Interstizio cerebrale Concentrazione di temozolomide prima e dopo la somministrazione di Regadenoson

Barriera ematoencefalica:

La barriera emato-encefalica (BBB) ​​è un'intricata barricata composta da tre distinti tipi di cellule: cellule endoteliali cerebrali, periciti e processi del piede degli astrociti. Mentre le molecole piccole e lipofile possono facilmente attraversare la BBB, le particelle grandi (> 180 Dalton) e/o idrofile richiedono un trasporto attivo o la mediazione del recettore. In particolare, l'integrità BBB e il grado di permeabilità sono regolati dalle cellule endoteliali capillari in risposta ai segnali astrocitari. La forza delle giunzioni intercellulari (es. giunzioni strette, aderine) tra le cellule endoteliali svolge anche un ruolo importante nella permeabilità. Pertanto, la modulazione di tutte queste proprietà paracellulari può svolgere un ruolo importante nel ridurre l'integrità del BBB e quindi migliorare la penetrazione del farmaco nel letto tumorale.

Razionale per Regadenoson:

L'adenosina può essere un mezzo plausibile per interrompere transitoriamente il BBB. La funzione dell'adenosina è regolata dai suoi quattro recettori accoppiati a proteine ​​G strutturalmente correlati: A1, A2A, A2B e A3. In particolare, A1 e A2A hanno alti livelli di espressione all'interno del cervello. Nel 2011, Carman et al. hanno dimostrato, con l'agonista selettivo del recettore A2A, Regadenoson, un aumento della permeabilità BBB a destrano 70kD sia nei topi che nei cervelli di ratto. La grande molecola di destrano è stata osservata nel cervello fino a 180 minuti dopo una singola iniezione sia nei topi che nei ratti. Gli studi condotti presso la Johns Hopkins hanno anche dimostrato un'interruzione transitoria del BBB da Regadenoson nei roditori misurando le concentrazioni di temozolomide. I ricercatori hanno scoperto che le concentrazioni nel cervello/plasma nei ratti post Regadenoson hanno provocato un aumento di 1,6 volte della temozolomide rispetto alla temozolomide somministrata da sola nel cervello di ratto normale. Futuri studi sugli animali valuteranno vari agenti chemioterapici all'interno del cervello e del tumore al cervello con e senza Regadenoson.

Attualmente, Regadenoson è approvato dalla Food and Drug Administration statunitense come vasodilatatore coronarico per l'imaging della perfusione miocardica in pazienti con sospetta malattia coronarica miocardica. La tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo (SPECT) eseguita con il radiotracciante 99mTc-sestamibi viene utilizzata per misurare il flusso sanguigno coronarico sia a riposo che in condizioni di stress con Regadenoson. Mentre il profilo degli eventi avversi è simile all'adenosina, gli effetti collaterali più comuni di Regadenoson sono arrossamento, dolore toracico, dispnea e mal di testa.

Microdialisi intracerebrale:

Le misurazioni della concentrazione plasmatica del farmaco sono un metodo inaffidabile per valutare la somministrazione di farmaci attraverso il BBB. Al contrario, il monitoraggio della microdialisi intracerebrale consente misurazioni approssimative all'interno del campionamento del fluido extracellulare (ECF) del cervello. Il posizionamento della microdialisi all'interno del cervello non è una tecnica nuova ed è stato utilizzato di routine nell'unità di terapia intensiva per misurare il metabolismo cerebrale mediante campionamento dell'ECF di pazienti con lesioni cerebrali traumatiche. I cateteri per microdialisi sono ora approvati dalla FDA e vengono posizionati di routine con i monitor della pressione intracranica. Questo metodo consente la misurazione continua dell'ECF all'interno di un tumore o di un tessuto normale. La sonda per dialisi ha una membrana semipermeabile di diametro inferiore a 1 mm in cui sono fuse due sezioni di microcatetere. Precedenti studi hanno dimostrato la fattibilità di mantenere i cateteri al posto di pazienti gravemente feriti fino a 2 settimane. Quando vengono posizionati al momento della resezione chirurgica, i microcateteri vengono impiantati sterotatticamente, posizionando la sonda all'interno della regione cerebrale e/o tumorale desiderata. Esternamente, il catetere è collegato a una pompa a siringa, che eroga una bassa portata (µl/min) di fluido di perfusione continua (ringer lattato o CSF ​​artificiale) e il dialisato viene raccolto in una microfiala dal tubo di uscita. Questo catetere sterile monouso è minimamente invasivo e sviluppato per ottenere caratteristiche di diffusione ottimali simili alla diffusione passiva di un vaso sanguigno capillare. Proprio come nella funzione del vaso capillare del cervello, l'acqua, gli ioni inorganici e le piccole molecole organiche si diffondono liberamente attraverso la membrana della sonda, mentre le proteine ​​ei composti legati alle proteine ​​sono impermeabili. Inoltre, i composti lipofili vengono scarsamente recuperati.

Uso della microdialisi intracerebrale per quantificare le concentrazioni di temozolomide Temozolomide è un agente alchilante orale approvato dalla FDA utilizzato nella terapia iniziale e recidivante di pazienti adulti e pediatrici con glioma di alto grado. Mentre la temozolomide (TMZ) con la radioterapia ha contribuito a migliorare i tassi di sopravvivenza globale dei gliomi di alto grado, studi precedenti hanno dimostrato che solo il 20% circa del farmaco attraversa la BBB dopo la somministrazione periferica. È stato dimostrato che il picco di concentrazione di TMZ nel cervello è di circa 1-2 ore dopo l'ingestione. Una volta ingerito, TMZ subisce degradazione dalla sua forma profarmaco all'agente alchilante altamente reattivo, metil-triazenyl imidazole carbossamide (MTIC). Precedenti studi hanno utilizzato cateteri per microdialisi cerebrale per misurare i livelli di interstizio cerebrale di TMZ dopo resezione/biopsia cerebrale primaria o metastatica. Sia il siero che i dialisati sono stati raccolti a intervalli di tempo di 30 minuti e analizzati per quantificare la somministrazione del farmaco TMZ al letto tumorale e al tessuto circostante, ma a causa di problemi di stabilità del farmaco, le concentrazioni di MTIC non erano fattibili per la misurazione nell'impostazione della microdialisi. Pertanto, i ricercatori propongono di misurare le concentrazioni di TMZ prima e dopo la somministrazione di Regadenoson con l'ipotesi che l'interruzione transitoria del BBB si tradurrà in una migliore efficacia del farmaco nell'interstizio cerebrale e nel letto tumorale. Se non è possibile ottenere una resezione totale lorda, dopo la resezione verranno posizionati due cateteri per microdialisi. Un catetere per microdialisi verrà posizionato nell'area tumorale che migliora la risonanza magnetica e un catetere verrà posizionato in un'area non potenziante, consentendo una successiva valutazione del grado di permeabilità BBB sia nel tumore che nel cervello normale. Questi studi saranno utili per valutare il ruolo dell'aumento della somministrazione di temozolomide nel tentativo di aumentare ulteriormente la citotossicità del tumore e la sopravvivenza libera da progressione in un tumore così aggressivo.

Uso della microdialisi intracerebrale per quantificare i marcatori di neuroinfiammazione Studi precedenti hanno dimostrato che i pazienti con un aumento delle citochine infiammatorie dovute a malattie mediche mostrano un aumento dei tassi di depressione. Sia i livelli cronici che quelli acutamente elevati di citochine infiammatorie possono portare allo sviluppo di disfunzioni neuropsichiatriche, tra cui rallentamento cognitivo, disattenzione o depressione. Nello specifico, Dowlati et al hanno concluso da uno studio meta-analitico che una piccola percentuale di pazienti con disturbo depressivo maggiore idiopatico mostrava un aumento dei livelli sierici di citochine. Pertanto, i ricercatori propongono di quantificare i marcatori di neuroinfiammazione e stress ossidativo nel dialisato raccolto, con l'ipotesi che la varianza di questi livelli possa essere correlata alla disfunzione affettiva e/o cognitiva.

Rischi della microdialisi:

Questi studi costituiranno una nuova indagine sull'uso della microdialisi cerebrale per misurare la concentrazione di TMZ nel contesto postoperatorio con la somministrazione combinata di Regadenoson e temozolomide. Per ridurre al minimo i rischi di resezione o biopsia post-chirurgica, i pazienti riceveranno solo temozolomide 150 mg/m2 due volte, che è meno della metà del ciclo standard di 5 giorni somministrato durante la terapia di mantenimento per il glioma maligno post radioterapia. Inoltre, la terapia verrà somministrata solo per due giorni in terapia intensiva, con una tossicità tumorale minima anticipata con una dose di trattamento subottimale per un breve periodo.[ Le procedure relative all'inserimento e alla rimozione della sonda per dialisi possono essere eseguite con lesioni minime al momento dell'intervento chirurgico.[18,19] Sebbene l'inserimento della sonda per microdialisi possa plausibilmente interrompere la BBB, ciò non si è rivelato problematico, come dimostrato dalla rapida normalizzazione della BBB dopo il posizionamento, consentendo l'equilibrio e la minimizzazione dell'artefatto.[20-22] Sebbene possa essere eseguita in sicurezza, la microdialisi è comunque una procedura chirurgica invasiva con un piccolo rischio di sanguinamento nel sito di inserimento e disagio per il paziente. Lo studio precedente che ha valutato le concentrazioni nell'interstizio cerebrale di TMZ ha valutato campioni di dialisato di sette pazienti. Tutti i pazienti hanno tollerato bene il posizionamento dei cateteri e la raccolta dei campioni di dialisato, tuttavia 1 paziente ha sviluppato diversi eventi avversi neurologici di grado 3 e 4 le cui eziologie rimangono poco chiare. Tutti i deficit neurologici sono migliorati senza risolversi completamente.