Relationships between imatinib plasma levels and efficacy

Purpose: While imatinib has revolutionized the treatment of chronic myeloid leukaemia (CML) and gastrointestinal stromal tumors (GIST), its pharmacokinetic-pharmacodynamic relationships have been poorly studied. This study aimed to explore the issue in oncologic patients, and to evaluate the specific influence of the target genotype in a GIST subpopulation. Patients and methods: Data from 59 patients (321 plasma samples) were collected during a previous pharmacokinetic study. Based on a population model purposely developed, individual post-hoc Bayesian estimates of pharmacokinetic parameters were derived, and used to estimate drug exposure (AUC; area under curve). Free fraction parameters were deduced from a model incorporating plasma alpha1-acid glycoprotein levels. Associations between AUC (or clearance) and therapeutic response (coded on a 3-point scale), or tolerability (4-point scale), were explored by ordered logistic regression. Influence of KIT genotype on response was also assessed in GIST patients. Results: Total and free drug exposure correlated with the number of side effects (p < 0.005). A relationship with response was not evident in the whole patient set (with good-responders tending to receive lower doses and bad-responders higher doses). In GIST patients however, higher free drug exposure predicted better responses. A strong association was notably observed in patients harboring an exon 9 mutation or a wild type KIT, known to decrease tumor sensitivity towards imatinib (p < 0.005). Conclusions: Our results are arguments to further evaluate the potential benefit of a therapeutic monitoring program for imatinib. Our data also suggest that stratification by genotype will be important in future trials.

Pharmacocinétique de population du propofol chez le chien

La variabilité des concentrations plasmatiques mesurées lors d’une anesthésie générale avec le propofol est directement reliée à une variabilité inter-animale, sa pharmacocinétique. L’objectif de cette étude est de caractériser la pharmacocinétique du propofol et de rechercher les effets des caractéristiques démographiques sur la variation des paramètres pharmacocinétiques. Les chiens (n=44) ayant participé à cette étude ont été anesthésiés au propofol à 6 mois (n=29), 12 (n=21) mois et/ou 24 mois (n=35). L’anesthésie a été induite avec du propofol (en moyenne 5 mg) et maintenue avec une perfusion (débit initial de 360 mg/kg/h). Des ajustements de perfusion ainsi que des bolus supplémentaires seront administrés si le comportement de l’animal l’exige. Une randomisation stratifiée des sexes aux deux groupes de prémédication, le premier recevant de l’acépropmazine (0,05 mg/kg en I.M.) et le deuxième une association d’acépromazine (0.05 mg/kg IM) et de butorphanol (0.1mg/kg IM). Des échantillons sanguins ont été prélevés de t=0 jusqu'à t=300 minutes ou plus. Au total 1339 prélèvements ont été analysés. Un modèle mamillaire à 3 compartiments décrit de manière adéquate nos données. Les valeurs moyennes de CLt V1, CL2, V2, CL3 and V3 sont respectivement égales à 0.65 L/min (SD=0.24), 2.6 L (SD=2.04), 2.24 L/min (1.43), 9.6 L (SD=7.49), 0.42 L/min (SD=0.199), 46.4 L (SD=40.6). Les paramètres pharmacocinétiques obtenus ont révélé une grande variabilité interindividuelle, en particulier CL2, V1, V2 et V3 .Le poids est une co-variable significative pour CLt et V2. L’âge est une co-variable significative pour CL3 et V3. L’ajout de la parenté pour V2 et V3 au modèle a amélioré la qualité de l’ajustement du modèle. Les paramètres V1 et CL2 sont indépendants des facteurs physiologiques étudiés.

Développement de tensioactifs à base d’acides biliaires pegylés pour des applications pharmaceutiques

Les acides biliaires sont reconnus comme des tensioactifs d’origine biologique potentiellement applicables dans le domaine pharmaceutique. Leurs structures en font une plateforme idéale pour l’obtention de nouvelles architectures polymères. Des composés synthétisés par polymérisation anionique de dérivés d’oxirane comme l’oxyde d’éthylène, offre des dérivés amphiphiles pegylés démontrant des propriétés d’agrégation intéressantes en vue d’une amélioration de la biocompatibilité et de la capacité d’encapsulation médicamenteuse. Une large gamme d’acides biliaires pegylés (BA(EGn)x) a été préparée avec comme objectif premier leurs applications dans la formulation de principes actifs problématiques. Pour cela, une caractérisation rigoureuse du comportement de ces dérivés (modulation de la longueur (2 < n < 19) et du nombre de bras (2 < x < 4) de PEG) en solution a été réalisée. Dans le but d’améliorer la biodisponibilité de principes actifs lipophiles (cas de l’itraconazole), des nanoémulsions spontanées, composées de BA(EGn)x et d’acide oléique, ont été développées. L’évaluation in vitro, de la toxicité (cellulaire), et de la capacité de solubilisation des systèmes BA(EGn)x, ainsi que les paramètres pharmacocinétiques in vivo (chez le rat), suggèrent une livraison contrôlée par nos systèmes auto-assemblés lors de l’administration orale et intraveineuse. Aussi, la synthèse de copolymères en blocs en étoile à base d’acide cholique pegylés a été effectuée par polymérisation anionique par addition d’un second bloc au caractère hydrophobe de poly(éther d’allyle et de glycidyle) (CA(EGn-b-AGEm)4). Selon le ratio de blocs hydrophiles-hydrophobes CA(EGn-b-AGEm)4, des réponses thermiques en solution (LCST) ont été observées par un point de trouble (Cp) entre 8 oC et 37 oC. Un mécanisme de formation d’agrégats en plusieurs étapes est suggéré. La thiolation des allyles des PAGE permet une fonctionnalisation terminale à haute densité, comparable aux dendrimères. Les caractérisations physico-chimiques des CA(EGn-b-AGEm-NH2)4 et CA(EGn-b-AGEm-COOH)4 indiquent la formation de structures auto-assemblées en solution, sensibles à la température ou au pH. Cette fonctionnalisation élargie le domaine d’application des dérivés d’acides biliaires pegylés en étoile vers la transfection d’ADN, la livraison de siRNA thérapeutiques ou encore à une sélectivité de livraison médicamenteux (ex. sensibilité au pH, greffage ligands).

Optimisation de l’administration des médicaments chez les enfants transplantés grâce à la pharmacocinétique de population

Ce travail de thèse porte sur l’application de la pharmacocinétique de population dans le but d’optimiser l’utilisation de certains médicaments chez les enfants immunosupprimés et subissant une greffe. Parmi les différents médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, l’utilisation du busulfan, du tacrolimus et du voriconazole reste problématique, notamment à cause d’une très grande variabilité interindividuelle de leur pharmacocinétique rendant nécessaire l’individualisation des doses par le suivi thérapeutique pharmacologique. De plus, ces médicaments n’ont pas fait l’objet d’études chez les enfants et les doses sont adaptées à partir des adultes. Cette dernière pratique ne prend pas en compte les particularités pharmacologiques qui caractérisent l’enfant tout au long de son développement et rend illusoire l’extrapolation aux enfants des données acquises chez les adultes. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont étudié successivement la pharmacocinétique du busulfan, du voriconazole et du tacrolimus par une approche de population en une étape (modèles non-linéaires à effets mixtes). Ces modèles ont permis d’identifier les principales sources de variabilités interindividuelles sur les paramètres pharmacocinétiques. Les covariables identifiées sont la surface corporelle et le poids. Ces résultats confirment l’importance de tenir en compte l’effet de la croissance en pédiatrie. Ces paramètres ont été inclus de façon allométrique dans les modèles. Cette approche permet de séparer l’effet de la mesure anthropométrique d’autres covariables et permet la comparaison des paramètres pharmacocinétiques en pédiatrie avec ceux des adultes. La prise en compte de ces covariables explicatives devrait permettre d’améliorer la prise en charge a priori des patients. Ces modèles développés ont été évalués pour confirmer leur stabilité, leur performance de simulation et leur capacité à répondre aux objectifs initiaux de la modélisation. Dans le cas du busulfan, le modèle validé a été utilisé pour proposer par simulation une posologie qui améliorerait l’atteinte de l’exposition cible, diminuerait l’échec thérapeutique et les risques de toxicité. Le modèle développé pour le voriconazole, a permis de confirmer la grande variabilité interindividuelle dans sa pharmacocinétique chez les enfants immunosupprimés. Le nombre limité de patients n’a pas permis d’identifier des covariables expliquant cette variabilité. Sur la base du modèle de pharmacocinétique de population du tacrolimus, un estimateur Bayesien a été mis au point, qui est le premier dans cette population de transplantés hépatiques pédiatriques. Cet estimateur permet de prédire les paramètres pharmacocinétiques et l’exposition individuelle au tacrolimus sur la base d’un nombre limité de prélèvements. En conclusion, les travaux de cette thèse ont permis d’appliquer la pharmacocinétique de population en pédiatrie pour explorer les caractéristiques propres à cette population, de décrire la variabilité pharmacocinétique des médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, en vue de l’individualisation du traitement. Les outils pharmacocinétiques développés s’inscrivent dans une démarche visant à diminuer le taux d'échec thérapeutique et l’incidence des effets indésirables ou toxiques chez les enfants immunosupprimés suite à une transplantation.

Les effets du vieillissement sur la pharmacodynamie et la pharmacocinétique de la kétamine et de la xylazine chez le rat Sprague-Dawley

Chez les animaux de laboratoire, même si les anesthésiques par inhalation sont généralement plus sécuritaires que les injectables, leur utilité est souvent restreinte lorsqu’un protocole expérimental exige une autre approche. Des combinaisons d’anesthésiques contenant de la kétamine sont considérées comme l’option de choix pour les anesthésies injectables chez les rats. Le vieillissement entraîne des changements dégénératifs au niveau de la structure et la fonction des organes, modifiant souvent à la pharmacocinétique des drogues. Ce projet porte sur l’évaluation des changements pharmacodynamiques (physiologiques, biochimiques et histologiques) et pharmacocinétiques, lors d’une combinaison anesthésique de kétamine-­‐xylazine chez le rat Sprague-­‐Dawley vieillissant. Une anesthésie à la kétamine-­‐xylazine fut induite chez des rats Sprague-­‐Dawley de différents âges. Afin d’évaluer l’effet du vieillissement sur le métabolisme des deux drogues, des prélèvements sanguins périodiques pour l’analyse de la pharmacocinétique ainsi que des mesures des paramètres physiologiques, biochimiques et une histopathologie furent effectués. Le vieillissement a causé certaines modifications notamment en produisant une diminution de la saturation d’oxygène, une baisse marquée de la fréquence cardiaque et respiratoire, une hypoalbuminémie ainsi qu’une augmentation de la durée d’anesthésie. Les paramètres pharmacocinétiques de la kétamine et de la xylazine furent grandement affectés par le vieillissement causant une augmentation progressive significative de l’aire sous la courbe (AUC) et du temps de demi-­‐vie, ainsi qu’une diminution de la clairance. À la lumière de ces résultats, les doses de kétamine et de xylazine doivent être adaptées chez les rats vieillissants pour permettre une anesthésie de durée raisonnable et un réveil sans complications.

Comparative bioavailability of cefuroxime axetil suspension formulations administered with food in healthy subjects

Objective: To assess the comparative bioavailability of two formulations (250 mg/5 mL suspension) of cefuroxime axetil (CAS 64544-07-6), administered with food, in healthy volunteers of both sexes. Methods: The study was conducted using an open, randomized, two-period crossover design with a 1-week washout interval. Plasma samples were obtained for up to 12 h post dose. Plasma cefuroxime axetil concentrations were analyzed by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS-MS) with negative ion electrospray ionization using multiple reactions monitoring (MRM). From the cefuroxime axetil plasma concentration vs. time curves, the following pharmacokinetic parameters were obtained: AUC(last) and C(max). Results: The limit of quantification was 0.1 mu g/mL for plasma cefuroxime axetil analysis. The geometric mean and 90% confidence interval CI of test/reference product percent ratios were: 106.1% (100.8%-111.8%) for C(max), 109.4% (104.8%-114.2%) for AUC(last). Conclusion: Since the 90% Cl for AUC(last) and C(max) ratios were within the 80-125 % interval proposed by the US FDA, it was concluded that cefuroxime axetil (test formulation, 250 mg/5 mL suspension) was bioequivalent to a reference formulation under fed conditions, for both the rate and extent of absorption.

Comparative bioavailability of three ibuprofen formulations in healthy human volunteers

Objective: To assess the bioequivalence of three ibuprofen formulations (Test formulation: ibuprofen (400 mg capsule) manufactured by Cardinal Health Brasil 402 Ltda. (Sorocaba, Brazil) and licensed to Boehringer Ingelheim do Brasil Quim. e Farm. Ltda. (Sao Paulo, Brazil); Reference formulation (1): ibuprofen (Advil (R); 2 x 200 mg coated tablet) from Wyeth-Whitehall Ltda. (Itapevi, Brazil); Reference formulation (2): ibuprofen (Alivium (R); 8 ml x 50 mg/ml solution) from Schering Plough S.A. (Rio de Janeiro, Brazil)) in 24 healthy volunteers of both sexes. Methods: The study was conducted using an open, randomized, three-period crossover design with at least 5-day washout interval. Plasma samples were obtained over a 24-h period. Plasma ibuprofen concentrations were analyzed by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) with negative ion electrospray ionization using multiple reaction monitoring (MRM). The following pharmacokinetic parameters were obtained from the ibuprofen plasma concentration vs. time curves: AUC(last), AUC(trunctmax) AUC(inf) and C-max. Results: The limit of quantification for ibuprofen was 0.1 mu g x ml(-1). The geometric mean with corresponding 90% confidence interval (CI) for Test/Reference (1) percent ratios were 114.24% (90% CI = 105.67, 123.50%) for C-max, 98.97% (90% CI = 94.69, 103.44%) for AUC(last) and 99.40% (90% CI = 95.21, 103.78%) for AUCinf. The geometric mean and respective 90% confidence interval (CI) for Test/Reference (2) percent ratios were 108.38% (90% Cl = 100.195, 117.25%) for C-max, 100.79% (90% CI = 96.39, 105.40%) for AUC(last) and 101.26% (90% CI = 96.94, 105.77%) for AUC(inf); t(max) for the 400 mg Test capsule was shorter than that for the 2 x 200 mg Reference (1) tablets (p < 0.002). Conclusion: Since the 90% CI for AUC(last), AUC(inf) and C-max ratios were within the 80 - 125% interval proposed by the US FDA, it was concluded that ibuprofen formulation manufactured by Cardinal Health Brasil 402 Ltda. and licensed to Boehringer Ingelheim do Brasil Quim. e Farm. Ltda. is bioequivalent to the Advil (R) and Alivium (R) formulations with regard to both the rate and the extent of absorption.

Comparison of tissue dosimetry in the mouse following chronic exposure to arsenic compounds

Several chronic bioassays have been conducted in multiple strains of mice in which various concentrations of arsenate or arsenite were administered in the drinking water without a tumorigenic effect. However, one study (Ng et al., 1999) reported a significant increase in tumor incidence in C57Bl/6J mice exposed to arsenic in their drinking water throughout their lifetime, with no tumors reported in controls. A physiologically based pharmacokinetic model for arsenic in the mouse has previously been developed (Gentry et al., 2004) to investigate potential differences in tissue dosimetry of arsenic species across various strains of mice. Initial results indicated no significant differences in blood, liver, or urine dosimetry in B6C3F1 and C57Bl/6 mice for acute or subchronic exposure. The current work was conducted to compare model-predicted estimates of tissue dosimetry to additional kinetic information from the (C57Bl/6 x CBA)F1 and TgAc mouse. The results from the current modeling indicate that the pharmacokinetic parameters derived based on information in the B6C3F1 mouse adequately describe the measured concentrations in the blood/plasma, liver, and urine of both the (C57Bl/6 x CBA)F1 and TgAc mouse, providing further support that the differences in response observed in the chronic bioassays are not related to strain-specific differences in pharmacokinetics. One significant finding was that no increases in skin or lung concentrations of arsenic species in the (C57Bl/6 x CBA)F1 strain were observed following administration of low concentrations (0.2 or 2 mg/L) of arsenate in the drinking water, even though differences in response in the skin were reported. These data suggest that pharmacodynamic changes may be observed following exposure to arsenic compounds without an observable change in tissue dosimetry. These results provided further indirect support for the existence of inducible arsenic efflux in these tissues.

St Johns wort modulates the toxicities and parmacokinetics of CPT-11 (Irontecan) in rats

CPT-11 is a DNA topoisomerase I inhibitor for the therapy of colorectal cancer, whereas St. Johnrsquos Wort (Hypericum perforatum, SJW) is a widely used herbal anti-depressant. This study aimed to investigate the effects of co-administered SJW on the toxicities and pharmacokinetics of CPT-11 and the underlying mechanisms. The body weight loss, gastrointestinal and hematological toxicities induced by CPT-11, and the pharmacokinetic parameters of CPT-11 were evaluated in rats pretreated with SJW or vehicle. Rats treated with CPT-11 alone experienced rapid decrease in body weight, whereas co-administration of SJW with CPT-11 resulted in lesser body weight loss. The gastrointestinal and hematological toxicities following CPT-11 injection were both alleviated in the presence of SJW. The rat pharmacokinetics of both CPT-11 and its metabolite SN-38 were significantly altered in presence of SJW. In conclusion, co-administered SJW significantly ameliorated the toxicities induced by CPT-11. The protective effect of SJW may be partially due to pharmacokinetic interaction between CPT-11 and SJW.

Estudo da farmacocinética da talidomida em pacientes com tumores sólidos refratários

O objetivo deste estudo foi avaliar os parâmetros farmacocinéticos da talidomida em pacientes com tumores sólidos refratários incluídos em estudo de fase II em nossa Instituição. Foram incluídos 14 pacientes, sendo 5 com diagnóstico de adenocarcinoma de reto, 4 com adenocarcinoma de cólon, 4 com melanoma e 1 com adenocarcinoma de pâncreas. Todos os pacientes foram previamente tratados, 14 com cirurgia, 11 com quimioterapia, 5 com radioterapia e 1 com imunoterapia. Os pacientes foram inicialmente tratados com talidomida 200 mg/dia, com um aumento de dose de 200mg a cada duas semanas, até atingir a dose máxima de 800 mg/dia. Treze pacientes atingiram o nível de 400mg/dia, 9 pacientes os níveis de 600mg/dia e apenas 5 pacientes atingiram 800mg/dia. A farmacocinética foi caracterizada em oito pacientes no nível de dose de 200 mg/dia. Todos os 14 pacientes incluídos foram avaliados quanto ao perfil de toxicidade e resposta antitumoral. A talidomida foi bem tolerada, sendo os principais efeitos colaterais a sonolência, a tontura, a xerostomia e a constipação. Não foram observadas respostas tumorais objetivas. Para avaliar os parâmetros farmacocinéticos da talidomida foram coletadas amostras de sangue imediatamente antes da administração da droga, 1h, 2h, 2,5h, 3h, 3,5h, 4h, 5h, 7h e 24h após a administração da primeira dose de talidomida de 200mg. A determinação das concentrações e parâmetros farmacocinéticos da talidomida nestas amostras foi realizada por cromatografia líquida de alta performance. A curva de decaimento das concentrações plasmáticas obedeceu a um modelo farmacocinético monocompartimental. A média dos principais parâmetros farmacocinéticos estudados foi: Cmax 1,48 ± 0,56μg/ml, Tmax 4,4± 0,5h, ASC 17,7±8,4μg x h/mL e t½ 6,5±3,0 hs. O autor pode concluir que os parâmetros farmacocinéticos da talidomida estudados nestes pacientes foram semelhantes àqueles descritos anteriormente em voluntários sadios, pacientes com HIV, hanseníase ou adenocarcinoma de próstata.

Effects of hypercapnic hyperpnea on recovery from isoflurane or sevoflurane anesthesia in horses

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The effect of rifampicin and pyrazinamide on isoniazid pharmacokinetics in rats

Tuberculosis chemotherapy involves combination of the drugs isoniazid (INH), rifampicin (RMP) and pyrazinamide (PYR) for a 6-month period. The present work investigated the influence of RMP and PYR on the pharmacokinetic parameters of INH when groups of rats were pre-treated for 21 days with INH alone or in combination with RMP and/or PYR, in the following amounts per kg body weight: INH 100 mg; INH 100 mg + RMP 100 mg; INH 100 mg + PYR 350 mg; INH 100 mg + PYR 350 mg + RMP 100 mg. It was found that the co-administration of PYR caused an increase in the INH distribution volume (V-d/F), half-life of elimination t(1)/2(beta)) and clearance (Cl-T/F), and a decrease in the area under curve 0 to 24 h (AUC). Co-administration of RMP caused an increase in the Cl-T/F and a decrease in the AUC. The combination INH + PYR + RMP caused an increase in the Cl-T/F and a decrease in the AUC. These significant pharmacokinetic interactions between the tuberculostatic drugs might be related to differences in the therapeutic and toxic effects. Copyright 0( 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Simultaneous analysis of the enantiomers of verapamil and norverapamil in rat plasma by liquid chromatography tandem mass spectrometry

An enantioselective micromethod for the simultaneous analysis of verapamil (VER) and norverapamil (NOR) in plasma was developed, validated and applied to the study of the kinetic disposition of VER and NOR after the administration of a single oral dose of racemic-VER to rats. VER, NOR and the internal standard (paroxetine) were extracted from only 100-mu L plasma samples using n-hexane and the enantiomers were resolved on a Chiralpak AD column using n-hexane:isopropanol: ethanol: diethyl ami ne (88:6:6:0.1) as the mobile phase. The analyses were performed in the selected reaction monitoring mode. Transitions 456 > 166 for VER enantiomers, 441 > 166 for NOR enantiomers and 330 > 193 for the internal standard were monitored and the method had a total chromatographic run time of 12 min. The method allows the determination of VER and NOR enantiomers at plasma levels as low as 1.0 ng/mL. Racemic VER hydrochloride (10 mg/kg) was given to male Wistar rats by gavage and blood samples were collected from 0 to 6.0 h(n = 6 at each time point). The concentration of (-)-(S)-VER was three folds higher than (+)-(R)-VER, with an AUC ratio (-)/(+) of 2.66. Oral clearance values were 12.17 and 28.77 L/h/kg for (-)-(S)-VER and (+)-(R)-VER, respectively. The pharmacokinetic parameters of NOR were not shown to be enantioselective. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Reversed phase HPLC determination of zidovudine in rat plasma and its pharmacokinetics after a single intranasal dose administration

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of N-Hexane Inhalation on the Enantioselective Pharmacokinetics and Metabolism of Verapamil in Rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)