Fase I en farmacologische studie van camptothecine-20-O-propionaathydraat (CZ48) bij patiënten met solide tumoren of lymfoom

CZ48 is een analoog van de topoisomerase I-remmer Camptothecin (CPT). CPT is een alkaloïde die wordt geëxtraheerd uit de Chinese boom, Camptotheca acuminata. Alleen de S-isomeer (de natuurlijke vorm) is biologisch actief. De intacte E-lactonring, die de neiging heeft om bewaard te blijven in een zure omgeving, is essentieel voor antitumoractiviteit. Bovendien heeft de open lactonring de neiging om toxiciteit te bevorderen [1-3]. In fase I- en II-onderzoeken die van 1970-1972 werden uitgevoerd met het natriumzout van CPT (later bleek dat het grotendeels inactief was) waren de toxiciteiten myelosuppressie, diarree en cystitis [2, 3].

Met de waarneming in 1984 dat het werkingsmechanisme van CPT berust op remming van topoisomerase I [1], leidde hernieuwde belangstelling voor het medicijn tot de ontwikkeling van een verscheidenheid aan analogen, waarvan sommige een hogere potentie hadden dan het oorspronkelijke medicijn. Sommige derivaten zijn in water oplosbaar, zoals Camptosar® (irinotecan, CPT¬-11) en Hycamptin® (topotecan), die momenteel zijn goedgekeurd voor gebruik in de VS voor respectievelijk colon- en eierstokkanker. Studies hebben aangetoond dat substituties op de C-9- en C-10-posities de activiteit verhogen en oplosbaarheid in water kunnen verlenen. Over het algemeen hebben analogen die in water oplosbaar zijn, een verminderde activiteit tegen kanker in preklinische modellen.

Het in water onoplosbare natieve camptothecine (CPT) veroorzaakte diarree, wat de dosisbeperkende toxiciteit bleek te zijn. Metingen toonden zeer weinig CPT met gesloten lactonring aan in het plasma van proefpersonen die deze verbinding kregen [4]. Dit werd later verklaard door de demonstratie dat CPT zich bindt aan humaan albumine, een actie die het openen van de lactonring bevordert [5]. Muisalbumine is veel minder efficiënt in deze activiteit, wat de grotere antitumoractiviteit verklaart die wordt waargenomen in muizenmodellen.

In tegenstelling tot CPT behoudt CZ48, in vitro geïncubeerd met humaan plasma en in vivo bestudeerd, een substantiële gesloten lactonringconcentratie in het plasma. Het lijkt te werken als een pro-drug. De verwijdering van de zijketen door endogene esterasen maakt het actieve geneesmiddel, CPT, vrij. Kwaadaardige cellen hebben een hoog esterasegehalte en zetten de prodrug snel om in de actieve ouderdrug. Preklinische studies suggereren behoud van antikankeractiviteit en vermindering van toxiciteit, waarschijnlijk omdat de prodrug in de systemische circulatie geen of weinig activiteit heeft. Daarom zou de afgifte van hogere concentraties gesloten lactonring CPT-analoog in de tumorcellen de antitumoractiviteit moeten versterken. Dit onderzoek biedt de mogelijkheid om deze hypothese te evalueren.

- OVERZICHT VAN NIET-KLINISCHE TESTSTRATEGIE

Alle hierin beschreven niet-klinische farmacologische, farmacokinetische en toxicologische onderzoeken zijn uitgevoerd door of voor de CHRISTUS Stehlin Foundation for Cancer Research. Voor onderzoeken die zijn uitgevoerd in overeenstemming met de GLP-regelgeving, is/wordt de locatie van de registraties voor inspectie opgenomen in elk onderzoeksrapport. Voor niet-GLP-onderzoeken worden de onderzoeksgegevens bewaard op:

De CHRISTUS Stehlin Stichting voor Kankeronderzoek 1315 St. Joseph Parkway, Suite # 1818 Houston, TX 77002

Er werden verschillende experimenten uitgevoerd om de primaire farmacodynamiek (d.w.z. werkzaamheid en potentie) van CZ48 tegen verschillende tumorlijnen te onderzoeken, zowel in vitro als in vivo. In het licht van de beoogde fase I-patiëntenpopulatie was het CZ48 veiligheidsfarmacologiepakket beperkt tot in vitro en in vivo cardiovasculaire beoordelingen. Er zijn geen secundaire farmacodynamische of farmacodynamische geneesmiddeleninteractiestudies uitgevoerd met CZ48.

Opmerking: Voor alle GLP-onderzoeken is de zuiverheid van de CZ48, zoals bepaald met door HPLC gevalideerde methoden, 98,9%. Voor deze onderzoeken werd het geneesmiddel geformuleerd in een 0,5% waterige suspensie van carboxymethylcellulose met gemiddelde dichtheid (CMC). Voor alle niet-GLP-onderzoeken werd het geneesmiddel (98% zuiverheid) geformuleerd als een suspensie in katoenzaadolie (behalve het niet-GLP-onderzoek uitgevoerd door Covance, dat ook de CMC-formulering gebruikte).

Onderzoeken die de farmacokinetiek en toxicokinetiek van CZ48 en zijn actieve metaboliet camptothecine karakteriseerden na toediening van een enkelvoudige of herhaalde dosis, werden uitgevoerd bij muizen en honden. De onderzoeken met herhaalde doses waren toxicokinetische evaluaties die werden uitgevoerd als onderdeel van het centrale toxicologieprogramma met behulp van gevalideerde bioanalytische methoden. Er zijn geen uitgebreide distributieonderzoeken uitgevoerd met CZ48; de distributie van geneesmiddelen in tumor-, lever- en nierweefsel van tumordragende muizen werd echter geëvalueerd. Er zijn verschillende in vitro en in vivo metabolismestudies uitgevoerd om de metabole omzetting van CZ48 in zijn actieve deel, camptothecine, te onderzoeken. Excretiestudies waren beperkt tot meting van CZ48 in de ontlasting van naakte muizen na toediening van een enkele dosis. Er zijn geen farmacokinetische geneesmiddeleninteractiestudies uitgevoerd met CZ48.

Het CZ48-toxicologieprogramma bestond uit verkennende (niet-GLP) dosisbereikonderzoeken bij muizen en honden en definitieve (GLP) toxiciteits- en toxicokinetische onderzoeken bij beide diersoorten. Belangrijke toxicologische onderzoeken uitgevoerd met CZ48 maakten gebruik van de beoogde klinische route en het beoogde toedieningsschema. Bovendien werden twee onderzoeken (niet-GLP) uitgevoerd bij muizen om de algemene verdraagbaarheid van chronische toediening van hoge doses CZ48 te beoordelen.