Simultaneous liquid chromatographic determination of doxorubicin and its major metabolite doxorubicinol in parrot plasma

A new microscale method is reported for the determination of doxorubicin and its active metabolite, doxorubicinol, in parrot plasma. Sample workup involved acetonitrile protein precipitation, ethyl acetate extraction, followed by back extraction into HCl. Separations were achieved on a phenyl-hexyl column at 30 degrees C using acetonitrile (17%, v/v) in 0.01 M orthophosphoric acid (83%, v/v) delivered via a linear flow program. Fluorometric detection wavelengths were 235 nm (excitation) and 550 nm (emission). Calibration plots were linear (1 2 > 0.999), and recoveries were 71-87% from 20 to 400 ng/mL. Assay imprecision was

Identifizierung und interindividuelle Expressionsvariabilität der hepatischen Doxorubizin-Reduktase im Menschen

Die in dieser Arbeit beschriebenen Untersuchungen befassen sich mit der Identifizierung des haupt-metabolisierenden Enzyms für die Reaktion von dem Zytostatikum Doxorubizin zu dem Alkohol-Metaboliten Doxorubizinol in humanem Leberzytosol. Der Metabolismus dieser Reaktion wurde in einer humanen Leberbank analysiert, welcher eine große interindividuelle Variabilität zeigte. Da die maximale Umsatzrate häufig proportional zu der Expression des umsetzenden Enzyms in Leber ist, wurden in dieser Arbeit die Expressionsmuster der Kandidatenenzyme, verschiedene Carbonyl reduzierende Enzyme (AKRs und CBRs), ermittelt und des Weiteren der Umsatz von Doxorubizin zu Doxorubizinol in verschiedenen humanen Organen gemessen. Die metabolische Clearance der Reaktion als auch die Affinität zu Doxorubizin war am höchsten in Dünndarm, Leber und Niere, während die anderen Organe wesentlich geringere Werte zeigten. Dies steht im Einklang mit der prominenten Rolle dieser Organe in der Detoxifizierung von Fremdstoffen. Auch der Umsatz von Doxorubizin zu Doxorubizinol wurde von den verschiedenen Enzymen in sehr unterschiedlichem Maß katalysiert. AKR1C3 und CBR1 zeigten einen ausgeprägten Metabolismus von Doxorubizin während AKR1A1, AKR1B1, AKR1B10 und AKR1C4 nur geringen Maximalumsatz zeigten. Auch die Affinität von CBR1 und AKR1C3 zu Doxorubizin war wesentlich höher als die der anderen Enzyme. Inhibitoruntersuchungen zeigten weiterhin, dass ein spezifischer CBR1-Inhibitor die untersuchte Reaktion durch CBR1 als auch durch humanes Leberzytosol in gleichem Maße hemmte. Dieses Ergebnis deutet auf CBR1 als Haupt-Doxorubizin-Reduktase hin. Dies wurde in anfangs erwähnter humaner Leberbank weiter untersucht. Der Gehalt von CBR1-Protein wurde bestimmt und mit der gemessenen spezifischen Aktivität korreliert. Der Proteingehalt korrelierte mit der gemessenen spezifischen Aktivität in sechs von neun Western Blots. Dieses Ergebnis unterstützt die Vermutung, dass CBR1 als Haupt-Doxorubizin-Reduktase in humaner Leber betrachtet werden kann. Die Analyse des CBR1-Gens zeigte zwei Haplotypen, die einen signifikant verschiedenen Km-Wert zeigten als die übrigen Haplotypen. Diese Haplotypen konnten jedoch nur einen geringen Teil der Variabilität des Doxorubizin-Metabolismus erklären. Da aber ein starker interindividueller Doxorubizin-Metabolismus in humaner Leber beobachtet wird, deutet dies auf eine starke epigenetische Regulation des CBR1-Gens hin. Analysen der Promoterregion zeigten viele Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren; eine Aktivierung durch xenobiotische Substanzen kann vermutet werden. Der Metabolismus von Doxorubizin kann zu einer Deaktivierung des Medikaments und damit zu einer verminderten chemotherapeutischen Wirkung führen. Durch die Charakterisierung der humanen Doxorubizin-Reduktase in Leber ist die gezielte Suche nach Hemmstoffen für dieses Enzym möglich. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Bildung von Doxorubizin zu Doxorubizinol zu verringern und die Inaktivierung der antineoplastischen Wirkung zu vermeiden. Eine Dosisverminderung und bessere Verträglichkeit des Medikaments kann erreicht, die schweren Nebenwirkungen reduziert werden. Die Identifizierung der verantwortlichen hepatischen Doxorubizin-Reduktase im Menschen kann somit einen wichtigen Beitrag leisten, die Krebstherapie in Zukunft verträglicher und nebenwirkungsfreier zu gestalten und Resistenzbildungen vorzubeugen.

Doxorubicin pharmacokinetics following a single-dose infusion to sulphur-crested cockatoos (Cacatua galerita)

Objective To determine the pharmacokinetics of doxorubicin in sulphur-crested cockatoos, so that its use in clinical studies in birds can be considered. Design A pharmacokinetic study of doxorubicin, following a single intravenous (IV) infusion over 20 min, was performed in four healthy sulphur-crested cockatoos (Cacatua galerita). Procedure Birds were anaesthetised and both jugular veins were cannulated, one for doxorubicin infusion and the other for blood collection. Doxorubicin hydrochloride (2 mg/kg) in normal saline was infused IV over 20 min at a constant rate. Serial blood samples were collected for 96 h after initiation of the infusion. Plasma doxorubicin concentrations were assayed using an HPLC method involving ethyl acetate extraction, reverse-phase chromatography and fluorescence detection. The limit of quantification was 20 ng/mL. Established non-parametric methods were used for the analysis of plasma doxorubicin data. Results During the infusion the mean +/- SD for the C-max of doxorubicin was 4037 +/- 2577 ng/mL. Plasma concentrations declined biexponentially immediately after the infusion was ceased. There was considerable intersubject variability in all pharmacokinetic variables. The terminal (beta-phase) half-life was 41.4 +/- 18.5 min, the systemic clearance (Cl) was 45.7 +/- 18.0 mL/min/kg, the mean residence time (MRT) was 4.8 +/- 1.4 min, and the volume of distribution at steady state (V-SS) was 238 131 mL/kg. The extrapolated area under the curve (AUC(0-infinity)) was 950 +/- 677 ng/mL.h. The reduced metabolite, doxorubicinol, was detected in the plasma of all four parrots but could be quantified in only one bird with the profile suggesting formation rate-limited pharmacokinetics of doxorubicinol. Conclusions and clinical relevance Doxorubicin infusion in sulphur-crested cockatoos produced mild, transient inappetence. The volume of distribution per kilogram and terminal half-life were considerably smaller, but the clearance per kilogram was similar to or larger than reported in the dog, rat and humans. Traces of doxorubicinol, a metabolite of doxorubicin, were detected in the plasma.