Farmakokinetisk utvärdering av simmitekan mot läkemedel mot cancer mot olika cancerformer | acta Pharmacologica sinica

Farmakokinetisk utvärdering av simmitekan mot läkemedel mot cancer mot olika cancerformer | acta Pharmacologica sinica

Anonim

Abstrakt

Syfte:

För att undersöka farmakokinetiken och dispositionen av simmitecan (LP) som var en vattenlöslig esterprodrug av chimmitecan (L-2-Z) med potent antitumöraktivitet i olika försöksdjur och att bedöma dess läkemedelsinteraktionspotential.

metoder:

SD-råttor injicerades med en enda iv-bolusdos av LP (3, 75, 7, 5 och 15 mg / kg). Farmakokinetiken, vävnadsfördelningen, utsöndring och metabolism av LP och dess aktiva metabolit L-2-Z studerades genom kvantitativa mätningar och metabolitprofilering med LC / MS. Bindningen av LP och L-2-Z till råttplasmaproteiner undersöktes med användning av en ultrafiltreringsmetod. Systemisk exponering av beaglehundar till LP såväl som läkemedelsfördelning i tumörer i nakna möss xenograftmodell av humant levercancer SMMC-7721-celler undersöktes också. Metabolismen av LP av lever mcirosomal karboxylesteras in vitro undersöktes i olika arter. Effekterna av LP och L-2-Z på cytokrom P450-enzymer undersöktes med användning av kommersiella screening-satser.

Resultat:

Biotransformation in vivo av LP till L-2-Z visade en signifikant artsskillnad, med en genomsnittlig eliminationshalveringstid t1 / 2 på cirka 1, 4 timmar hos råttor och 1, 9 timmar hos hundar. De systemiska exponeringsnivåerna för LP och L-2-Z ökades på ett dosberoende sätt. Hos råttor var ungefär 66% av LP och 79% av L-2-Z bundna till plasmaproteiner. Hos råttor och nakna möss som bär humana levercancer hade de flesta organvävnader signifikant högre LP-koncentrationer än motsvarande plasmanivåer. I tumörvävnaderna var LP-nivåerna jämförbara med plasma-nivåerna, medan L-2-Z-nivåerna var lägre än LP-nivåerna. Hos råttor eliminerades LP främst via gallvägsutsöndring, men metabolism spelade en viktig roll för eliminering av intakt LP. Slutligen utövade LP och L-2-Z måttlig hämning av aktiviteten av CYP3A4 in vitro .

Slutsats:

LP och L-2-Z har relativt korta eliminationshalveringstider och LP elimineras huvudsakligen via gallvägsutsöndring. Artskillnaden i omvandlingen av LP till L-2-Z och potentiella läkemedelsinteraktioner på grund av hämning av CYP3A4 bör övervägas i ytterligare studier.

Introduktion

Camptotecin-derivat (CPT) -derivat har potentiellt hämmande aktivitet på DNA-topoisomeras I och är lovande föreningar i anticancerforskning. Två CPT-derivat, irinotecan och topotecan, har godkänts för klinisk användning 1, 2 . Chimmitecan (L-2-Z; 9-allyl-10-hydroxy-camptothecin), en ny 9-substituerad camptothecin, har förbättrat kraften mot cancer och farmakologiska krafter mot cancer, jämfört med de kliniskt tillgängliga CPT-analogerna 3 . Löslighetsfrågan associerad med L-2-Z övervanns genom syntes av simmitecan (LP; 9-allyl-10-piperidylpiperidinformyloxikamptotecin). Detta vattenlösliga förläkemedel har ett dipiperidylkarbamat vid position 10 i CPT-skelettet. Denna enhet hydrolyseras av karboxylesteraser in vivo för att bilda den aktiva metaboliten, L-2-Z, som har stark anticanceraktivitet mot ett antal olika humana tumörcellinjer in vitro . Medan IC50 för L-2-Z är inom det nanomolära området 3, uppvisar LP inte någon betydande antitumoraktivitet. Förläkemedelsmodifieringen av LP kännetecknas av användningen av en polär pro-enhet för att öka vattenlösligheten. Denna strukturella design liknar den design som används för irinotecan.

Eftersom LP identifierades som ett potentiellt läkemedel mot cancer, genomfördes studier för att karakterisera distribution in vivo , metabolism, utsöndring och farmakokinetik för LP (prodrug) och dess aktiva metabolit L-2-Z i gnagare och icke-gnagare experimentella djur. Dessutom undersöktes in vitro- metabolismen för olika djurarter och interaktionspotentialerna för läkemedlet. Farmakokinetiska studier i djurmodeller är en viktig komponent i den kliniska utvecklingen för detta medel eftersom de relaterar prekliniska studier till patientbehandling. Denna rapport presenterar resultaten från disposition och farmakokinetiska studier av LP och dess aktiva metabolit L-2-Z hos råttor, tumörbärande nakna möss och beaglehundar. Dessutom rapporteras här in vitro- data om LP och L-2-Z, inklusive de hämmande effekterna på cytokrom P450-enzymer och plasmaproteinbindning. Nyligen har LP fått China Food and Drug Administration nytt läkemedelsgodkännande för att fortsätta sin studie i en klinisk fas I-studie (regeringsidentifierare: NCT01832298); denna studie presenterar resultaten från disposition och farmakokinetiska studier av LP och L-2-Z erhållna från prekliniska djurmodeller. Den kollektiva informationen hjälpte till vid utformningen av lämpliga kliniska regimer för att undersöka detta läkemedel i kliniska fas I-studier.

Resultat

Plasmafarmakokinetik hos råttor

Plasmafarmakokinetiska parametrar för LP och dess aktiva metabolit L-2-Z efter en iv-bolusadministrering till råttor sammanfattas i tabell 1. Efter iv-doseringen eliminerades LP från plasma med en genomsnittlig t 1/2 av cirka 1, 4 timmar ( Figur 1), som var dosoberoende. Det genomsnittliga CL tot, p LP observerades sträcka sig från 1, 52 till 1, 82 L · h −1 · kg −1 vid tre doser. Under tiden var den genomsnittliga V SS för LP (2, 86–3, 34 L / kg) ungefär 5 gånger större än den genomsnittliga volymen av råttens totala kroppsvatten (0, 67 L / kg) 9, vilket tyder på att LP kunde distribueras i stor utsträckning till vävnaderna. Biotransformationen av LP till dess aktiva metabolit L-2-Z efter dosering var mycket snabb: medelvärdena T max för L-2-Z var 0, 08–0, 14 timmar vid tre doser. Det systemiska exponeringsförhållandet mellan LP och L-2-Z (AUC LP / AUC L-2-Z ) varierade från 9, 23 till 16, 4 för de testade doserna. Eliminationshalveringstiden för L-2-Z vid olika doser (2, 12–2, 25 h) var relativt längre än de som observerades för moderläkemedlet. AUC 0 → 24 timmar och Cmax för plasma LP och L-2-Z ökade när iv-doserna ökade från 3, 75 till 15 mg / kg, medan dosproportionaliteten för AUC 0 → 24 timmar och Cmax inte var slutgiltigt linjär (Tabell 2). Ingen könsskillnad observerades för de beräknade farmakokinetiska parametrarna.

Full storlek bord

Plasmakoncentrationstidsprofiler för LP och metaboliten L-2-Z hos råttor (övre panel) och beaglehundar (nedre panel) som får en iv-bolusdos av LP. ▵, △ och ○ representerar LP-plasmanivåer vid 15, 7, 5 och 3, 75 mg / kg doser till råttor respektive 5, 0, 2, 5 och 1, 25 mg / kg för hundar. ▴, ◆ och ● representerar L-2-Z plasmanivåer hos råttor och hundar i motsvarande doser av LP. Tidsplanen för blodprovtagning i råttor och i beaglar var 0, 5, 15, 30 min, 1, 1, 5, 2, 3 (endast för beaglar), 4, 6, 8, 11 och 24 timmar efter dosering. Data uttrycks som medel- och standardavvikelse från 8 djur (fyra män och fyra kvinnor).

Bild i full storlek

  • Ladda ner PowerPoint-bilden

Full storlek bord

Vävnadsfördelning i råttor

Resultaten från vävnadsfördelningsundersökningarna för LP och L-2-Z i råttor 30 minuter, 2, 4 och 8 timmar efter iv-administreringen av LP sammanfattas i figur 2. LP och L-2-Z fördelades snabbt till vävnader av råttorna. De högsta koncentrationerna av LP i alla testade vävnader observerades 30 minuter efter dosering. De flesta vävnader (utom hjärnan, testikeln och fett) hade signifikant högre LP-koncentrationer än de som observerades i plasma. De högsta koncentrationerna av LP hittades i råttpankreas, njure och lever 30 minuter efter dosering. Dessa data indikerade att LP var väl fördelat i råttvävnader, vilket är förenligt med föregående plasma V SS- data. L-2-Z befanns distribueras i de flesta vävnaderna, med undantag av hjärnan. De högsta koncentrationerna av L-2-Z i alla testade vävnader observerades 30 minuter efter dosering, vilket liknade fördelningen av moderföreningen. Koncentrationerna av L-2-Z i lever, njure och tunntarmen var högre än vad som observerades i plasma.

Vävnadsfördelningsprofil för LP (A) och L-2-Z (B) hos råttor och LP (C) och L-2-Z (D) i nakna möss som fick en iv-bolusdos av LP vid 7, 5 mg / kg och 15 mg / kg. Data uttrycks som medelvärde ± SD från 6 råttor (tre män och tre kvinnor) och 8 möss (fyra hanar och fyra kvinnor).

Bild i full storlek

  • Ladda ner PowerPoint-bilden

Urin, gallvägar och fekal utsöndring hos råttor

Resultaten från utsöndringsexperimenten hos råttor indikerade att efter iv-administrering av LP vid 7, 5 mg / kg till råttor utsöndrades 13% av den administrerade dosen i urin som LP (0, 32 μmol) och 1, 3% utsöndrades som L-2 -Z (0, 03 umol). De flesta av LP (90%) och L-2-Z (70%) utsöndrades under de första fyra timmarna efter dosering. Under tiden utsöndrades mer än 95% av LP och 80% av L-2-Z i gallan inom 6 timmar efter dosering. Cirka 51% av den administrerade dosen utvanns [48% som LP (1, 20 μmol) och 3, 0% som L-2-Z (0, 08 μmol)] i gallan och urinen; gallvägsutsöndring var den dominerande vägen för utsöndring av LP. Dessa resultat överensstämmer med vävnadsfördelningsstudierna, i vilka LP och L-2-Z befanns ha höga koncentrationer i levern och njurarna. Dessutom var återhämtningen av den administrerade dosen från avföring 19% (0, 48 μmol) som LP och 12% (0, 29 μmol) som L-2-Z under de första 48 timmarna, som hade en lägre mängd LP och en högre mängd av L-2-Z än mängderna av dessa föreningar utsöndras i gallan. Figur 3 visar den kumulativa mängden LP och L-2-Z som utsöndras från urin, gall och avföring, såväl som motsvarande procentandel av den dos som utvunnits från utsöndringsprover hos råttor.

Kumulativ mängd LP och L-2-Z utsöndras från urin, galla och avföring, och procentandelen dos som utvunnits från utsöndringsprover av råttor ( n = 6, tre män och tre kvinnor) som fick en iv-bolusdos av LP vid 7, 5 mg / kg. Data uttrycks som medelvärde ± SD för kumulativa mängder i μmol / L.

Bild i full storlek

  • Ladda ner PowerPoint-bilden

Metabolisk profil hos råttor

Metaboliska profilanalyser avslöjade förekomsten av nio LP-metaboliter (M1 – M9) i gallan, sju metaboliter (M1 – M7) i urin och fem (M1 – M3, M6, M7) i råttplasma efter iv-administrering av LP vid 7, 5 mg / kg. Detekterings- och kollisionsinducerad dissociation (CID) -data om dessa metaboliter sammanfattas i tabell 3, och figur 4 visar de föreslagna metaboliska vägarna. Inga metaboliter detekterades i biofluiderna från de obehandlade råttorna. MS – MS-analysen av metaboliterna indikerade att M1 var den aktiva metaboliten av L-2-Z, M2 var fas II glukuronidkonjugat av M1, M3 – M7 var fas I oxidativa metaboliter av LP och M8 var en dekarboxyleringsprodukt av LP som kan oxideras ytterligare för att bilda M9.

Full storlek bord

Föreslagna metaboliska vägar för LP hos råttor.

Bild i full storlek

  • Ladda ner PowerPoint-bilden

Jämfört med överflödet av plasma-LP från den iv-administrerade LP var M1 den huvudsakliga plasmametaboliten, med ett förhållande mellan plasma-metabolit och moderförening i AUC 0 → 24 timmar (AUC M / AUC LP ) på 0, 045. M2, M3, M6 och M7 visade sig vara mindre plasmametaboliter vars AUC M / AUC LP- värden sträckte sig från 0, 001 till 0, 008. Dessa plasmametaboliter mättes också i råtta urin och gallprov. M4 och M5 hittades i urin och gall, men inte i plasma, medan M8 och M9 endast hittades i gall. Dessutom utsöndrades två metaboliter (M2 och M4) i relativt stora mängder jämfört med andra metaboliter. M2 uppvisade Cum.A e M / Cum.A e LP- värden på 0, 17 respektive 0, 25 i urin respektive gallan; och M4 hade ett Cum.A e M / Cum.A e LP- värde av 0, 30 i galla. Summan av de individuella Cum.A e M / Cum.A e LP (M2 – M9) -värdena var 0, 4 respektive 0, 9 i urin respektive galla. Dessa resultat demonstrerade att metabolism också är en viktig eliminationsväg för iv-administrerad LP.

Vävnadsfördelning i tumörbärande nakna möss

Efter iv-administration av LP vid 15 mg / kg till en nakna möss xenograftmodell av humant levercancer SMMC-7721 cellinje, fördelades LP och L-2-Z snabbt till vävnaderna. De högsta koncentrationerna av dessa två föreningar observerades 15 minuter efter doseringen. Dessutom mättes LP vid signifikant högre koncentrationer i bukspottkörtel, hjärta, lever, lunga och njure än i plasma efter dosering. Tumörvävnaden och kolon hade jämförbara LP-nivåer som de i plasma (figur 2). De uppmätta L-2-Z-nivåerna i de testade vävnaderna var lägre än LP-nivåerna. Fördelningen av L-2-Z i tumörvävnaderna stöder resultaten från in vivo- effektstudier som rapporterade en dramatisk hämning av tumörtillväxt i flera humana tumörxenograft nakna mösmodeller 3 .

Plasmafarmakokinetik hos beaglehundar

Efter dosering av iv till beaglehundar eliminerades LP från plasma med medelvärden på 1/2 till 1, 95 till 1, 95 timmar (figur 1), eliminering av LP påverkades inte av dos och liknade de resultat som erhölls i råttor. Det genomsnittliga CL- totalet, p LP, observerades vara 1, 12–1, 46 L · h −1 · kg −1 . Under tiden var medelvärdet SS för LP (3, 03–3, 54 L / kg) ungefär 5 gånger större än den genomsnittliga volymen av hundens totala kroppsvatten (0, 60 L / kg), vilket tyder på att LP kunde distribueras i stor utsträckning till vävnaderna. Det systemiska exponeringsförhållandet mellan LP och L-2-Z (AUC LP / AUC L-2-Z ) varierade från 49 till 59 i de testade doserna (tabell 1). AUC 0 → 24 timmar och Cmax för plasma LP och L-2-Z hos hundar ökade när iv-doserna ökade från 1, 25 till 5 mg / kg, medan dosproportionaliteten för AUC 0 → 24 timmar och Cmax inte var slutgiltigt linjär (tabell 2).

Plasmaproteinbindning i olika arter

Plasmaproteinbindningarna av LP i råtta, hund och människa plasma var 59, 9% –72, 3%, 18, 0% –24, 2% och 36, 9% –39, 9% i intervallet 167–3344 nmol / L. L-2-Z plasmaproteinbindning i ovanstående respektive art var 77, 0% –83, 1%, 44, 5% –53, 6% och 75, 7% –86, 0% i området 248–1237 nmol / L. Den ospecifika bindningen av LP och L-2-Z till filtermembranet och plastdelarna i centrifugalfilteranordningen var ungefär 24% respektive 27% och korrigerades i proteinbindningsberäkningen. Således visade LP och L-2-Z låg till måttlig bindning till plasmaproteiner, och L-2-Z binds starkare till plasmaproteiner än dess prodrug LP. Jämfört med litteraturvärdena för plasmaproteinbindning för irinotecan och dess aktiva metabolit SN-38 10 är plasmaproteinbindningen av LP och L-2-Z hos människor relativt lägre. Vidare binder de aktiva metaboliterna starkare till plasmaprotein än deras moderläkemedel på grund av deras högre lipofilicitet.

In vitro- hämmande effekter på humana CYP-enzymer

Såsom visas i tabell 4 visade furafylline, sulfaphenazol, tranylcypromin, kinidin och ketokonazol ICso-värden av 1, 45, 0, 19, 4, 50, 0, 0057 och 0, 028 μmol / L för cDNA-uttryckt CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, respektive CYPA ; dessa värden överensstämmer med de värden som tillhandahålls av tillverkaren. LP visade ingen hämmande effekt på aktiviteten hos CYP1A2, CYP2C9 och CYP2C19. Det visade svaga hämmande effekter på CYP2D6 (IC50-värden på 32, 9 μmol / L) och måttliga hämmande effekter på CYP3A4 (IC50-värden på 8, 95 μmol / L). L-2-Z visade ingen hämmande effekt på CYP2D6-aktiviteten, en svag hämmande effekt på CYP1A2, CYP2C9 och CYP2C19 (IC50-värdet 43, 7, 21, 3 respektive 19, 3 μmol / L) och en måttlig hämmande effekt på CYP3A4-aktivitet, med ett IC50-värde av 6, 10 μmol / L.

Full storlek bord

Biotransformation in vitro av LP till L-2-Z genom levermikrosomala karboxylesteraser av olika arter

Biotransformationen av LP till L-2-Z genom levermikrosomala karboxylesteraser bestämdes genom övervakning av stabiliteten hos LP och bildningen av dess aktiva metabolit L-2-Z i levermikrosomer av olika arter med LC-MS-MS. Levermikrosomer från råttor, hundar, apor och människor inkuberades med 5 μmol / L LP vid 37 ° C i upp till 18 timmar, och koncentrationerna av LP och L-2-Z mättes. Resultaten indikerade att t 1/2 av LP i levermikrosomer hos råtta, hund, apa och människa var 3, 82, 4, 20, 3, 77 respektive 3, 37 timmar. Bildningen av L-2-Z var 4, 08, 0, 40, 11, 3 och 9, 41 nmol · h −1 · mg −1 protein i ovanstående arter. Jämfört med stabiliteten hos LP och bildningen av L-2-Z i plasma från möss, råttor, hundar och människor 7, var LP instabil och bildningen av L-2-Z var cirka 2000 till 4000 nmol · ml −1 · H −1 i gnagare, medan LP var stabil och L-2-Z inte kunde detekteras i plasma hos hundar och människor. Dessa resultat antyder att i gnagare sker biotransformationen av LP till dess aktiva metabolit L-2-Z främst i plasma snarare än i levern. Hos hundar och människor spelade emellertid, på grund av frånvaron av karboxylesterasaktivitet i plasma, leverkarboxylesteras-medierad biotransformation av LP till L-2-Z en viktig roll i LP: s antitumoraktiviteter.

Diskussion

Tillförsel av läkemedel med begränsad vattenlöslighet är fortfarande en utmaning i läkemedelsutvecklingen. Prodrugstrategin är ett äldre men tidtestat tillvägagångssätt som använder bioreversibla och mer vattenlösliga derivat av den problematiska molekylen. Den stabila, bioreversibla och kvantitativa frisättningen av den aktiva läkemedelsgruppen krävs för förläkemedelsmodifieringar. Irinotecan, det första linjen antineoplastiska medlet, är en analog av LP och är ett framgångsrikt förläkemedel som har förbättrat vattenhaltiga egenskaper för parenteral administrering 11, 12 . Användningen av irinotekan över SN-38 beror också på den fördelaktiga stabilitetskinetiken erhållen vid användning av förläkemedelsformen 13 . Irinotecan har en etylsubstituent i position 7 och ett dipiperidylkarbamat i position 10, som metaboliseras till SN-38 och är 100 till 1000 gånger mer cytotoxiskt än förläkemedlet 14 . Dess struktur och biotransformation är mycket lik den för LP. I denna studie rapporterar vi prekliniska farmakokinetik- och metabolismstudier på LP och dess aktiva metabolit L-2-Z, inklusive ADME-egenskaper in vivo efter iv-dosering till gnagare och icke-gnagare och dess in vitro- metabolism i levermikrosomer av olika arter och en bedömning av dess hämmande effekter på cytokrom P450-enzymer. Dessa studier ledde till projektionen av mänskliga effektiva koncentrationer och doser och möjliggjorde en bedömning av potentialen för läkemedelsinteraktioner med samtidigt administrerade läkemedel.

Efter administrering av iv visade LP och L-2-Z relativt korta eliminationshalveringstider hos råttor och hundar. Avståndet för LP i nakna möss (3, 2 L · h −1 · kg −1 ) var större än observerat hos råttor (1, 6 L · h −1 · kg −1 ) och hundar (1, 3 L · h −1 · kg - 1 ). Distributionsvolymen hos råttor och hundar var större än det totala kroppsvattnet, vilket indikerar omfattande extravaskulär distribution. Plasmaproteinbindningen av LP och L-2-Z mättes att vara måttlig (<81, 6%) i plasma av olika arter. SN-38 befanns ha en hög nivå av plasmaproteinbindning, dvs. 94% –96%, i koncentrationsområdet 50–200 ng / ml hos människa 10 . De testade föreningarna visade relativt lägre plasmaproteinbindning än deras camptothecin-analoger.

Prodrug LP biotransformeras till sin aktiva metabolit L-2-Z hos råttor, möss och beaglehundar efter iv-administrering. I denna studie observerades signifikanta artsskillnader bland de undersökta djuren, i vilka gnagare uppvisade ett mycket högre omvandlingsförhållande än hundar. AUC LP / AUC L-2-Z- värden varierade från 9, 23 till 16, 4 hos råttor (3, 75–15 mg / kg), 1, 51 i nakna möss (15 mg / kg) och 49, 3 till 58, 6 hos hundar (1, 25–5 mg / kg) kg). Karboxylesteraser ansvarar för omvandlingen av LP till L-2-Z 7 och aktiviteterna för karboxylesteraser i gnagare, hundar och människor är olika. Höga aktiviteter av karboxylesteraser observerades i gnagarnas plasma, levern och tarmen, medan endast låg aktivitet hittades i levern och tarmarna hos hundar. För primater kunde måttlig karboxylesterasaktivitet observeras i levern och tarmen 15 . Våra resultat överensstämmer med de rapporterade enzymaktiviteterna i olika arter. Omvandlingen av irinotekan till SN-38 genom klyvning av esterbindningen vid C10 visade sig vara katalyserad av två humana isozymer av leverkarboxylesteraser, dvs hCE-1 och hCE-2 16, 17 . På grund av den strukturella likheten mellan LP och irinotekan spelar dessa två isozymer sannolikt en viktig roll i LP-omvandlingen hos cancerpatienter.

I vävnadsfördelningsexperimentet observerades att LP och L-2-Z hade höga koncentrationer i råttlever och njure. Detta konstaterande överensstämde med utsöndringsresultaten som visade att förläkemedlet och dess metabolit utsöndrades huvudsakligen från galla. LP och L-2-Z fördelade till råttahjärnan med låga koncentrationer. Kp- förhållandena (AUC- hjärna, fri / AUC- plasma, fri ) var 0, 20 respektive 0, 16 för LP respektive L-2-Z. Olika studier rapporterade att toxicitet i centrala nervsystemet är förknippat med administrering av irinotecan 18 och att mekanismen kan förklaras genom elektronöverföringsfunktionaliteter och oxidativ stress genererad från reaktiva syrearter till centrala nervsystemet 19 . Följaktligen bör neurotoxicitet inducerad av LP och / eller L-2-Z också övervakas under klinisk antitumörbehandling.

Vävnadsfördelningsresultat erhållna i tumörbärande nakna möss indikerade att LP mättes vid högre nivåer i bukspottkörteln, levern och njurarna, vilket är förenligt med resultaten erhållna från råttorna. I vävnadsfördelningsstudier hos råttor och nakna möss befanns dessutom nivåerna av LP vara högst i bukspottkörteln vid alla undersökta tidpunkter. På grund av den svaga anticanceraktiviteten hos LP in vitro är det osannolikt att det uppvisar någon betydande terapeutisk fördel för pankreassjukdom. De toxiska biverkningarna som orsakas av denna förening i bukspottkörteln bör dock övervakas noggrant. När det gäller L-2-Z var vävnadsackumulativa koncentrationer hos möss relativt högre än hos råttor, i vilka en liknande fördelningsordning finns. I denna studie fann vi att den karboxylesterasmedierade hydrolysen av LP till L-2-Z är mer signifikant hos möss än i andra arter. AUC LP / AUC L-2-Z- värdet var 1, 51 i nakna möss (15 mg / kg) (tabell 1), vilket indikerar en mycket högre biotransformation än vad som observerades hos råttor (9, 23–16, 4) och hundar (49, 3-58, 6). Den systemiska högre exponeringen av L-2-Z orsakade högre vävnadsfördelningsnivåer i nakna möss. Dessutom kan den högre omvandlingen av LP till dess aktiva metabolit L-2-Z förklara den högre totala plasmaclearance för LP i nakna möss (3, 2 L · h −1 · kg −1 ) än hos råttor (1, 6 L · h - 1 · kg −1 ). Det har rapporterats att karboxylesteraser uttrycks starkt i humana neuroblastomcellinjer 20 . Närvaron av tumörer ökade den systemiska exponeringen av SN-38 efter iv eller po administrering av irinotekan hos möss som bär humana neuroblastom xenografts 21 . I den aktuella studien kan emellertid de nakna möss som bär hepatocellulära karcinomcellinjer inte uttrycka karboxylesterasaktiviteter; därför L-2-Z uppmätt i tumörvävnader härleddes möjligen från cirkulationen.

Resultaten från utsöndringsexperimenten indikerade att LP huvudsakligen elimineras via gallvägsutsöndring. Ett intressant fenomen som vi observerade var att LP och L-2-Z återvanns i gallan som svarade för 36% respektive 2, 1% av den administrerade dosen. Emellertid återhämtades LP endast 19% av den administrerade dosen i avföringen, och L-2-Z befanns återvinnas vid en högre mängd (12%) i avföring än den i gallan (2, 1%). Med tanke på att råttetarmen också är ett organ med hög karboxylesterasaktivitet 15, är det möjligt att gallvätska som utsöndras LP genomgår biotransformation till dess aktiva metabolit L-2-Z i tarmen, vilket kan leda till ytterligare utsöndring i avföringen. Dessutom kan p-glukuronidaset härledd från enterobakterier vara ansvarigt för hydrolysen av L-2-Z glukuronid (M2) för att bilda den aktiva L-2-Z. Vid metabolitprofilering av LP i den aktuella studien upptäckte vi en stor mängd M2 i råttgalla ( Cum.A e M / Cum.A e LP = 0, 25), vilket också stöder denna hypotes. Vidare kan L-2-Z som produceras i tarmen återabsorberas i den systemiska cirkulationen, vilket överensstämmer med SN-38 13, 22 . Enterohepatisk recirkulation kan förlänga den terminala eliminationshalveringstiden för läkemedel 23, vilket kan tolka den relativt längre eliminationshalveringstiden för L-2-Z än den för förläkemedlet i den aktuella studien.

Våra in vitro- data indikerade att LP och L-2-Z uppvisade en måttlig hämmande effekt på CYP3A4 (ICso-värden på 8, 95 respektive 6, 10 μmol / L). Försiktighet bör därför utövas under undersökningen av potentialen för en läkemedelsinteraktion medierad av de hämmande effekterna av LP och L-2-Z på CYP3A4 vid klinisk användning.

Sammanfattningsvis kan LP, en vattenlöslighetförstärkt förläkemedel, biotransformeras till dess aktiva metabolit L-2-Z i djurens kroppar, och den släppte kvantitativt den aktiva läkemedelsgruppen som svar på de undersökta doserna. Eliminationshalveringstiderna för iv-administrerad LP och dess metabolit L-2-Z var relativt korta. LP och L-2-Z distribuerar snabbt och omfattande till råtta och mössvävnader. Gallutsöndring är den dominerande vägen för LP hos råttor. Ändå orsakade artsskillnader i karboxylesterasaktiviteter en signifikant skillnad i biotransformation av prodrug LP till dess aktiva metabolit L-2-Z i gnagare, beaglehundar och människor. Dessa skillnader bör beaktas vid utformning av dosökningsprotokoll samt för att förhindra eventuell gastrointestinal toxicitet inducerad av L-2-Z i kliniska studier.