João Paulo Bianchi Ximenez.

As experiências de aprendizagem transformadoras do WorkTox foram pensadas para auxiliar nossos alunos em suas carreias acadêmica e profissional. Com palestras voltadas para o desenvolvimento pessoal, abordando temas como saúde mental, inovação, empreendedorismo, mercado de trabalho e vida acadêmica, esperamos ajudar nossos pós-graduandos além da sala de aula, como também na vida enquanto toxicologista e profissional.

O tratamento da tuberculose (TB) é freqüentemente monitorado clinicamente de forma pragmática, por medidas subjetivas de sintomas e medidas objetivas, mas imprecisas, de ganho de peso. A taxa de fracasso do tratamento é de 14, porém em pacientes HIV positivo, a taxa de insucesso na terapia é de aproximadamente de 21. Nosso principal objetivo é otimizar o tratamento da TB por meio da aplicação model-informed precision dosing através da construção de modelos híbridos de farmacocinética populacional e machine learning. Para isso, iremos utilizar os dados de concentração plasmática vs tempo dos medicamentos utilizados no tratamento da tuberculose advindos de estudo clínico anteriormente desenvolvido no nosso laboratório. No estudo clínico foram incluídos pacientes com TB e diagnóstico negativo para HIV (grupo TB-HIV#8722;; n = 15) e pacientes com TB e diagnóstico positivo para HIV (grupo TB-HIV+; n = 18) após terem iniciou o segundo mês de terapia com rifampicina, isoniazida, pirazinamida e etambutol de acordo com o peso corporal. Amostras de seriadas de sangue foram coletadas durante 24 horas após a administração dos medicamentos. No presente projeto, a farmacocinética populacional dos antibióticos será modelada empregando modelos não lineares de efeitos mixtos atravês do software NONMEM. A influência das covariáveis nos parâmetros farmacocinéticos dos fármacos será avaliada em etapas por inclusão/remoção. A capacidade preditiva do modelo será avaliada por critérios gráficos e estatísticos. Iremos desenvolver e validar os algoritmos Xgboost, RandomForest, MARS e GLMNET, com diferentes combinações de simulações geradas através dos modelos de farmacocinética populacional anteriormente desenvolvidos. Os dados de simulação serão divididos em training set (75 dos dados) e test set (25) para desenvolvimento e validação dos modelos. Uma vez otimizados, os algoritmos serão avaliados no conjunto de teste para selecionar o melhor em termos de desempenho. Com o modelo híbrido será possível um menor erro na determinação dos parâmetros farmacocinéticos e redução de viés nas simulações, permitindo assim que possamos explorar múltiplos cenários de dosagens e combinações dos medicamentos utilizados no tratamento da tuberculose, permitindo assim uma maior taxa de sucesso na terapia.

Um total de 1,3 milhão de pessoas morreram de tuberculose (TB) em 2022 (incluindo 167.000 pessoas com HIV). Em todo o mundo, a TB é a segunda principal causa de morte por doença infecciosa após a COVID-19 (acima do HIV e da AIDS). A rifampicina (RIF) é um componente essencial entre os quatro medicamentos anti-tuberculose de primeira linha (FLATDs), sendo os outros três: isoniazida (INH), pirazinamida (PZA) e etambutol (ETH). Para doenças sensíveis a antibióticos, a duração mais curta da terapia é de 2 meses de INH/RIF/PZA/ETH, seguidos por 4 meses de INH/RIF (2HRZE/4HR). Um fator-chave que tem sido identificado como contribuinte para a falha no tratamento da TB é a alta variabilidade na PK de drogas anti-TB. Vários fatores são conhecidos por causar variabilidade PK inter e intra-individual, incluindo peso corporal, sexo, farmacogenômica e condições comórbidas. Numerosos estudos indicaram que o microbioma intestinal é um contribuinte pouco explorado para variações intra- e inter-individuais na eficácia e toxicidade de diferentes terapias. As bactérias intestinais podem metabolizar centenas de drogas direcionadas ao hospedeiro, em alguns casos levando a mudanças clinicamente relevantes no metabolismo de primeira passagem ou na depuração de drogas no intestino após a excreção biliar. Portanto, entender essas relações entre terapias e microbiomas é provavelmente frutífero para descobrir variabilidades adicionais na resposta a medicamentos e, assim, fornecer medicina de precisão. Até agora, este é o primeiro estudo que explorará o papel do microbioma intestinal nessa variabilidade. Primeiro, conduziremos um estudo de coorte longitudinal em pelo menos 60 pacientes com TB sensível a medicamentos, tanto HIV positivos quanto HIV negativos, com cavidades pulmonares na radiografia de tórax e carga bacilar elevada no escarro. Os participantes serão inscritos após dois meses de terapia anti-TB (2HRZE/4HR). Os pacientes com TB receberão doses subterapêuticas dos seguintes medicamentos de sondagem por via oral: cafeína (10 mg) como sonda para CYP1A2, omeprazol (2 mg) para determinar a atividade do CYP2C9, losartan (2 mg) como marcador de CYP2C19, midazolam (0,2 mg) para fenotipagem de CYP3A, metoprolol (10 mg) como sonda para CYP2D6, fexofenadina (10 mg) para avaliar a atividade de transporte de P-gp, rosuvastatina (2 mg) como sonda para OATP1B1, BCRP e UGT, e furosemida (40 mg) para avaliar a atividade de transporte de OAT1 e OAT3. Amostras sequenciais de sangue, urina e fezes serão coletadas ao longo de um período de 24 horas após a administração de FLATDs e ART para análises farmacocinéticas, farmacogenômicas e de microbioma. A análise farmacocinética será desenvolvida aplicando LC-MS/MS, para análise farmacogenômica aplicaremos qPCR e utilizaremos o sequenciador Illumina para análise de microbioma. Em segundo lugar, desenvolveremos um modelo baseado em microbioma aplicando modelagem e simulação farmacometria à análise integrativa de farmacocinética, farmacogenômica e microbioma para identificar espécies bacterianas que poderiam explicar a variabilidade na exposição plasmática a medicamentos anti-TB e ART. Após a conclusão bem-sucedida da pesquisa JP proposta, esperamos contribuir para 1) Estabelecer o impacto previamente não descrito do microbioma intestinal humano como uma covariável significativa para explicar a heterogeneidade da farmacocinética de medicamentos anti-TB em pacientes com e sem HIV, 2) Demonstrar a relação distintiva entre atividades de enzimas de metabolismo e transportadores de drogas e microbioma intestinal entre pacientes com TB com e sem HIV, e 3) Avaliar a divergência no microbioma intestinal entre pacientes com TB sem e com HIV em tratamento com ART.

A neurocriptococose é uma meningoencefalite subaguda causada pelo fungo Cryptococcus spp., ocorrendo mais comumente em pacientes diagnosticados com HIV ou com outras formas de imunossupressão. A anfotericina B (AnfB), medicamento de escolha para o tratamento da neurocriptococose, apresenta baixa permeabilidade na barreira hematoencefálica (BHE), com consequentes baixas concentrações no líquido cefalorraquidiano (LCR). A glicoproteína-P (P-gp) é amplamente expressa na BHE e funciona como uma via importante de efluxo da AnfB para a circulação sistêmica; consequentemente, sua inibição aumenta a permeabilidade da AnfB no SNC. A integridade da BHE e a composição do LCR podem sofrer alterações em situações decorrentes de doenças infecciosas e/ou inflamatórias. Considerando que a inflamação altera a expressão de transportadores de membrana, e consequentemente os parâmetros farmacocinéticos, a resposta inflamatória pode ser considerada importante fator na variabilidade interindividual da eficácia e toxicidade de medicamentos. O presente estudo tem como objetivo principal avaliar a influência da inflamação na integridade da BHE e nas concentrações de AnfB no liquido cefalorraquidiano dos pacientes portadores de neurocriptococose, condição relacionada com intensa resposta imune cerebral. O desenvolvimento do projeto abrange três etapas descritas como estudos clínico, in vitro e in silico. No estudo clínico serão incluídos 15 pacientes em tratamento no HCFMRPUSP (CEP/FCFRP n 482 CAAE: 96780618.7.0000.5403) com quadro de neurocriptococose e indicação de tratamento com AnfB, investigados em duas fases do tratamento, no início do tratamento (primeira semana) e na última semana de planejamento de dose de AnfB. Em cada fase do estudo serão avaliadas as concentrações de citocinas plasmáticas, função renal, farmacocinética da AnfB (plasma e LCR), além da análise farmacogenética dos transportadores presentes na BHE: ABCB1, ABCG2 e AOTP1A2. Adicionalmente, os pacientes serão avaliados para a integridade da BHE utilizando os SPECTs cerebrais com 99mTc-DTPA e processamento das imagens empregando o software PMOD. O estudo in vitro consiste na determinação dos parâmetros de permeabilidade transcelular passiva e interação com transportadores de efluxo da AnfB, empregando as linhagens celulares hCMEC/D3 com expressão estável de ABCB1 e ABCG2. No estudo in silico, será desenvolvido um modelo de farmacocinética populacional integrando os dados clínicos e in vitro para estimar as concentrações de AnfB no cérebro avaliar o impacto da inflamação sobre a farmacocinética da AnfB e simular novos regimentos terapêuticos através de uma abordagem Model-Informed Precision Medicine. No presente estudo, empregaremos uma abordagem de pesquisa translacional integrada, que além de atingir o objetivo de investigar o impacto da inflamação sobre as concentrações da AnfB no cérebro, irá também alavancar estudos de farmacologia in vitro, modelagem de farmacocinética e ensaios clínicos.

A hipótese do presente trabalho é investigar a influência da idade e do estado hormonal na disposição cinética e no metabolismo do tamoxifeno em pacientes com câncer de mama. Para isso, dois grupos de pacientes serão delimitados de acordo com a idade, sendo um grupo pré-menopausa (idade < 50 anos) e outro pós-menopausa (idade > 60 anos). As pacientes terão amostras seriadas de sangue colhidas até 24 h após a dose diária de tamoxifeno e será determinada as concentrações plasmáticas total e livre do tamoxifeno e concentração total de seus metabólitos endoxifeno e 4-OH-tamoxifeno por um método de LC-MS/MS; somada com a determinação in vivo da atividade do CYP2D6, CYP3A e da P-gp utilizando, respectivamente, os marcadores farmacológicos metoprolol, midazolam e fexofenadina; além dos genótipos dos genes CYP2D6, CYP3A4/5, ABCB1 e ABCC2 estabelecidos através da discriminação alélica Taqman. O modelo da farmacocinética populacional será desenvolvido empregando o software NONMEM (Non-linear mixed effect level). Os resultados serão expressos através das médias, intervalos de confiança 95%, medianas e percentis 25-75% e o teste de Mann-Whitney será empregado para avaliar a influência da idade nos parâmetros farmacocinéticos do tamoxifeno e seus metabólitos, com significância fixada em p < 0,05