Plasma- und Gewebspharmakokinetik von Epirubicin und Paciitaxei unter neoadjuvanter Chemotherapie bei Patientinnen mit primärem Mammakarzinom

Transkript

1 Plasma- und Gewebspharmakokinetik von Epirubicin und Paciitaxei unter neoadjuvanter Chemotherapie bei Patientinnen mit primärem Mammakarzinom Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades (Dr. rer. nat.) der Mathemetisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn vorgelegt von Miriam Hunz aus Koblenz Bonn 2002

2 Seite 5 von 185 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis: ABKÜRZUNGEN 10 1 EINLEITUNG Das Mammakarzinom Therapie des Mammakarzinoms Neoadjuvante Chemotherapie Epirubicin Chemische Information und Stoffklasse Pharmakodynamik Anwendungsgebiete und unerwünschte Wirkungen Pharmakokinetik von Epirubicin Plasma und Gewebeverteilung Metabolismus und Elimination Proteinbindung Wechselwirkungen Paciitaxei Chemische Information und Stoffklasse Pharmakodynamik Anwendungsgebiete und unerwünschte Wirkungen Pharmakokinetik von Paciitaxei Plasma und Gewebeverteilung Metabolismus und Elimination Proteinbindung Wechselwirkungen Pharmakokinetische Interaktionen zwischen Anthrazyklinen und Taxanen Interindividuelle Unterschiede in der Pharmakokinetik von Zytostatika Barrieren in Tumoren gegen Therapeutika Schlechte Blutversorgung Hoher interstieller Druck in Tumoren Verteilungsprobleme Mikrodialyse Allgemeines Prinzip der Mikrodialyse Effekte der Implantation der Mikrodialysemembran Verwendung der Mikrodialyse in onkologischen Studien Quantitative Analyse von Mikrodialysedaten Definition der Wiederfindung (Recovery) Methoden der Membrankalibrierung In-vitro-Recovery In-vivo-Recovery Fragestellung 35

3 INHALTSVERZEICHNIS Seite 6 von MATERIAL UND METHODEN Material Referenzsubstanzen Reagenzien Verwendete Fertigarzneimittel Geräte Verbrauchsmaterialien Epirubicinanalytik Entwicklung der Epirubicinanalytik Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (= HPLC) Festphasenextraktion Validierung der Epirubicinanalytik Linearität Präzision und Richtigkeit Spezifität/Selektivität Bestimmungsgrenze Wiederfindung des Analyten (Recovery) Stabilität des Epirubicins in Proben Bestimmung von Epirubicin in Humanplasma Bestimmung von Epirubicin in Mikrodialysat Paclitaxelanalytik Grundlagen der Kapillarelektrophorese (= CE) Bestimmung von Paciitaxei in Humanplasma Durchführung der Paclitaxelanalytik Validierung der Paclitaxelanalytik Mikrodialyse Verwendete Ausrüstung In-vitro-Untersuchungen In-vitro-Ermittlung und Optimierung der Recovery Beobachtung der Recovery über die Zeit Ermittlung der In-vitro-Delivery (= In-vitro-Retrodialyse) In-vivo-Untersuchungen " Herstellung der Perfusionslösung Implantation der Membranen Mikrodialyse-Versuchsdurchführung In-vivo-Recovery Klinische Untersuchung Planung der klinischen Studie Therapieplan und Studiendesign Patientinnenauswahl Prämedikation und Begleitbehandlung Zuordnung der Teilnehmerinnen zu der Behandlungsgruppe Fallzahl Patientinneneinwilligung nach Aufklärung Rechtliche Grundlagen Durchführung der klinischen Studie Ablauf eines Studientages Hospitalisierung Gabe der Studienmedikation Sammlung und Weiterverarbeitung der Blutproben Blutentnahmezeiten Sammlung und Weiterverarbeitung der Mikrodialysate 74

4 Seite 7 von 185 INHALTSVERZEICHNIS Fraktionierungszeitpunkte der Mikrodialysate Standardisierte Mahlzeiten Auswertung der Studie Histologisches Ansprechen Pharmakokinetische Datenanalyse Modellvergleich Modellabhängige pharmakokinetische Auswertung Berechnung der pharmakokinetischen Parameter Modellunabhängige pharmakokinetische Auswertung Vergleich der Epirubicin-Gewebspharmakokinetik in Tumor- und Fettgewebe Ermittlung des Einfluss der Plasma-Pharmakokinetik auf die Gewebs- Pharmakokinetik von Epirubicin Statistik 81 3 ERGEBNISSE Entwicklung der Epirubicinanalytik HPLC-Bedingungen Festphasenextraktion (SPE = Solid Phase Extraction) Validierung der Epirubicinanalytik Linearität Präzision und Richtigkeit Bestimmung von Spezifität und Selektivität Bestimmungssgrenze Wiederfindung des Analyten (= Recovery) Stabilität von Epirubicin in Proben In-vitro-Vorversuche zur Etablierung der Mikrodialysetechnik In-vitro-Vorversuche mit Epirubicin Austestung der Epirubicinrecovery mit unterschiedlichen Perfusionsgeschwindigkeiten Beobachtung An- und Abflutungskinetik im Mikrodialyseexperiment In-vitro-Ermittlung der Epirubicinrecovery In-vitro-Ermittlung der Epirubicindelivery In-vitro-Vorversuche mit Paciitaxei Austestung des Albuminanteils in der Perfusionslösung Beobachtung der An- und Abflutungskinetik im Mikrodialyseexperiment Ergebnisse der klinischen Untersuchung !1 Patientencharakteristika Pharmakokinetik von Paciitaxei im Plasma Konzentrations-Zeit-Profile von Paciitaxei im Plasma Individuelle pharmakokinetische Parameter von Paciitaxei im Plasma Pharmakokinetik von Epirubicin im Plasma Konzentrations-Zeit-Profile von Epirubicin im Plasma Individuelle pharmakokinetische Parameter von Epirubicin im Plasma Pharmakokinetik von Epirubicin im Tumor und im subkutanen Fettgewebe Konzentrations-Zeit-Profile von Epirubicin im Tumor Individuelle pharmakokinetische Parameter von Epirubicin im Tumor Konzentrations-Zeit-Profile von Epirubicin im subkutanen Fettgewebe Individuelle pharmakokinetische Parameter von Epirubicin im subkutanen Fettgewebe 114

5 INHALTSVERZEICHNIS Seite 8 von Vergleich der Epirubicin-Pharmakokinetik in Tumor und in subkutanen Bauchfettgewebe Ermittlung des Einflusses der Plasma-Pharmakokinetik auf die Gewebe- Pharmakokinetik von Epirubicin Ermittlung patientenspezifischer Einflussfaktoren auf die Gewebspharmakokinetik Zusammenfassende Darstellung der pharmakokinetischen Parameter von Epirubicin bezüglich des Ansprechens der Patientinnen Bestimmung der In-vivo-Recovery von Epirubicin DISKUSSION Paclitaxel-Analytik Plasma-Pharmakokinetik von Paciitaxei Entwicklung der Epirubicin-Analytik Optimierung der HPLC-Bedingungen Aufreinigung von Epirubicin aus Plasma und Mikrodialysat Aufarbeitung der Plasmaproben Aufarbeitung der Mikrodialysate Validierung der Epirubicin-Analytik In-vitro-Etablierung der Mikrodialysetechnik Länge, Durchmesser, Material und Aufbau der Mikrodialysemembranen Physikalische Moleküleigenschaften der Analyten Adsorption der Analyten an die Mikrodialysekatheter Adsorptionsverhalten von Epirubicin Adsorptionsverhalten von Paciitaxei Zusammensetzung der Perfusionsflüssigkeit Temperatur des Außenmediums Austestung der Fließgeschwindigkeit Klinische Durchführung der Mikrodialyse In-vivo-Kalibrierung der Membranen Verwendung der Mikrodialyse im Brustgewebe Gewebspharmakokinetik von Epirubicin Vergleich der gefundenen Epirubicin-Gewebekonzentrationen mit verfügbaren Literaturangaben Plasma-Pharmakokinetik von Epirubicin ' Vergleich der Plasma- und Gewebspharmakokinetik von Epirubicin Einsatz der Mikrodialyse zur Bestimmung prognostischer Faktoren in der antineoplastischen Therapie - ein Ausblick 151

6 Seite 9 von 185 INHALTSVERZEICHNIS 5 ZUSAMMENFASSUNG LITERATURVERZEICHNIS ANHANG Beispiel einer Pipettieranieitung zur Herstellung der Qualitätskontrolllösungen für die Plasmaaufarbeitung Beispiel einer Pipettieranieitung zur Herstellung der Kalibrierungslösungen Probandinneninformation und Einverständniserklärung Essensplan Paclitaxelkonzentrationen im Plasma (Patientin Nr. 1-2, 4-12) Epirubicinkonzentrationen im Plasma (Patientin Nr. 1-12) Vergleich der mittels der 2- oder 3-kompartimentellen Analyse ermittelten Pharmakokinetik-Parameter für Epirubicin im Plasma Epirubicinkonzentrationen im Mikrodiaiysat des Tumors Epirubicinkonzentrationen im Mikrodiaiysat des subkutanen Bauchfettgewebe 184