado glomerular (FG) mayor de 60 ml/min/1.73 m²; prueba de embarazo en plasma negativa. Fueron excluidos los sujetos con estenosis, insuficiencia vasculorrenal, o ambas; displasia renal multiquística; hidronefrosis unilateral o bilateral; leucopenia menor de 4 000/mm³; hepatopatías crónicas; coagulopatías; procesos tumorales o enfermedad sistémica asociada (talasemia, diabetes, hipotiroidismo, etc.). Tampoco se consideraron los individuos que estuvieran participando o hubieran participado en un protocolo de estudio con fármacos inmunosupresores en los 3 meses previos, o ante la sospecha de incumplimiento por parte del paciente o de la familia a cargo de éste.

Además, se consideraron criterios que determinaron la suspensión del protocolo: caída persistente del FG mayor del 30% del valor inicial; descenso del recuento de glóbulos blancos a menos de 4 000/mm³ o caída del 50% del recuento de neutrófilos a partir del valor inicial; aparición de procesos linfoproliferativos o tumorales; infecciones que comprometieran un órgano vital (pulmones, corazón, cerebro, meninges) o hemocultivos positivos; alteraciones de los parámetros de la coagulación; prueba de embarazo positiva; enfermedad hepática inflamatoria, infecciosa o tumoral. 
La población se dividió aleatoriamente en un grupo de tratamiento con sirolimus (grupo sirolimus) de 6 pacientes y un grupo control (n = 6), sin tratamiento con dicho fármaco.

La dosis inicial indicada de sirolimus fue de 2 a 3 mg/m²/día (máximo 5 mg/día), la cual se fue aumentando o disminuyendo porcentualmente en forma igual e inversamente proporcional al descenso o ascenso de su determinación en sangre y de acuerdo con la respuesta terapéutica esperada.

Tanto al inicio (mes 0) como al final del protocolo (mes 24) se efectuó una resonancia magnética (RMN) abdominal, con un equipo General Electric, modelo Signa 1.5 teslas HDXT. Se realizaron secuencias FIESTA T1 y T2 sin contraste, en los planos axial, coronal y sagital. Además del volumen renal, cuando fue posible, se midieron hasta 3 quistes de cada lado, con medición en los 3 planos para calcular su volumen. El volumen renal fue calculado a partir de las imágenes T1, mientras que las imágenes T2 se usaron para estimar el volumen quístico. El volumen quístico total informado correspondió a la sumatoria de todos los quistes medidos en cada paciente.

Al inicio y en forma semestral, hasta el final del estudio, se efectuó una ecografía renal, con un equipo marca MEDISON, modelo MySono U5, y se calculó el volumen renal a partir del producto de las medidas longitudinal-transversal y anteroposterior x 0.5233.

Al inicio y en forma mensual, hasta el final del estudio, se midió la proteinuria de 24 h mediante la técnica de enzimoinmunoensayo (ELISA, expresada en mg/m²/hora). También se calculó la albúmina sérica (ELISA, en g/dl), el colesterol total (ELISA, en mg/dl), la creatinina sérica (ELISA, en mg/dl), el FG (ml/min/1.73 m²), calculada según la nueva ecuación de Schwartz modificada para pacientes pediátricos.¹⁵
Se llevó a cabo la determinación de sirolimus en sangre entera; la muestra se obtuvo a las 12 horas de la última dosis, se recolectó en un tubo preparado para tal fin y se envió rotulada con conservante frío al laboratorio donde se analizó por el método de inmunoensayo. La primera determinación se realizó a las 72 horas de iniciado el tratamiento. Para minimizar la alteración de la biodisponibilidad de la droga, causada por la ingesta de comida con contenido graso elevado, el fármaco se administró siempre en el mismo horario, alejado de las comidas. Debido a la vida media prolongada del sirolimus, éste se administró en forma diaria por lo menos 3 días antes de la primera determinación en sangre entera, de manera que reflejara su nivel de equilibrio real.

En el control clínico se midieron el peso, la talla y la PA (se calculó su percentil de acuerdo con el percentil de la talla para sexo y edad). Además, a las niñas que correspondiera por su grado de desarrollo se les efectuó una prueba de embarazo, antes de ingresar al estudio y, posteriormente, hasta 4 controles anuales. 

El estudio tuvo un diseño unicéntrico, aleatorizado, de grupos paralelos, en fase III, abierto y controlado, para evaluar la eficacia y la seguridad del tratamiento con sirolimus en la PQRAD.

La variable principal estudiada fue la tasa de cambio porcentual del volumen renal total y del volumen quístico (bianual). Entre las variables secundarias se tuvo en cuenta el deterioro de la función renal (definida por una reducción del FG superior al 25 % desde el valor inicial), la aparición de HTA y el aumento de la proteinuria superior a 4 mg/m²/h.


Análisis estadístico

Los 12 pacientes se distribuyeron aleatoriamente mediante el programa estadístico EPIDAT 3.0.
El riesgo relativo (RR) > 1, el riesgo en los pacientes expuestos (grupo de sirolimus) y el riesgo en los sujetos no expuestos (grupo control) se utilizaron para evaluar estadísticamente el aumento de los volúmenes renal y quístico como eventos producidos por el tratamiento con sirolimus y a la ausencia de dicho tratamiento.
Se utilizó la prueba de chi al cuadrado con corrección de Yates para el análisis de la distribución de probabilidad continua que permitiera evaluar el efecto de la intervención terapéutica entre dos medias apareadas de una población.

Se estableció como nivel de significación estadística un valor de p < 0.05.

Para evaluar la relación entre variables continuas (el aumento del volumen renal y el aumento del volumen quístico del riñón respectivo) no paramétricas se empleó el coeficiente de correlación de Spearman (r).

Los resultados se presentaron como media ± desviación estándar (DE) y se utilizaron como soportes estadísticos los programas EPIDAT 3 y GraphPad inStat.

El protocolo fue aprobado por el Comité de Ética e Investigación institucional y tuvo una duración de 24 meses.


Resultados

Ingresaron al estudio 12 pacientes (8 mujeres), con una media de edad de 13 años (8 a 19 años), los cuales se distribuyeron en el grupo de sirolimus (6 pacientes) y el grupo control (6 pacientes) (Tabla 1).

 En el grupo de sirolimus, el volumen renal total aumentó desde el inicio hasta la finalización del protocolo un 13% (riesgo en expuestos: 46%), mientras que en el grupo control el incremento fue del 11% (riesgo en no expuestos: 47%) (RR: 0.980730, intervalo de confianza [IC] 95%: 0.894046 a 1.075818).

El valor de chi al cuadrado (con corrección de Yates) fue 0.1348 (p = 0.7135, no significativo [NS]) (Tabla 2). En el grupo de sirolimus el aumento promedio porcentual del volumen quístico fue del 32% (riesgo en expuestos: 46%) y en el grupo control, dicho incremento fue del 23% (riesgo en no expuestos: 48%).

El RR ante la falta de tratamiento fue de 0.969428 (IC 95%: 0.814781 a 1.153427, NS).

La prueba de chi al cuadrado (con corrección de Yates) arrojó un valor de 0.0713 (p = 0.7895; NS) (Tabla 2). En el grupo de sirolimus, el valor de r entre el aumento del volumen renal y el volumen quístico fue igual a 0.71 (p = 0.02, significativo), mientras que en el grupo control, r fue igual a 0.6871 (p = 0.03, significativo). La dosis media de sirolimus fue de 4 mg/día (3 a 5 mg/día). El valor promedio en sangre entera de sirolimus fue de 8.8 ng/ml (7.9 a 9.5 ng/ml).








Del total de pacientes al inicio del protocolo, solamente 3 (2 en el grupo de sirolimus y 1 en el grupo control) tuvieron registros de PA sistodiastólica entre el percentil 95 y el 99 (promedio de PA sistólica = 138 mm Hg y diastólica = 88 mm Hg). Cumplido el mes 24, los registros promedio en estos 3 pacientes se mantuvieron por debajo del percentil 90 (PA sistólica 110 mm Hg y PA diastólica 68 mm Hg).

En los 6 pacientes del grupo de sirolimus, el valor promedio inicial del FG fue de 100 ml/min/1.73 m², y en los 6 pacientes del grupo control fue de 101 ml/min/1.73 m².

Al finalizar el estudio, en el grupo de sirolimus el FG fue de 99 ml/min/1.73 m² y en el grupo control de 102 ml/min/1.73 m² (Figura 1).

Los pacientes con proteinuria significativa (mayor de 4 mg/m²/h) o HTA recibieron enalapril y losartán desde por lo menos 8 semanas antes de comenzar el protocolo.








La proteinuria promedio inicial de todo el grupo de sirolimus fue de 7.3 mg/m²/h; tres de ellos tuvieron proteinuria significativa al comienzo del estudio y recibieron una dosis media de enalapril de 0.22 mg/kg/día (0.18 a 0.32 mg/kg/día) más una dosis media de losartán de 1.1 mg/kg/día (1 a 1.2 mg/kg/día). Uno de estos sujetos redujo su proteinuria a valores fisiológicos.

Al finalizar el estudio, en el mes 24, la proteinuria promedio en todo el grupo de sirolimus fue de 3.9 mg/m²/h.

La proteinuria promedio inicial en el grupo control fue de 6 mg/m²/h; dos pacientes tuvieron proteinuria significativa al comienzo del estudio y recibieron una dosis media de enalapril de 0.26 mg/kg/día (0.21 a 0.30 mg/kg/día) más una dosis media de losartán de 1.2 mg/kg/día (1.1 a 1.2 mg/kg/día). Uno de los sujetos disminuyó su proteinuria a valores fisiológicos.

Al finalizar el protocolo, en el mes 24, la proteinuria promedio en todo el grupo control fue de 3.5 mg/m²/h (Figura 2).

Entre los efectos adversos observados, se registró anemia en dos pacientes, uno de ellos con niveles de ferritina bajos (respondió al tratamiento con la administración de sulfato ferroso en dosis de 5 mg/kg/día); el otro paciente tuvo ferritina normal y baja saturación de transferrina, por lo que recibió sulfato ferroso en dosis de 7 mg/kg/día, junto con ácido fólico y vitamina B. Hubo 4 casos de diarrea aguda, la cual remitió con la disminución transitoria de la administración de sirolimus y una dieta hipofermentativa. También se informó la presencia de aftas en 4 individuos, que se resolvieron con enjuagues bucales con sucralfato, sin necesidad de reducir la dosis de sirolimus.








Discusión

De acuerdo con nuestros conocimientos, ésta es la primera experiencia de tratamiento con sirolimus en pacientes pediátricos con PQRAD. Evaluamos la eficacia de este fármaco para disminuir el aumento patológico del volumen renal en pacientes con PQRAD; luego de 24 meses de seguimiento, no encontramos diferencias significativas entre el grupo que recibió el tratamiento específico con el inhibidor m-TOR y el grupo control.

La PQRAD es una enfermedad frecuente, que afecta a 1 de cada 400 a 1 000 nacidos vivos, de los cuales, un promedio del 50% presentarán IRCT entre la quinta y la sexta década de la vida.^16,17 la principal causa de la PQRAD es la presencia de una mutación de dos genes: el PKD1, localizado en el cromosoma 16, y el PKD2, localizado en el cromosoma 4; el 85% de los pacientes heredan la mutación del gen PKD1 y el 15% restante, la mutación del gen PKD2. Ambos codifican, respectivamente, las proteínas de membrana denominadas poliquistina 1 y poliquistina 2,¹⁸ esenciales para mantener el fenotipo reabsortivo de las células epiteliales del túbulo colector. Las proteínas afectadas se localizan en el cilio o en su base, por lo que a este grupo de enfermedades quísticas hereditarias se las conoce como ciliopatías.¹⁹

Esta afección se caracteriza por el desarrollo, en el interior de los túbulos renales, de innumerables quistes, los cuales se originan a partir del epitelio tubular de las neuronas y están rodeados por una capa de células con un ritmo de proliferación elevado. Cuando los quistes alcanzan aproximadamente 2 mm de diámetro, la mayoría se ellos se ha desconectado de los túbulos, por lo cual, para su crecimiento, requieren de la secreción de los líquidos que son impulsados por el lumen.²⁰

Son varias las mutaciones que se verifican en esta afección,^18,19 y si bien actualmente los estudios moleculares están disponibles y alcanzan una certeza diagnóstica del 85%,²¹ no pudimos establecer el linaje genético de la PQRAD. Sin embargo, tomando en cuenta los criterios epidemiológicos, clínicos y de imágenes hallados, consideramos que la población estudiada reunía las características propias de los pacientes con este tipo de afección. Al respecto, debemos aclarar que los criterios de Ravine fueron considerados exclusivamente para nuestro grupo de pacientes con ultrasonografía renal alterada y antecedentes familiares positivos. No obstante, estos mismos criterios deberían ser considerados cautelosamente frente al diagnóstico con el empleo de RMN, dado que la detección de pequeños quistes podría arrojar resultados falsos positivos.^22,23
La ecografía renal puede evaluar en forma estimativa el volumen del riñón a partir del cálculo geométrico, utilizando dos dimensiones de medida, y si bien este método es en general dependiente del operador, nosotros logramos minimizar ese sesgo al participar siempre el mismo medico especialista.^24-26
En otro orden, la tomografía computarizada (TC) y la RMN obtienen los datos en tres dimensiones, sin necesidad de suposiciones geométricas, para medir el volumen de los órganos. En el caso de la TC, la aplicación de medios de contraste potencialmente nefrotóxicos limita su empleo, en tanto que la RMN también obtiene datos tridimensionales, sin las limitaciones de la radiación ionizante ni la carga de contraste. Bajo esta premisa, empleamos la RMN como el método diagnóstico de referencia más sensible para medir el crecimiento del volumen renal, lo que nos permitió controlar en forma específica las variaciones del crecimiento quístico y del riñón.^27,28
De manera coincidente con el informe del Consortium for Radiologic Imaging Studies of Polycystic Kidney Disease, encontramos una correlación entre el incremento volumétrico renal y de los quistes; sin embargo, probablemente por su edad promedio, nuestra población no presentó una reducción consecuente del FG²⁹ y, si bien el aumento porcentual del volumen quístico duplicó al renal, creemos que esta diferencia correspondió no sólo al crecimiento de cada quiste presente, sino también al reclutamiento de nuevos quistes aparecidos durante los dos años que duró el estudio. 
El descubrimiento de los distintos mecanismos patogénicos responsables de la poliquistosis permitió probar algunas intervenciones terapéuticas que han demostrado eficacia en modelos con animales. En este sentido, sabemos que la disfunción de la poliquistina desregula a la proteína m-TOR, ocasionando un exceso de su activación. El sirolimus es un fármaco inmunosupresor y antiproliferativo que, al unirse a la proteína-FKBP-12, inhibe dicha hiperactividad y, por consiguiente, podría potencialmente desacelerar el crecimiento renal.

Entre los principales trabajos sobre PQRAD tratada con el inhibidor m-TOR, mencionamos el estudio SUISSE, efectuado en 100 pacientes, en el que no se demostraron diferencias en el incremento del volumen renal ni en la variación del FG luego de 18 meses de seguimiento.³⁰
También, Walz llevó a cabo el control durante 2 años de un grupo tratado con everolimus y de un grupo control y, si bien los informes durante el primer año del protocolo mostraron una reducción significativa del volumen renal en el grupo de tratamiento, al finalizar el estudió se había perdido esa diferencia parcial.³¹
Nuestra población tuvo un FG normal inicial y las tres manifestaciones clínicas presentes fueron la hematuria intermitente, la proteinuria significativa y la HTA, estas dos últimas controladas, posiblemente, a partir del empleo de enalapril y losartan.³² Es probable que el rango de la proteinuria significativa cercano al valor fisiológico permitiera su normalización, aun a expensas de la nefromegalia progresiva.³³ Al respecto existe consenso en enfatizar que la persistencia de la PA aumentada y de la proteinuria patológica constituye un factor preponderante de riesgo, y que ambos cuadros representan las complicaciones clínicas habituales de la enfermedad.³⁴ En nuestro caso, si bien al finalizar el protocolo sólo 3 pacientes presentaban proteinuria significativa mínima, creemos probable la aparición de una sintomatología más notoria en el futuro, considerando por un lado el tiempo limitado del estudio y el hecho de no haber podido reducir la nefromegalia.

Entre las posibles razones para la falta de eficacia terapéutica, deberíamos pensar en una dosis insuficiente de sirolimus, en comparación con la indicada proporcionalmente en animales. En informes recientes se verificó que la dosis habitual empleada no reduce la actividad de las células epiteliales quísticas.^35,36 Se sugiere también que el modelo de la PKD-1 en animales responde de manera diferente al tratamiento en seres humanos. La inactivación tardía de la Pkd1, con un enlentecimiento en la progresión de la enfermedad, recuerda más al modelo humano que al modelo animal.³⁷ Además, deberíamos considerar que quizá la duración del protocolo pudo haber sido insuficiente como para evaluar los efectos terapéuticos potenciales del sirolimus sobre el crecimiento quístico y renal.³⁸
Con respecto a los efectos adversos relacionados con el tratamiento específico, dos de nuestros pacientes tuvieron anemia ferropénica, causada probablemente por varios mecanismos, incluida la interferencia con la proliferación de las células eritroides primitivas. La administración de sulfato ferroso y ácido fólico corrigió esta alteración, sin que fuera necesario el uso de eritropoyetina en ningún caso.^39,40
La diarrea, presente en cuatro niños durante el tratamiento, desapareció rápidamente con la reducción temporal en la dosis de sirolimus y una dieta adecuada.⁴¹
Si bien, en coincidencia con el estudio SIRENA, no pudimos detener o retrasar la nefromegalia, a diferencia de dicha investigación, durante el uso del inhibidor m-TOR no registramos un incremento de la proteinuria.^42-44
Por ultimo, la aparición de lesiones bucales (úlceras, glositis, gingivitis, etc.) causadas por el sirolimus (al parecer dependiente de la dosis) afectó a cuatro de nuestros pacientes; éstas desaparecieron después del tratamiento local con sucralfato.⁴⁵


Conclusión

Después de 24 meses de estudio en nuestra población pediátrica, no pudimos demostrar que el sirolimus retrase el crecimiento del volumen renal o el quístico, aunque la PA se mantuvo normal y las otras dos variables consideradas de mal pronóstico (proteinuria patológica y descenso del FG) no se modificaron significativamente. Además, los efectos adversos fueron leves y controlables.

La realización de estudios futuros con un número mayor de pacientes podría aportar datos más concluyentes al respecto.

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