Vigilancia Tecnológica
Métodos analíticos para determinar lactonas macrocíclicas en diferentes tipos de matrices. una revisión
INTRODUCCIÓN Las lactonas macrocíclicas (LM) son una familia de fármacos empleados en la medicina humana y veterinaria para el tratamiento contra endo- y ectoparásitos.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. Son muy utilizadas por su actividad de amplio espectro contra nematodos y artrópodos; las LM se pueden encontrar en diversas formulaciones y son fáciles de administrar. Además, son efectivas contra cepas resistentes a otros fármacos.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. Se clasifican en avermectinas y milbemicinas. Ambas se producen directa o indirectamente a partir de la fermentación natural de algunas especies de estreptomicetos del suelo.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.
La ivermectina fue la primera LM en desarrollarse en la década de 1970 e inicialmente se aplicó en medicina veterinaria y en la agricultura. En 1981 se comercializó para su uso en ganadería y años después se aplicó en la medicina humana.44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853. Su exitosa comercialización condujo a enfocar la investigación en la modificación de la estructura química de las avermectinas y milbemicinas para obtener moléculas diferentes con igual o mejor nivel de eficacia que la ivermectina.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Esto resultó en el desarrollo de varias LM, de las cuales se utilizan principalmente seis avermectinas: ivermectina (IVM), abamectina (ABA), doramectina (DOR), eprinomectina (EPR), emamectina (EMA) y selamectina (SEL); y dos milbemicinas: milbemicina oxima (MIL-O) y moxidectina (MOX).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
La ABA, EMA y MOX se han usado en la agricultura33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936.
6 Humeres, E. C.; Morse, J. G.; Exp. Appl. Acarol. 2005, 36, 51.
7 Pitterna, T.; Cassayre, J.; Hüter, O. F.; Jung, P. M. J.; Maienfisch, P.; Kessabi, F. M.; Quaranta, L.; Tobler, H.; Bioorg. Med. Chem. 2009, 17, 4085.-88 Yoshii, K.; Kaihara, A.; Tsumura, Y.; Ishimitsu, S.; Tonogai, Y.; J. Chromatogr. A 2000, 896, 75. y la ganadería.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,99 Fisher, M. H.; Mrozik, H.; Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1992, 32, 537. La IVM, ABA, DOR, EPR y MOX se han aplicado para el tratamiento contra endoparásitos como nematodos gastrointestinales y pulmonares; y ectoparásitos como ácaros, piojos y garrapatas en el ganado bovino, ovino, caprino, equino y porcino.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. Adicionalmente, en la acuacultura se emplea la EMA para el tratamiento del piojo de mar en salmones.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,1010 Rafidah, I.; Ghanthimathi, S.; Fatimah, A. B.; Mahyudin, N. A.; Anal. Methods 2013, 5, 4172.
En medicina veterinaria, la MIL-O y la SEL previenen los nematodos cardiacos causantes de filariasis en perros y gatos.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. También ayudan a combatir gusanos redondos, gusanos “con ganchos”, ácaros del oído, sarna y pulgas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. Por otro lado, en medicina humana, la IVM y la MOX sirven para combatir el nematodo que causa la enfermedad denominada “ceguera del río” y para tratar la filariasis linfática.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.
A pesar de sus beneficios, el uso indiscriminado y la presencia de residuos de LM en el ambiente puede afectar la salud humana22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,1111 Macdonald, N.; Gledhill, A.; Arch. Toxicol. 2007, 81, 553.,1212 Sung, Y. F.; Huang, C. T.; Fan, C. K.; Lin, C. H.; Lin, S. P.; Clin. Toxicol. 2009, 47, 686. y al ecosistema.1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549. Un ejemplo de esto es el daño a organismos “no blanco”, como los escarabajos estercoleros (Coleoptera: Scarabaeidae: Scarabaeinae).1414 Iwasa, M.; Maruo, T.; Ueda, M.; Yamashita, N.; Bull. Entomol. Res. 2007, 97, 619.
15 Pérez-Cogollo, L. C.; Rodríguez-Vivas, R. I.; Reyes-Novelo, E.; Delfín-González, H.; Muñoz-Rodríguez, D.; Bull. Entomol. Res. 2017, 107, 118.-1616 Rodríguez-Vivas, R. I.; Basto-Estrella, G. del S.; Reyes-Novelo, E.; Arcila-Fuentes, W.; Ojeda-Chi, M.; Trinidad-Martínez, I.; Martínez-M, I.; J. Asia-Pac. Entomol. 2019, 22, 239. Por lo tanto, es crucial contar con metodologías analíticas para determinar los niveles de las LM en muestras origen agrícola, ganadero y medioambiental.
En 200611 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. y 2012,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. Danaher et al. publicaron dos artículos en los que revisaron los métodos analíticos existentes hasta ese momento. El primero se enfocó en matrices biológicas con énfasis en las técnicas de extracción y detección; además, se consideraron aspectos como el desarrollo y la validación de las metodologías analíticas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. El segundo artículo se centró en la revisión de los métodos para el análisis de matrices alimenticias (tejidos de animales comestibles, productos lácteos, vegetales) y ambientales (agua, suelo, heces), principalmente con métodos basados en LC-MS/MS.55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. En un artículo más reciente, Wang et al. revisaron las metodologías analíticas basadas en inmunoensayos para determinar LM en matrices alimenticias.1717 Wang, Z.; Beier, R. C.; Shen, J.; TrAC - Trends Anal. Chem. 2017, 92, 42. Sin embargo, el desarrollo de nuevas metodologías continúa y han surgido técnicas de pretratamiento analítico que se han diseñado y/o adaptado para aplicarlas en la determinación de LM. Además, el número y variedad de matrices donde estas metodologías pueden aplicarse crece diariamente.
En este artículo se revisan las metodologías analíticas para la determinación de LM en matrices biológicas, ambientales y alimenticias. Se enfatiza la etapa del pretratamiento analítico y las técnicas analíticas más utilizadas; además, se exponen las principales estrategias de validación de las metodologías. La revisión aborda los métodos reportados en los últimos 15 años y/o que no se discutieron en revisiones previas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. Además, se incluyeron metodologías que, aunque puede considerarse no recientes, involucran técnicas de extracción y/o matrices inusuales dentro del estado del arte de la determinación de las LM.
ESTRUCTURA QUÍMICA Avermectinas Las avermectinas constituyen una mezcla de ocho compuestos naturales producidos por la fermentación de la bacteria Streptomyces avermitilis.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Su estructura química consiste en un anillo macrocíclico de 16 miembros formado por un grupo espiroacetal, un anillo de benzofurano y un grupo disacárido o monosacárido (Figura 1).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. Se clasifican según los sustituyentes R5 y R25 y el tipo de enlace entre C22 y C23: la serie A incluye los compuestos que están metoxilados en C5 (R5); y la serie B, los compuestos que tienen un grupo hidroxilo en esa misma posición. Las series A y B se subdividen en dos grupos: en el subgrupo 1 están los compuestos con un enlace doble olefínico entre C22 y C23, mientras que en el subgrupo 2 el C23 está enlazado a un grupo hidroxilo. A su vez, los subgrupos 1 y 2 pueden ser de la clase a si el sustituyente R25 es un radical sec-butil o de la clase b si es un isopropil.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. De las ocho avermectinas naturales se producen en mayor cantidad la B1 y la B2. Además, estas tienen una elevada potencia antiparasitaria, su espectro de actividad es más amplio y son más seguras. La ABA, una mezcla de B1a y B1b, es la avermectina natural más importante y la mayoría de las avermectinas sintéticas o semisintéticas son derivados de ésta (Figura 1).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
2 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.-33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.
Figura 1
Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
La IVM es un derivado semisintético de la ABA (principalmente de la B1a) producido por la hidrogenación selectiva del doble enlace entre C22 y C23. Debido a esta modificación se considera que la IVM es un híbrido entre B1 y B2, e incluso es superior a ambas en términos de eficacia y seguridad.44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,1818 Campbell, W. C.; Fisher, M. H.; Stapley, E. O.; Albers-Schönberg, G.; Jacob, T. A.; Science 1983, 221, 823.,1919 Campbell, W. C.; In Ivermectin and Abamectin; Campbell, W. C., Ed.; 1989; pp. 234.
La EMA y la EPR se producen por la aminación de C4” del grupo disacárido de la ABA. En el caso de la EMA se adiciona un grupo metilamino, y el derivado obtenido se cristaliza como benzoato. En la EPR se forma una amina primaria en C4” que luego se somete a una acilación.2020 Cvetovich, R. J.; Kelly, D. H.; DiMichele, L. M.; Shuman, R. F.; Grabowski, E. J. J.; J. Org. Chem. 1994, 59, 7704.
La DOR se obtiene por mutasíntesis o biosíntesis mutacional, un proceso donde S. avermitilis se modifica genéticamente de tal forma que las avermectinas producidas contienen un sustituyente diferente en C25.2121 Dutton, C. J.; Gibson, S. P.; Goudie, A. C.; Holdom, K. S.; Pacey, M. S.; Ruddock, J. C.; Bu’Lock, J. D.; Richards, M. K.; J. Antibiot. 1991, 44, 357. La DOR, por lo tanto, tiene un grupo ciclohexil en C25 y conserva el doble enlace entre C22 y C23, por lo cual en términos de estructura es más cercana a la ABA que a la IVM.2222 Goudie, A. C.; Evans, N. A.; Gration, K. A. F.; Bishop, B. F.; Gibson, S. P.; Holdom, K. S.; Kaye, B.; Wicks, S. R.; Lewis, D.; Weatherley, A. J.; Bruce, C. I.; Herbert, A.; Seymour, D. J.; Vet. Parasitol. 1993, 49, 5.
La SEL (Figura 2) es un derivado semisintético de la DOR. A diferencia de ésta, la SEL tiene un grupo oxima en C5 y un grupo monosacárido en C13. Debido a esta última característica se puede considerar que la SEL es un derivado intermedio entre las avermectinas y las milbemicinas.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2323 Bishop, B. F.; Bruce, C. I.; Evans, N. A.; Goudie, A. C.; Gration, K. A. F.; Gibson, S. P.; Pacey, M. S.; Perry, D. A.; Walshe, N. D. A.; Witty, M. J.; Vet. Parasitol. 2000, 91, 163.
Figura 2
Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549.
Milbemicinas Las milbemicinas son producto de la fermentación de bacterias del género Streptomyces, principalmente de las especies S. hygroscopicus y S. cyaneogriseus noncyanogenus.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Su estructura química es similar a las avermectinas. Sin embargo, las milbemicinas carecen del grupo disacárido en C13 y algunas tienen un anillo abierto de benzofurano.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617. Además, a diferencia de las avermectinas donde el enlace C22-C23 puede ser doble, en las milbemicinas este enlace es simple y el C23 puede ir unido a algún otro sustituyente.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.
Las milbemicinas producidas por S. hygroscopicus se dividen en dos series denominadas ? y ?. Éstas se diferencian por el anillo de benzofurano que está presente en la serie ?, pero que en la serie ? está parcialmente abierto.2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617.
25 Davies, H. G.; Green, R. H.; Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 211.-2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Adicionalmente, cada serie puede subdividirse según los sustituyentes en la fracción espiroacetal.
Los compuestos de la serie ?, al igual que las avermectinas, tienen un grupo hidroxilo o metoxilo en R5. Sin embargo, a diferencia de éstas, el sustituyente en R25 puede ser un grupo metil o etil (Figura 3). En esta serie, la posición R4 está ocupada por un radical metil o 2-pirrolcarboniloxi y las posiciones R22 y R23, por grupos ?-hidroxilo y ?-hidroxicarbonil-alquilo, respectivamente.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Una de las milbemicinas más utilizadas, la MIL-O, se sintetizó a partir de las milbemicinas naturales ?1 y ?3 adicionando un grupo oxima en R5.2727 Jung, M.; Saito, A.; Buescher, M.; Maurer, M.; Graf, J.-F.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 51.
Figura 3
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
La serie ?, que se distingue por tener una fracción “incompleta” de benzofurano, está conformada por tres milbemicinas. Las milbemicinas ?1 y ?2, se caracterizan por la presencia de los grupos ?-metoxilo e hidroximetileno en R5 y R8, respectivamente (Figura 4). La diferencia entre estas milbemicinas es el grupo alquilo en R25.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. La milbemicina ?3 (Figura 5) es el único miembro que posee un anillo aromático en su estructura, aunque se piensa que éste podría ser un artefacto formado durante el proceso de purificación.2525 Davies, H. G.; Green, R. H.; Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 211.
Figura 4
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Figura 5
Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Finalmente, las milbemicinas obtenidas con bacterias S. hygroscopicus genéticamente modificadas se designan con letras mayúsculas. Las milbemicinas D, F, G, J y K (Figura 6) tienen los mismos sustituyentes de la serie ? en R4, pero difieren en los otros. Así, en la posición R5 se puede encontrar un grupo ?-hidroxilo, ?-metoxilo o cetona, mientras que en R25, puede haber un radical alquilo como metil, etil o isopropil. Por otro lado, las milbemicinas E y H (Figura 4) son similares a la serie ?; ambas tienen un grupo isopropilo en R25, pero la milbemicina H difiere en los sustituyentes R5 y R8 donde tiene una cetona y un metil, respectivamente.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Figura 6
Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Las milbemicinas producidas por S. Cyaneogriseus noncyanogenus (Figura 7) presentan cadenas insaturadas en la posición R25 y un grupo -OH en C23 igual que las avermectinas del grupo 2. Las cuatro principales milbemicinas de esta familia se designaron como LL-F 28249 ?, ?, ? y ?.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.,2828 Carter, G. T.; Nietsche, J. A.; Borders, D. B.; J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1987, 6, 402. La más importante es LL-F 28249? o nemadectina (NEM), que es similar a una milbemicina ?, pero con más grupos funcionales en la fracción espiroacetal.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617.
Figura 7
Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
La MOX (Figura 8) es un derivado semisintético de la NEM. Se obtiene introduciendo una fracción de metoxima en lugar del grupo -OH que tiene NEM en R23. La presencia de este grupo y la cadena insaturada en R25 son dos características que no se encuentran en ninguna otra milbemicina o avermectina.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.,2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.
Figura 8
Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FARMACOCINÉTICAS Las propiedades fisicoquímicas de las LM dependen de los grupos funcionales en su estructura química. La fracción espiroacetal les proporciona una estructura rígida y diversidad estereoquímica.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Las LM naturales presentan exclusivamente una configuración R en el C21 de la función espiroacetal. Este tipo de geometría se relaciona con la actividad insecticida pues se han aislado intermediarios producidos por bacterias modificadas genéticamente donde el C21 tiene una configuración S, las cuales presentan un espectro de actividad insecticida menor a los isómeros R.3131 Sun, P.; Zhao, Q.; Zhang, H.; Wu, J.; Liu, W.; ChemBioChem 2014, 15, 660. La geometría del enlace C22-C23 también influye en las propiedades de las LM. Se ha observado que la saturación de dicho enlace modifica la configuración estereoquímica del anillo de pirano; esto modifica las propiedades de partición de los fármacos en la leche: las LM saturadas en C22-C23 (avermectinas del grupo 2 y milbemicinas) tienen coeficientes de partición leche:plasma superiores a las LM que tienen este enlace insaturado (avermectinas del grupo 1).3232 Shoop, W. L.; Demontigny, P.; Fink, D. W.; Williams, J. B.; Egerton, J. R.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Skelly, B. J.; Turner, M. J.; Int. J. Parasitol. 1996, 26, 1227.,3333 Shoop, W. L.; Egerton, J. R.; Eary, C. H.; Haines, H. W.; Michael, B. F.; Mrozik, H.; Eskola, P.; Fisher, M. H.; Slayton, L.; Ostlind, D. A.; Skelly, B. J.; Fulton, R. K.; Barth, D.; Costa, S.; Gregory, L. M.; Campbell, W. C.; Seward, R. L.; Turner, M. J.; Int. J. Parasitol. 1996, 26, 1237. Otro ejemplo de esta influencia se encuentra en la IVM, una avermectina B1 que durante su síntesis conserva la conformación de “silla” de la serie B2. En consecuencia, la IVM se caracteriza por tener una elevada potencia parasiticida, propio de las avermectinas B1; pero con un mejor perfil de seguridad que éstas, lo cual la hace similar a las avermectinas B2.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1.
Las LM son moléculas relativamente grandes con pesos moleculares de 640 (MOX) hasta casi 900 (DOR).3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. Las LM son escasamente solubles en agua y muy solubles en solventes orgánicos como octanol, n-hexano, benceno, acetona, etanol, metanol, cloroformo, éter dietílico y acetato de etilo.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3636 El-Saber Batiha, G.; Alqahtani, A.; Ilesanmi, O. B.; Saati, A. A.; El-Mleeh, A.; Hetta, H. F.; Magdy Beshbishy, A.; Pharmaceuticals 2020, 13, 196.,3737 Takiguchi, Y.; Muramatsu, S.; Ide, J.; Mishima, H.; Terao, M.; J. Antibiot. 1983, 502. Los coeficientes calculados de partición octanol/agua (log P) de las avermectinas varían de 4.4-5.6, mientras que las milbemicinas tienen valores superiores, aproximadamente de 6. Una excepción notable es la SEL con un log P de 6.4.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Por su naturaleza lipofílica, las LM tienen un gran volumen de distribución tisular, especialmente en el tejido graso e hígado, y una persistencia prolongada en el organismo hospedador.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888.,3838 Rodríguez-Vivas, R. I.; Arieta-Román, R. J.; Pérez-Cogollo, L. C.; Rosado-Aguilar, J. A.; Ramírez-Cruz, G. T.; Basto-Estrella, G.; Arch. Med. Vet. 2010, 42, 115.
La alta lipofilicidad de las LM se debe, principalmente, a los anillos de lactona y de benzofurano.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. La presencia de sustituyentes alquílicos, como el ciclohexil, en el C25 de la fracción espiroacetal aumenta el carácter lipofílico de las LM (i.e. DOR, SEL).3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. El grupo sacárido (oleandrosa) en C13 también le confiere cierta lipofilicidad a las avermectinas, ya que al tener un solo grupo -OH en C4”, su polaridad e hidrofilicidad es menor a la de otros sacáridos.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. En la EPR, este grupo -OH se sustituye por un grupo amino, lo que disminuye su lipofilicidad (log P = 4.4). Por otro lado, la ausencia de la fracción de oleandrosa en C13 hace que las milbemicinas sean más lipofílicas que las avermectinas.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. En el caso de la MOX, otros factores que contribuyen a su lipofilicidad son la metoxima y la cadena olefínica en el C23 y C25, respectivamente.
Las diferencias de lipofilicidad entre las LM se reflejan en algunas de sus características farmacocinéticas. La IVM puede considerarse una LM típica con un volumen de distribución relativamente alto y una baja tasa de eliminación.3939 González Canga, A.; Sahagún Prieto, A. M.; José Diez Liébana, M.; Martínez, N. F.; Vega, M. S.; Vieitez, J. J. G.; Vet. J. 2009, 179, 25.,4040 Mckellar, Q. A.; Benchaoui, H. A.; J. Vet. Pharmacol. Ther. 1996, 19, 331. Sin embargo, la MOX, que es cien veces más lipofílica se acumula en mayor medida en el tejido adiposo y sus residuos se eliminan más lentamente, lo que resulta en una baja partición grasa:plasma.4141 Hayes, P. W.; In Australian Veterinary Association Congress; Canberra, Australia, 1994. En consecuencia, la MOX se caracteriza por un mayor volumen de distribución, una vida y un tiempo medios de residencia relativamente grandes para una gran variedad de especies.2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.,3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Por otro lado, la DOR (log P = 5.3) tiene una cinética similar a la MOX, aunque su velocidad de eliminación es ligeramente menor.2222 Goudie, A. C.; Evans, N. A.; Gration, K. A. F.; Bishop, B. F.; Gibson, S. P.; Holdom, K. S.; Kaye, B.; Wicks, S. R.; Lewis, D.; Weatherley, A. J.; Bruce, C. I.; Herbert, A.; Seymour, D. J.; Vet. Parasitol. 1993, 49, 5.,4242 Conder, G. A.; Baker, W. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 30. Debido a estas características, la leche es una vía importante de eliminación de estos tres fármacos, especialmente MOX y DOR.2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.,4242 Conder, G. A.; Baker, W. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 30.
43 Imperiale, F.; Lifschitz, A.; Sallovitz, J.; Virkel, G.; Lanusse, C.; J. Dairy Res. 2004, 71, 427.-4444 Imperiale, F. A.; Busetti, M. R.; Suárez, V. H.; Lanusse, C. E.; J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 6205.
En contraste, la EPR puede considerarse una LM relativamente polar, por lo que interactúa débilmente con el tejido adiposo.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Esto se traduce en una mejor distribución tisular, una eliminación más rápida de los residuos y una Cmáx más alta en comparación con otras LM, como la IVM y MOX.3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1.,4545 Alvinerie, M.; Sutra, J. F.; Galtier, P.; Mage, C.; Res. Vet. Sci. 2006, 67, 229. Estas características también influyen en la baja partición leche:plasma de la EPR.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. Por otro lado, la elevada lipofilicidad de la SEL, utilizada como tratamiento tópico en perros y gatos,4646 Banks, B. J.; Bishop, B. F.; Evans, N. A.; Gibson, S. P.; Goudie, A. C.; Gration, K. A. F.; Pacey, M. S.; Perry, D. A.; Witty, M. J.; Bioorg. Med. Chem. 2000, 8, 2017. hace que se distribuya eficientemente en la piel de los animales tratados, localizándose principalmente en las glándulas sebáceas.3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1. La polaridad también influye sobre la actividad biológica de las LM. Se ha reportado que la sustitución del C13 con grupos polares (hidroxi, ciano, amino) o no polares (cloro, fluoro, metoxi) disminuye o aumenta, respectivamente, la actividad de las moléculas resultantes.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888.,4747 Mrozik, H.; Linn, B. O.; Eskola, P.; Lusi, A.; Matzuk, A.; Preiser, F. A.; Ostlind, D. A.; Schaeffer, J. M.; Fisher, M. H.; J. Med. Chem. 1989, 32, 375.
Las avermectinas son inestables en medio ácido y básico.4848 Awasthi, A.; Razzak, M.; Al-Kassas, R.; Harvey, J.; Garg, S.; Chem. Pharm. Bull. 2012, 60, 931. Bajo condiciones ácidas leves, el grupo disacárido se fragmenta en C4’ dando como resultado una especie con un grupo monosacárido. Bajo condiciones ácidas más fuertes, el disacárido se pierde completamente y se forma una aglicona.4949 Mrozik, H.; Eskola, P.; Arison, B. H.; Albers-Schönberg, G.; Fisher, M. H.; J. Org. Chem. 1982, 47, 489. En medio básico, el C2 de las avermectinas pueden sufrir una epimerización.5050 Fraser-Reid, B.; Wolleb, H.; Faghih, R.; Barchi, J.; J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 933.
51 Hanessian, S.; Dube, D.; Hodges, P. J.; J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7063.-5252 Pivnichny, J. v.; Arison, B. H.; Preiser, F. A.; Shim, J. S. K.; Mrozik, H.; J. Agric. Food Chem. 1988, 36, 826. Por lo tanto, las avermectinas son estables en un rango de pH de 6.2-6.3.5353 Fink, D. W.; Anal. Profiles Drug Subst. Excipients 1988, 17, 155. Por otro lado, las avermectinas y milbemicinas pueden oxidarse en las posiciones C2-C8 del anillo de benzofurano y en los diferentes grupos -OH (C23, C13, C4’ y C4”) presentes en la molécula.4848 Awasthi, A.; Razzak, M.; Al-Kassas, R.; Harvey, J.; Garg, S.; Chem. Pharm. Bull. 2012, 60, 931. Las LM son propensas a la autooxidación, aunque para esto se requiere la presencia de solventes como éteres, alcoholes secundarios y ésteres.5454 Stong, J. D.; Pivnichny, J. v.; ozik, H.; Waksmunski, F. S.; J. Pharm. Sci. (Philadelphia, PA, U. S.) 1992, 81, 1000. Por último, las LM pueden degradarse bajo la luz ultravioleta. Debajo de los 280 nm, los enlaces C8-C9 y C10-C11 se isomerizan rápidamente y una irradiación prolongada provoca la aparición de varios productos de descomposición.5555 Mrozik, H.; Eskola, P.; Reynolds, G. F.; Arison, B. H.; Smith, G. M.; Fisher, M. H.; J. Org. Chem. 1988, 53, 1820.
MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LACTONAS MACROCÍCLICAS A la fecha, se han desarrollado numerosos métodos analíticos para la identificación y cuantificación de LM en matrices biológicas, ambientales y alimenticias. En las matrices biológicas la determinación de LM permite estudiar sus parámetros farmacocinéticos, así como la concentración plasmática y fecal para diseñar mejores planes de tratamiento farmacológico. En cuanto a las matrices alimenticias, las LM suelen permanecer por periodos prolongados y acumularse en los tejidos y órganos de los animales tratados11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,3838 Rodríguez-Vivas, R. I.; Arieta-Román, R. J.; Pérez-Cogollo, L. C.; Rosado-Aguilar, J. A.; Ramírez-Cruz, G. T.; Basto-Estrella, G.; Arch. Med. Vet. 2010, 42, 115. o excretarse a través de la leche5656 Imperiale, F. A.; Farias, C.; Pis, A.; Sallovitz, J. M.; Lifschitz, A.; Lanusse, C.; Food Addit. Contam., Part A 2009, 26, 57. lo cual puede ser perjudicial para los consumidores. Además, la presencia de residuos de LM en el medio ambiente puede tener un impacto negativo ya que estos compuestos son tóxicos para organismos acuáticos y terrestres.55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936.
En los últimos años, los métodos desarrollados se han orientado al análisis de matrices biológicas como heces, plasma, suero sanguíneo, y diferentes tejidos animales. También ha habido importantes aportes en el análisis de matrices alimenticias y ambientales. Aunque varios métodos se han desarrollado para determinar LM individuales, la mayoría son métodos multiresiduo donde se determinan dos o más LM simultáneamente (Tabla 1). En el desarrollo de nuevos métodos analíticos se ha buscado mejorar las características analíticas del método, así como el aspecto medioambiental; por lo que muchos de estos métodos se caracterizan por el uso de cantidades relativamente bajas reactivos y generar pocos residuos.
Thumbnail Tabla 1
Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales
En la Figura 9). Estas condiciones también producen la acetilación de los grupos hidroxilo en R4” y R23 cuando están presentes. La reacción se completó de 22-24 horas a una temperatura de 105-110 °C y los derivados fluorescentes se purificaron con sílica antes del análisis.137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367.
Este es un artículo publicado en acceso abierto (Open Access) bajo la licencia Creative Commons Attribution, que permite su uso, distribución y reproducción en cualquier medio, sin restricciones siempre que el trabajo original sea debidamente citado.×CloseAcerca de los autores Patricia Esmeralda Vázquez-Quintal
Cuerpo Académico de Química Fundamental y Aplicada, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, 97203, Mérida, Yucatán, México Roger Iván Rodríguez-Vivas
Cuerpo Académico de Salud Animal, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, 97100, Mérida, Yucatán, México David Muñoz-Rodríguez *
Cuerpo Académico de Química Fundamental y Aplicada, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, 97203, Mérida, Yucatán, México *e-mail: david.mr@correo.uady.mx ×CloseFiguras | Tablas Thumbnail Figura 1
Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. Thumbnail Figura 2
Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549. Thumbnail Figura 3
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 4
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 5
Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 6
Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 7
Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 8
Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 9
Reacción de derivatización de la avermectina (estructuras parciales)137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367. Thumbnail Tabla 1
Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales ×CloseFigura 1 Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
×CloseFigura 2 Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549.
×CloseFigura 3 Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 4 Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 5 Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 6 Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 7 Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 8 Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 9 Reacción de derivatización de la avermectina (estructuras parciales)137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367.
×CloseTabla 1 Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales
Analito Matriz Extracción Purificación Análisis Referencia IVM Heces de ovino LLE --- UHPLC-MS/MS 5757 Vok?ál, I.; Michaela, Š.; Radka, P.; Ji?í, L.; Lukáš, P.; Dominika, S.; Kate?ina, L.; Barbora, S.; Lenka, S.; Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019, 169, 944. IVM Plasma, heces de bovino LLE SPE HPLC-FLD 5858 Canton, C.; Canton, L.; Domínguez, M. P.; Moreno, L.; Lanusse, C.; Alvarez, L.; Ceballos, L.; Vet. Parasitol. 2018, 256, 43. MOX Plasma humano, mono, ratón LLE SPE LC-MS/MS 5959 Chhonker, Y. S.; Sleightholm, R. L.; Murry, D. J.; Biomed. Chromatogr. 2019, 33, 1. MOX Suero de ovino LLE d-SPE LC-MS/MS 6060 Baptista, R. C.; Fernandes, M. A. M.; Gilaverte, S.; Queiroz, S. C. N.; Assalin, M. R.; Ferracini, V. L.; Monteiro, A. L. G.; Reyes, F. G. R.; J. Braz. Chem. Soc. 2017, 28, 250. MOX Suero sanguíneo, músculo, riñón, hígado, grasa de ovino LLE (suero)
QuEChERS d-SPE (suero) LC-MS/MS 6161 Fernandes, M. A. M.; Gilaverte, S.; Bianchi, M. D.; da Silva, C. J. A.; Molento, M. B.; Reyes, F. G. R.; Monteiro, A. L. G.; Res. Vet. Sci. 2017, 114, 406. IVM Heces bovino LLE SPE HPLC-FLD 1515 Pérez-Cogollo, L. C.; Rodríguez-Vivas, R. I.; Reyes-Novelo, E.; Delfín-González, H.; Muñoz-Rodríguez, D.; Bull. Entomol. Res. 2017, 107, 118. ABA, DOR, EMA, EPR, IVM, MOX Tejido pescado QuEChERS --- LC-MS/MS 6262 Moschou, I. C.; Dasenaki, M. E.; Thomaidis, N. S.; J. Chromatogr. B 2019, 1104, 134. MOX Tejidos de ovino QuEChERS --- UHPLC-MS/MS 6363 del Bianchi A. Cruz, M.; Fernandes, M. A. M.; Patricia, P. A.; Monteiro, A. L. G.; Daniel, D.; Reyes, F. G. R.; J. Chromatogr. B 2018, 1072, 390. ABA, DOR, EPR, IVM Músculo ovino QuEChERS --- HPLC-FLD, UHPLC-MS/MS 6464 Bandeira, N. M. G.; Ribeiro, L. C.; Rizzetti, T. M.; Martins, M. L.; Adaime, M. B.; Zanella, R.; Prestes, O. D.; J. Braz. Chem. Soc. 2016, 28, 878. ABA, DOR, IVM, MOX Hígado bovino QuEChERS --- HPLC-FLD 6565 Pimentel-Trapero, D.; Sonseca-Yepes, A.; Moreira-Romero, S.; Hernández-Carrasquilla, M.; J. Chromatogr. B 2016, 1015-1016, 166. ABA, DOR, EPR, IVM, MOX Queso SLE-LTP --- HPLC-FLD 6666 de Souza Santos Cheibub, A. M.; Silva Bahiense de Lyra, E.; Pereira Netto, A. D.; Food Chem. 2019, 272, 148. DOR, IVM, MOX Leche LLE --- LC-MS/MS 6767 Dahiya, M.; Dubey, N.; Singh, P.; Singh, G. N.; Indian J. Chem., Sect. B: Org. Chem. Incl. Med. Chem. 2013, 52, 1313. ABA, DOR EPR; IVM, MOX Leche, yogurt QuEChERS --- HPLC-FLD 6868 Furlani, R. P. Z.; Dias, F. F. G.; Nogueira, P. M.; Gomes, F. M. L.; Tfouni, S. A. V.; Camargo, M. C. R.; Food Control 2015, 48, 43. ABA, DOR, IVM, MOX Mantequilla LLE --- HPLC-FLD 6969 Macedo, F.; Marsico, E. T.; Conte-Júnior, C. A.; de Resende, M. F.; Brasil, T. F.; Pereira Netto, A. D.; Food Ch
La ivermectina fue la primera LM en desarrollarse en la década de 1970 e inicialmente se aplicó en medicina veterinaria y en la agricultura. En 1981 se comercializó para su uso en ganadería y años después se aplicó en la medicina humana.44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853. Su exitosa comercialización condujo a enfocar la investigación en la modificación de la estructura química de las avermectinas y milbemicinas para obtener moléculas diferentes con igual o mejor nivel de eficacia que la ivermectina.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Esto resultó en el desarrollo de varias LM, de las cuales se utilizan principalmente seis avermectinas: ivermectina (IVM), abamectina (ABA), doramectina (DOR), eprinomectina (EPR), emamectina (EMA) y selamectina (SEL); y dos milbemicinas: milbemicina oxima (MIL-O) y moxidectina (MOX).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
La ABA, EMA y MOX se han usado en la agricultura33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936.
6 Humeres, E. C.; Morse, J. G.; Exp. Appl. Acarol. 2005, 36, 51.
7 Pitterna, T.; Cassayre, J.; Hüter, O. F.; Jung, P. M. J.; Maienfisch, P.; Kessabi, F. M.; Quaranta, L.; Tobler, H.; Bioorg. Med. Chem. 2009, 17, 4085.-88 Yoshii, K.; Kaihara, A.; Tsumura, Y.; Ishimitsu, S.; Tonogai, Y.; J. Chromatogr. A 2000, 896, 75. y la ganadería.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,99 Fisher, M. H.; Mrozik, H.; Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1992, 32, 537. La IVM, ABA, DOR, EPR y MOX se han aplicado para el tratamiento contra endoparásitos como nematodos gastrointestinales y pulmonares; y ectoparásitos como ácaros, piojos y garrapatas en el ganado bovino, ovino, caprino, equino y porcino.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. Adicionalmente, en la acuacultura se emplea la EMA para el tratamiento del piojo de mar en salmones.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,1010 Rafidah, I.; Ghanthimathi, S.; Fatimah, A. B.; Mahyudin, N. A.; Anal. Methods 2013, 5, 4172.
En medicina veterinaria, la MIL-O y la SEL previenen los nematodos cardiacos causantes de filariasis en perros y gatos.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. También ayudan a combatir gusanos redondos, gusanos “con ganchos”, ácaros del oído, sarna y pulgas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. Por otro lado, en medicina humana, la IVM y la MOX sirven para combatir el nematodo que causa la enfermedad denominada “ceguera del río” y para tratar la filariasis linfática.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.
A pesar de sus beneficios, el uso indiscriminado y la presencia de residuos de LM en el ambiente puede afectar la salud humana22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,1111 Macdonald, N.; Gledhill, A.; Arch. Toxicol. 2007, 81, 553.,1212 Sung, Y. F.; Huang, C. T.; Fan, C. K.; Lin, C. H.; Lin, S. P.; Clin. Toxicol. 2009, 47, 686. y al ecosistema.1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549. Un ejemplo de esto es el daño a organismos “no blanco”, como los escarabajos estercoleros (Coleoptera: Scarabaeidae: Scarabaeinae).1414 Iwasa, M.; Maruo, T.; Ueda, M.; Yamashita, N.; Bull. Entomol. Res. 2007, 97, 619.
15 Pérez-Cogollo, L. C.; Rodríguez-Vivas, R. I.; Reyes-Novelo, E.; Delfín-González, H.; Muñoz-Rodríguez, D.; Bull. Entomol. Res. 2017, 107, 118.-1616 Rodríguez-Vivas, R. I.; Basto-Estrella, G. del S.; Reyes-Novelo, E.; Arcila-Fuentes, W.; Ojeda-Chi, M.; Trinidad-Martínez, I.; Martínez-M, I.; J. Asia-Pac. Entomol. 2019, 22, 239. Por lo tanto, es crucial contar con metodologías analíticas para determinar los niveles de las LM en muestras origen agrícola, ganadero y medioambiental.
En 200611 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. y 2012,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. Danaher et al. publicaron dos artículos en los que revisaron los métodos analíticos existentes hasta ese momento. El primero se enfocó en matrices biológicas con énfasis en las técnicas de extracción y detección; además, se consideraron aspectos como el desarrollo y la validación de las metodologías analíticas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. El segundo artículo se centró en la revisión de los métodos para el análisis de matrices alimenticias (tejidos de animales comestibles, productos lácteos, vegetales) y ambientales (agua, suelo, heces), principalmente con métodos basados en LC-MS/MS.55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. En un artículo más reciente, Wang et al. revisaron las metodologías analíticas basadas en inmunoensayos para determinar LM en matrices alimenticias.1717 Wang, Z.; Beier, R. C.; Shen, J.; TrAC - Trends Anal. Chem. 2017, 92, 42. Sin embargo, el desarrollo de nuevas metodologías continúa y han surgido técnicas de pretratamiento analítico que se han diseñado y/o adaptado para aplicarlas en la determinación de LM. Además, el número y variedad de matrices donde estas metodologías pueden aplicarse crece diariamente.
En este artículo se revisan las metodologías analíticas para la determinación de LM en matrices biológicas, ambientales y alimenticias. Se enfatiza la etapa del pretratamiento analítico y las técnicas analíticas más utilizadas; además, se exponen las principales estrategias de validación de las metodologías. La revisión aborda los métodos reportados en los últimos 15 años y/o que no se discutieron en revisiones previas.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936. Además, se incluyeron metodologías que, aunque puede considerarse no recientes, involucran técnicas de extracción y/o matrices inusuales dentro del estado del arte de la determinación de las LM.
ESTRUCTURA QUÍMICA Avermectinas Las avermectinas constituyen una mezcla de ocho compuestos naturales producidos por la fermentación de la bacteria Streptomyces avermitilis.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Su estructura química consiste en un anillo macrocíclico de 16 miembros formado por un grupo espiroacetal, un anillo de benzofurano y un grupo disacárido o monosacárido (Figura 1).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. Se clasifican según los sustituyentes R5 y R25 y el tipo de enlace entre C22 y C23: la serie A incluye los compuestos que están metoxilados en C5 (R5); y la serie B, los compuestos que tienen un grupo hidroxilo en esa misma posición. Las series A y B se subdividen en dos grupos: en el subgrupo 1 están los compuestos con un enlace doble olefínico entre C22 y C23, mientras que en el subgrupo 2 el C23 está enlazado a un grupo hidroxilo. A su vez, los subgrupos 1 y 2 pueden ser de la clase a si el sustituyente R25 es un radical sec-butil o de la clase b si es un isopropil.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134. De las ocho avermectinas naturales se producen en mayor cantidad la B1 y la B2. Además, estas tienen una elevada potencia antiparasitaria, su espectro de actividad es más amplio y son más seguras. La ABA, una mezcla de B1a y B1b, es la avermectina natural más importante y la mayoría de las avermectinas sintéticas o semisintéticas son derivados de ésta (Figura 1).11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
2 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.-33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.
Figura 1
Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
La IVM es un derivado semisintético de la ABA (principalmente de la B1a) producido por la hidrogenación selectiva del doble enlace entre C22 y C23. Debido a esta modificación se considera que la IVM es un híbrido entre B1 y B2, e incluso es superior a ambas en términos de eficacia y seguridad.44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,1818 Campbell, W. C.; Fisher, M. H.; Stapley, E. O.; Albers-Schönberg, G.; Jacob, T. A.; Science 1983, 221, 823.,1919 Campbell, W. C.; In Ivermectin and Abamectin; Campbell, W. C., Ed.; 1989; pp. 234.
La EMA y la EPR se producen por la aminación de C4” del grupo disacárido de la ABA. En el caso de la EMA se adiciona un grupo metilamino, y el derivado obtenido se cristaliza como benzoato. En la EPR se forma una amina primaria en C4” que luego se somete a una acilación.2020 Cvetovich, R. J.; Kelly, D. H.; DiMichele, L. M.; Shuman, R. F.; Grabowski, E. J. J.; J. Org. Chem. 1994, 59, 7704.
La DOR se obtiene por mutasíntesis o biosíntesis mutacional, un proceso donde S. avermitilis se modifica genéticamente de tal forma que las avermectinas producidas contienen un sustituyente diferente en C25.2121 Dutton, C. J.; Gibson, S. P.; Goudie, A. C.; Holdom, K. S.; Pacey, M. S.; Ruddock, J. C.; Bu’Lock, J. D.; Richards, M. K.; J. Antibiot. 1991, 44, 357. La DOR, por lo tanto, tiene un grupo ciclohexil en C25 y conserva el doble enlace entre C22 y C23, por lo cual en términos de estructura es más cercana a la ABA que a la IVM.2222 Goudie, A. C.; Evans, N. A.; Gration, K. A. F.; Bishop, B. F.; Gibson, S. P.; Holdom, K. S.; Kaye, B.; Wicks, S. R.; Lewis, D.; Weatherley, A. J.; Bruce, C. I.; Herbert, A.; Seymour, D. J.; Vet. Parasitol. 1993, 49, 5.
La SEL (Figura 2) es un derivado semisintético de la DOR. A diferencia de ésta, la SEL tiene un grupo oxima en C5 y un grupo monosacárido en C13. Debido a esta última característica se puede considerar que la SEL es un derivado intermedio entre las avermectinas y las milbemicinas.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2323 Bishop, B. F.; Bruce, C. I.; Evans, N. A.; Goudie, A. C.; Gration, K. A. F.; Gibson, S. P.; Pacey, M. S.; Perry, D. A.; Walshe, N. D. A.; Witty, M. J.; Vet. Parasitol. 2000, 91, 163.
Figura 2
Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549.
Milbemicinas Las milbemicinas son producto de la fermentación de bacterias del género Streptomyces, principalmente de las especies S. hygroscopicus y S. cyaneogriseus noncyanogenus.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139. Su estructura química es similar a las avermectinas. Sin embargo, las milbemicinas carecen del grupo disacárido en C13 y algunas tienen un anillo abierto de benzofurano.11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,44 Campbell, W. C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 853.,2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617. Además, a diferencia de las avermectinas donde el enlace C22-C23 puede ser doble, en las milbemicinas este enlace es simple y el C23 puede ir unido a algún otro sustituyente.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.
Las milbemicinas producidas por S. hygroscopicus se dividen en dos series denominadas ? y ?. Éstas se diferencian por el anillo de benzofurano que está presente en la serie ?, pero que en la serie ? está parcialmente abierto.2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617.
25 Davies, H. G.; Green, R. H.; Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 211.-2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Adicionalmente, cada serie puede subdividirse según los sustituyentes en la fracción espiroacetal.
Los compuestos de la serie ?, al igual que las avermectinas, tienen un grupo hidroxilo o metoxilo en R5. Sin embargo, a diferencia de éstas, el sustituyente en R25 puede ser un grupo metil o etil (Figura 3). En esta serie, la posición R4 está ocupada por un radical metil o 2-pirrolcarboniloxi y las posiciones R22 y R23, por grupos ?-hidroxilo y ?-hidroxicarbonil-alquilo, respectivamente.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Una de las milbemicinas más utilizadas, la MIL-O, se sintetizó a partir de las milbemicinas naturales ?1 y ?3 adicionando un grupo oxima en R5.2727 Jung, M.; Saito, A.; Buescher, M.; Maurer, M.; Graf, J.-F.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 51.
Figura 3
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
La serie ?, que se distingue por tener una fracción “incompleta” de benzofurano, está conformada por tres milbemicinas. Las milbemicinas ?1 y ?2, se caracterizan por la presencia de los grupos ?-metoxilo e hidroximetileno en R5 y R8, respectivamente (Figura 4). La diferencia entre estas milbemicinas es el grupo alquilo en R25.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. La milbemicina ?3 (Figura 5) es el único miembro que posee un anillo aromático en su estructura, aunque se piensa que éste podría ser un artefacto formado durante el proceso de purificación.2525 Davies, H. G.; Green, R. H.; Chem. Soc. Rev. 1991, 20, 211.
Figura 4
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Figura 5
Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Finalmente, las milbemicinas obtenidas con bacterias S. hygroscopicus genéticamente modificadas se designan con letras mayúsculas. Las milbemicinas D, F, G, J y K (Figura 6) tienen los mismos sustituyentes de la serie ? en R4, pero difieren en los otros. Así, en la posición R5 se puede encontrar un grupo ?-hidroxilo, ?-metoxilo o cetona, mientras que en R25, puede haber un radical alquilo como metil, etil o isopropil. Por otro lado, las milbemicinas E y H (Figura 4) son similares a la serie ?; ambas tienen un grupo isopropilo en R25, pero la milbemicina H difiere en los sustituyentes R5 y R8 donde tiene una cetona y un metil, respectivamente.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Figura 6
Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
Las milbemicinas producidas por S. Cyaneogriseus noncyanogenus (Figura 7) presentan cadenas insaturadas en la posición R25 y un grupo -OH en C23 igual que las avermectinas del grupo 2. Las cuatro principales milbemicinas de esta familia se designaron como LL-F 28249 ?, ?, ? y ?.2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.,2828 Carter, G. T.; Nietsche, J. A.; Borders, D. B.; J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1987, 6, 402. La más importante es LL-F 28249? o nemadectina (NEM), que es similar a una milbemicina ?, pero con más grupos funcionales en la fracción espiroacetal.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2424 Blizzard, T. A.; Org. Prep. Proced. Int. 1994, 26, 617.
Figura 7
Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
La MOX (Figura 8) es un derivado semisintético de la NEM. Se obtiene introduciendo una fracción de metoxima en lugar del grupo -OH que tiene NEM en R23. La presencia de este grupo y la cadena insaturada en R25 son dos características que no se encuentran en ninguna otra milbemicina o avermectina.22 Prichard, R.; Ménez, C.; Lespine, A.; Int. J. Parasitol.: Drugs Drug Resist. 2012, 2, 134.,2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.,2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.
Figura 8
Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y FARMACOCINÉTICAS Las propiedades fisicoquímicas de las LM dependen de los grupos funcionales en su estructura química. La fracción espiroacetal les proporciona una estructura rígida y diversidad estereoquímica.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Las LM naturales presentan exclusivamente una configuración R en el C21 de la función espiroacetal. Este tipo de geometría se relaciona con la actividad insecticida pues se han aislado intermediarios producidos por bacterias modificadas genéticamente donde el C21 tiene una configuración S, las cuales presentan un espectro de actividad insecticida menor a los isómeros R.3131 Sun, P.; Zhao, Q.; Zhang, H.; Wu, J.; Liu, W.; ChemBioChem 2014, 15, 660. La geometría del enlace C22-C23 también influye en las propiedades de las LM. Se ha observado que la saturación de dicho enlace modifica la configuración estereoquímica del anillo de pirano; esto modifica las propiedades de partición de los fármacos en la leche: las LM saturadas en C22-C23 (avermectinas del grupo 2 y milbemicinas) tienen coeficientes de partición leche:plasma superiores a las LM que tienen este enlace insaturado (avermectinas del grupo 1).3232 Shoop, W. L.; Demontigny, P.; Fink, D. W.; Williams, J. B.; Egerton, J. R.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Skelly, B. J.; Turner, M. J.; Int. J. Parasitol. 1996, 26, 1227.,3333 Shoop, W. L.; Egerton, J. R.; Eary, C. H.; Haines, H. W.; Michael, B. F.; Mrozik, H.; Eskola, P.; Fisher, M. H.; Slayton, L.; Ostlind, D. A.; Skelly, B. J.; Fulton, R. K.; Barth, D.; Costa, S.; Gregory, L. M.; Campbell, W. C.; Seward, R. L.; Turner, M. J.; Int. J. Parasitol. 1996, 26, 1237. Otro ejemplo de esta influencia se encuentra en la IVM, una avermectina B1 que durante su síntesis conserva la conformación de “silla” de la serie B2. En consecuencia, la IVM se caracteriza por tener una elevada potencia parasiticida, propio de las avermectinas B1; pero con un mejor perfil de seguridad que éstas, lo cual la hace similar a las avermectinas B2.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1.
Las LM son moléculas relativamente grandes con pesos moleculares de 640 (MOX) hasta casi 900 (DOR).3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. Las LM son escasamente solubles en agua y muy solubles en solventes orgánicos como octanol, n-hexano, benceno, acetona, etanol, metanol, cloroformo, éter dietílico y acetato de etilo.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3636 El-Saber Batiha, G.; Alqahtani, A.; Ilesanmi, O. B.; Saati, A. A.; El-Mleeh, A.; Hetta, H. F.; Magdy Beshbishy, A.; Pharmaceuticals 2020, 13, 196.,3737 Takiguchi, Y.; Muramatsu, S.; Ide, J.; Mishima, H.; Terao, M.; J. Antibiot. 1983, 502. Los coeficientes calculados de partición octanol/agua (log P) de las avermectinas varían de 4.4-5.6, mientras que las milbemicinas tienen valores superiores, aproximadamente de 6. Una excepción notable es la SEL con un log P de 6.4.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Por su naturaleza lipofílica, las LM tienen un gran volumen de distribución tisular, especialmente en el tejido graso e hígado, y una persistencia prolongada en el organismo hospedador.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888.,3838 Rodríguez-Vivas, R. I.; Arieta-Román, R. J.; Pérez-Cogollo, L. C.; Rosado-Aguilar, J. A.; Ramírez-Cruz, G. T.; Basto-Estrella, G.; Arch. Med. Vet. 2010, 42, 115.
La alta lipofilicidad de las LM se debe, principalmente, a los anillos de lactona y de benzofurano.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. La presencia de sustituyentes alquílicos, como el ciclohexil, en el C25 de la fracción espiroacetal aumenta el carácter lipofílico de las LM (i.e. DOR, SEL).3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. El grupo sacárido (oleandrosa) en C13 también le confiere cierta lipofilicidad a las avermectinas, ya que al tener un solo grupo -OH en C4”, su polaridad e hidrofilicidad es menor a la de otros sacáridos.33 Shoop, W. L.; Mrozik, H.; Fisher, M. H.; Vet. Parasitol. 1995, 59, 139.,3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581.,3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. En la EPR, este grupo -OH se sustituye por un grupo amino, lo que disminuye su lipofilicidad (log P = 4.4). Por otro lado, la ausencia de la fracción de oleandrosa en C13 hace que las milbemicinas sean más lipofílicas que las avermectinas.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. En el caso de la MOX, otros factores que contribuyen a su lipofilicidad son la metoxima y la cadena olefínica en el C23 y C25, respectivamente.
Las diferencias de lipofilicidad entre las LM se reflejan en algunas de sus características farmacocinéticas. La IVM puede considerarse una LM típica con un volumen de distribución relativamente alto y una baja tasa de eliminación.3939 González Canga, A.; Sahagún Prieto, A. M.; José Diez Liébana, M.; Martínez, N. F.; Vega, M. S.; Vieitez, J. J. G.; Vet. J. 2009, 179, 25.,4040 Mckellar, Q. A.; Benchaoui, H. A.; J. Vet. Pharmacol. Ther. 1996, 19, 331. Sin embargo, la MOX, que es cien veces más lipofílica se acumula en mayor medida en el tejido adiposo y sus residuos se eliminan más lentamente, lo que resulta en una baja partición grasa:plasma.4141 Hayes, P. W.; In Australian Veterinary Association Congress; Canberra, Australia, 1994. En consecuencia, la MOX se caracteriza por un mayor volumen de distribución, una vida y un tiempo medios de residencia relativamente grandes para una gran variedad de especies.2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.,3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Por otro lado, la DOR (log P = 5.3) tiene una cinética similar a la MOX, aunque su velocidad de eliminación es ligeramente menor.2222 Goudie, A. C.; Evans, N. A.; Gration, K. A. F.; Bishop, B. F.; Gibson, S. P.; Holdom, K. S.; Kaye, B.; Wicks, S. R.; Lewis, D.; Weatherley, A. J.; Bruce, C. I.; Herbert, A.; Seymour, D. J.; Vet. Parasitol. 1993, 49, 5.,4242 Conder, G. A.; Baker, W. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 30. Debido a estas características, la leche es una vía importante de eliminación de estos tres fármacos, especialmente MOX y DOR.2929 Rock, D. W.; DeLay, R. L.; Gliddon, M. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 75.,4242 Conder, G. A.; Baker, W. J.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; CABI Publishing: Wallingford, 2002; pp. 30.
43 Imperiale, F.; Lifschitz, A.; Sallovitz, J.; Virkel, G.; Lanusse, C.; J. Dairy Res. 2004, 71, 427.-4444 Imperiale, F. A.; Busetti, M. R.; Suárez, V. H.; Lanusse, C. E.; J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 6205.
En contraste, la EPR puede considerarse una LM relativamente polar, por lo que interactúa débilmente con el tejido adiposo.3030 Lespine, A.; Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2013, 9, 1581. Esto se traduce en una mejor distribución tisular, una eliminación más rápida de los residuos y una Cmáx más alta en comparación con otras LM, como la IVM y MOX.3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1.,4545 Alvinerie, M.; Sutra, J. F.; Galtier, P.; Mage, C.; Res. Vet. Sci. 2006, 67, 229. Estas características también influyen en la baja partición leche:plasma de la EPR.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888. Por otro lado, la elevada lipofilicidad de la SEL, utilizada como tratamiento tópico en perros y gatos,4646 Banks, B. J.; Bishop, B. F.; Evans, N. A.; Gibson, S. P.; Goudie, A. C.; Gration, K. A. F.; Pacey, M. S.; Perry, D. A.; Witty, M. J.; Bioorg. Med. Chem. 2000, 8, 2017. hace que se distribuya eficientemente en la piel de los animales tratados, localizándose principalmente en las glándulas sebáceas.3434 Shoop, W.; Soll, M.; In Macrocyclic lactones in antiparasitic therapy; Vercruysse, J., Rew, R. S., eds.; 2002; pp. 1. La polaridad también influye sobre la actividad biológica de las LM. Se ha reportado que la sustitución del C13 con grupos polares (hidroxi, ciano, amino) o no polares (cloro, fluoro, metoxi) disminuye o aumenta, respectivamente, la actividad de las moléculas resultantes.3535 McKellar, Q. A.; Gokbulut, C.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 888.,4747 Mrozik, H.; Linn, B. O.; Eskola, P.; Lusi, A.; Matzuk, A.; Preiser, F. A.; Ostlind, D. A.; Schaeffer, J. M.; Fisher, M. H.; J. Med. Chem. 1989, 32, 375.
Las avermectinas son inestables en medio ácido y básico.4848 Awasthi, A.; Razzak, M.; Al-Kassas, R.; Harvey, J.; Garg, S.; Chem. Pharm. Bull. 2012, 60, 931. Bajo condiciones ácidas leves, el grupo disacárido se fragmenta en C4’ dando como resultado una especie con un grupo monosacárido. Bajo condiciones ácidas más fuertes, el disacárido se pierde completamente y se forma una aglicona.4949 Mrozik, H.; Eskola, P.; Arison, B. H.; Albers-Schönberg, G.; Fisher, M. H.; J. Org. Chem. 1982, 47, 489. En medio básico, el C2 de las avermectinas pueden sufrir una epimerización.5050 Fraser-Reid, B.; Wolleb, H.; Faghih, R.; Barchi, J.; J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 933.
51 Hanessian, S.; Dube, D.; Hodges, P. J.; J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7063.-5252 Pivnichny, J. v.; Arison, B. H.; Preiser, F. A.; Shim, J. S. K.; Mrozik, H.; J. Agric. Food Chem. 1988, 36, 826. Por lo tanto, las avermectinas son estables en un rango de pH de 6.2-6.3.5353 Fink, D. W.; Anal. Profiles Drug Subst. Excipients 1988, 17, 155. Por otro lado, las avermectinas y milbemicinas pueden oxidarse en las posiciones C2-C8 del anillo de benzofurano y en los diferentes grupos -OH (C23, C13, C4’ y C4”) presentes en la molécula.4848 Awasthi, A.; Razzak, M.; Al-Kassas, R.; Harvey, J.; Garg, S.; Chem. Pharm. Bull. 2012, 60, 931. Las LM son propensas a la autooxidación, aunque para esto se requiere la presencia de solventes como éteres, alcoholes secundarios y ésteres.5454 Stong, J. D.; Pivnichny, J. v.; ozik, H.; Waksmunski, F. S.; J. Pharm. Sci. (Philadelphia, PA, U. S.) 1992, 81, 1000. Por último, las LM pueden degradarse bajo la luz ultravioleta. Debajo de los 280 nm, los enlaces C8-C9 y C10-C11 se isomerizan rápidamente y una irradiación prolongada provoca la aparición de varios productos de descomposición.5555 Mrozik, H.; Eskola, P.; Reynolds, G. F.; Arison, B. H.; Smith, G. M.; Fisher, M. H.; J. Org. Chem. 1988, 53, 1820.
MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LACTONAS MACROCÍCLICAS A la fecha, se han desarrollado numerosos métodos analíticos para la identificación y cuantificación de LM en matrices biológicas, ambientales y alimenticias. En las matrices biológicas la determinación de LM permite estudiar sus parámetros farmacocinéticos, así como la concentración plasmática y fecal para diseñar mejores planes de tratamiento farmacológico. En cuanto a las matrices alimenticias, las LM suelen permanecer por periodos prolongados y acumularse en los tejidos y órganos de los animales tratados11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.,3838 Rodríguez-Vivas, R. I.; Arieta-Román, R. J.; Pérez-Cogollo, L. C.; Rosado-Aguilar, J. A.; Ramírez-Cruz, G. T.; Basto-Estrella, G.; Arch. Med. Vet. 2010, 42, 115. o excretarse a través de la leche5656 Imperiale, F. A.; Farias, C.; Pis, A.; Sallovitz, J. M.; Lifschitz, A.; Lanusse, C.; Food Addit. Contam., Part A 2009, 26, 57. lo cual puede ser perjudicial para los consumidores. Además, la presencia de residuos de LM en el medio ambiente puede tener un impacto negativo ya que estos compuestos son tóxicos para organismos acuáticos y terrestres.55 Danaher, M.; Radeck, W.; Kolar, L.; Keegan, J.; Cerkvenik-Flajs, V.; Curr. Pharm. Biotechnol. 2012, 13, 936.
En los últimos años, los métodos desarrollados se han orientado al análisis de matrices biológicas como heces, plasma, suero sanguíneo, y diferentes tejidos animales. También ha habido importantes aportes en el análisis de matrices alimenticias y ambientales. Aunque varios métodos se han desarrollado para determinar LM individuales, la mayoría son métodos multiresiduo donde se determinan dos o más LM simultáneamente (Tabla 1). En el desarrollo de nuevos métodos analíticos se ha buscado mejorar las características analíticas del método, así como el aspecto medioambiental; por lo que muchos de estos métodos se caracterizan por el uso de cantidades relativamente bajas reactivos y generar pocos residuos.
Thumbnail Tabla 1
Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales
En la Figura 9). Estas condiciones también producen la acetilación de los grupos hidroxilo en R4” y R23 cuando están presentes. La reacción se completó de 22-24 horas a una temperatura de 105-110 °C y los derivados fluorescentes se purificaron con sílica antes del análisis.137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367.
Este es un artículo publicado en acceso abierto (Open Access) bajo la licencia Creative Commons Attribution, que permite su uso, distribución y reproducción en cualquier medio, sin restricciones siempre que el trabajo original sea debidamente citado.×CloseAcerca de los autores Patricia Esmeralda Vázquez-Quintal
Cuerpo Académico de Química Fundamental y Aplicada, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, 97203, Mérida, Yucatán, México Roger Iván Rodríguez-Vivas
Cuerpo Académico de Salud Animal, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, 97100, Mérida, Yucatán, México David Muñoz-Rodríguez *
Cuerpo Académico de Química Fundamental y Aplicada, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, 97203, Mérida, Yucatán, México *e-mail: david.mr@correo.uady.mx ×CloseFiguras | Tablas Thumbnail Figura 1
Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175. Thumbnail Figura 2
Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549. Thumbnail Figura 3
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 4
Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 5
Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 6
Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 7
Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 8
Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215. Thumbnail Figura 9
Reacción de derivatización de la avermectina (estructuras parciales)137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367. Thumbnail Tabla 1
Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales ×CloseFigura 1 Estructura química de las avermectinas11 Danaher, M.; Howells, L. C.; Crooks, S. R. H.; Cerkvenik-Flajs, V.; O’Keeffe, M.; J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2006, 844, 175.
×CloseFigura 2 Estructura química de la selamectina1313 Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Walker, C. C.; Roybal, J. E.; Long, A. R.; J. AOAC Int. 1998, 81, 549.
×CloseFigura 3 Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 4 Estructura química de las milbemicinas de la serie ?2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 5 Estructura química de la milbemicina ?32626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 6 Estructura química de las milbemicinas obtenidas de bacterias genéticamente modificadas2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 7 Estructura química de las milbemicinas de la familia LL-F 282492626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 8 Estructura química de la moxidectina2626 Kornis, G. I.; In Agrochemicals from Natural Products; Godfrey, C. R. A., ed.; Marcel Dekker: New York, 1995; pp. 215.
×CloseFigura 9 Reacción de derivatización de la avermectina (estructuras parciales)137137 Tolan, J. W.; Eskola, P.; Fink, D. W.; Mrozik, H.; Zimmerman, L. A.; J. Chromatogr. A 1980, 367.
×CloseTabla 1 Métodos para determinar LM en matrices biológicas, alimenticias y ambientales
Analito Matriz Extracción Purificación Análisis Referencia IVM Heces de ovino LLE --- UHPLC-MS/MS 5757 Vok?ál, I.; Michaela, Š.; Radka, P.; Ji?í, L.; Lukáš, P.; Dominika, S.; Kate?ina, L.; Barbora, S.; Lenka, S.; Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019, 169, 944. IVM Plasma, heces de bovino LLE SPE HPLC-FLD 5858 Canton, C.; Canton, L.; Domínguez, M. P.; Moreno, L.; Lanusse, C.; Alvarez, L.; Ceballos, L.; Vet. Parasitol. 2018, 256, 43. MOX Plasma humano, mono, ratón LLE SPE LC-MS/MS 5959 Chhonker, Y. S.; Sleightholm, R. L.; Murry, D. J.; Biomed. Chromatogr. 2019, 33, 1. MOX Suero de ovino LLE d-SPE LC-MS/MS 6060 Baptista, R. C.; Fernandes, M. A. M.; Gilaverte, S.; Queiroz, S. C. N.; Assalin, M. R.; Ferracini, V. L.; Monteiro, A. L. G.; Reyes, F. G. R.; J. Braz. Chem. Soc. 2017, 28, 250. MOX Suero sanguíneo, músculo, riñón, hígado, grasa de ovino LLE (suero)
QuEChERS d-SPE (suero) LC-MS/MS 6161 Fernandes, M. A. M.; Gilaverte, S.; Bianchi, M. D.; da Silva, C. J. A.; Molento, M. B.; Reyes, F. G. R.; Monteiro, A. L. G.; Res. Vet. Sci. 2017, 114, 406. IVM Heces bovino LLE SPE HPLC-FLD 1515 Pérez-Cogollo, L. C.; Rodríguez-Vivas, R. I.; Reyes-Novelo, E.; Delfín-González, H.; Muñoz-Rodríguez, D.; Bull. Entomol. Res. 2017, 107, 118. ABA, DOR, EMA, EPR, IVM, MOX Tejido pescado QuEChERS --- LC-MS/MS 6262 Moschou, I. C.; Dasenaki, M. E.; Thomaidis, N. S.; J. Chromatogr. B 2019, 1104, 134. MOX Tejidos de ovino QuEChERS --- UHPLC-MS/MS 6363 del Bianchi A. Cruz, M.; Fernandes, M. A. M.; Patricia, P. A.; Monteiro, A. L. G.; Daniel, D.; Reyes, F. G. R.; J. Chromatogr. B 2018, 1072, 390. ABA, DOR, EPR, IVM Músculo ovino QuEChERS --- HPLC-FLD, UHPLC-MS/MS 6464 Bandeira, N. M. G.; Ribeiro, L. C.; Rizzetti, T. M.; Martins, M. L.; Adaime, M. B.; Zanella, R.; Prestes, O. D.; J. Braz. Chem. Soc. 2016, 28, 878. ABA, DOR, IVM, MOX Hígado bovino QuEChERS --- HPLC-FLD 6565 Pimentel-Trapero, D.; Sonseca-Yepes, A.; Moreira-Romero, S.; Hernández-Carrasquilla, M.; J. Chromatogr. B 2016, 1015-1016, 166. ABA, DOR, EPR, IVM, MOX Queso SLE-LTP --- HPLC-FLD 6666 de Souza Santos Cheibub, A. M.; Silva Bahiense de Lyra, E.; Pereira Netto, A. D.; Food Chem. 2019, 272, 148. DOR, IVM, MOX Leche LLE --- LC-MS/MS 6767 Dahiya, M.; Dubey, N.; Singh, P.; Singh, G. N.; Indian J. Chem., Sect. B: Org. Chem. Incl. Med. Chem. 2013, 52, 1313. ABA, DOR EPR; IVM, MOX Leche, yogurt QuEChERS --- HPLC-FLD 6868 Furlani, R. P. Z.; Dias, F. F. G.; Nogueira, P. M.; Gomes, F. M. L.; Tfouni, S. A. V.; Camargo, M. C. R.; Food Control 2015, 48, 43. ABA, DOR, IVM, MOX Mantequilla LLE --- HPLC-FLD 6969 Macedo, F.; Marsico, E. T.; Conte-Júnior, C. A.; de Resende, M. F.; Brasil, T. F.; Pereira Netto, A. D.; Food Ch
"Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural: Europa invierte en las zonas rurales"
https://ec.europa.eu/agriculture/index_es
