Stężenie temozolomidu w śródmiąższu mózgowym przed i po podaniu regadenozonu

Bariera krew-mózg:

Bariera krew-mózg (BBB) ​​to skomplikowana barykada złożona z trzech różnych typów komórek: komórek śródbłonka mózgu, perycytów i procesów stopy astrocytów. Podczas gdy cząsteczki, które są małe i lipofilowe, mogą z łatwością przechodzić przez BBB, duże (> 180 daltonów) i/lub hydrofilowe cząstki wymagają aktywnego transportu lub pośrednictwa receptora. W szczególności integralność BBB i stopień przepuszczalności są regulowane przez komórki śródbłonka naczyń włosowatych w odpowiedzi na sygnały astrocytów. Siła połączeń międzykomórkowych (np. ścisłe połączenia, adheryny) wśród komórek śródbłonka również odgrywają ważną rolę w przepuszczalności. Dlatego modulacja wszystkich tych właściwości parakomórkowych może w dużej mierze przyczynić się do zmniejszenia integralności BBB, a tym samym do poprawy penetracji leku do łożyska guza.

Uzasadnienie Regadenozonu:

Adenozyna może być wiarygodnym środkiem do przejściowego zakłócenia BBB. Funkcja adenozyny jest regulowana przez cztery strukturalnie powiązane receptory sprzężone z białkiem G: A1, A2A, A2B i A3. W szczególności A1 i A2A mają wysoki poziom ekspresji w mózgu. W 2011 roku Carman i wsp. wykazali, że selektywny agonista receptora A2A, Regadenoson, zwiększa przepuszczalność BBB dla dekstranu 70 kD zarówno w mózgach myszy, jak i szczurów. Duża cząsteczka dekstranu była obserwowana w mózgu do 180 minut po pojedynczym wstrzyknięciu zarówno u myszy, jak i szczurów. Badania przeprowadzone w Johns Hopkins wykazały również przejściowe zaburzenie BBB z Regadenozonu u gryzoni poprzez pomiar stężenia temozolomidu. Badacze stwierdzili, że stężenie temozolomidu w mózgu/osoczu u szczurów po podaniu regadenozonu skutkowało 1,6-krotnym zwiększeniem dawki temozolomidu w porównaniu do samego temozolomidu podawanego w mózgach zdrowych szczurów. Przyszłe badania na zwierzętach będą oceniać różne środki chemioterapeutyczne w obrębie mózgu i guza mózgu z regadenozonem i bez niego.

Obecnie Regadenozon jest zatwierdzony przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków jako środek rozszerzający naczynia wieńcowe do obrazowania perfuzji mięśnia sercowego u pacjentów z podejrzeniem choroby wieńcowej mięśnia sercowego. Obrazowanie metodą tomografii emisyjnej pojedynczego fotonu (SPECT) wykonywane za pomocą radioznacznika 99mTc-sestamibi jest stosowane do pomiaru przepływu wieńcowego krwi zarówno w warunkach spoczynku, jak iw warunkach stresu za pomocą regadenozonu. Chociaż profil zdarzeń niepożądanych jest podobny do adenozyny, najczęstszymi działaniami niepożądanymi Regadenozonu są uderzenia gorąca, ból w klatce piersiowej, duszność i bóle głowy.

Mikrodializa śródmózgowa:

Pomiary stężenia leku w osoczu są niewiarygodną metodą oceny dostarczania leków przez BBB. Natomiast monitorowanie mikrodializy śródmózgowej pozwala na przybliżone pomiary w próbkach płynu pozakomórkowego (ECF) mózgu. Umieszczanie mikrodializy w mózgu nie jest nową techniką i było rutynowo stosowane na oddziałach intensywnej terapii do pomiaru metabolizmu mózgu poprzez pobieranie próbek ECF pacjentów z urazowym uszkodzeniem mózgu. Cewniki do mikrodializy są teraz zatwierdzone przez FDA i są rutynowo umieszczane w monitorach ciśnienia wewnątrzczaszkowego. Ta metoda pozwala na ciągły pomiar ECF w guzie lub prawidłowej tkance. Sonda do dializy ma półprzepuszczalną membranę o średnicy mniejszej niż 1 mm, w którą wtopione są dwie sekcje mikrocewnika. Wcześniejsze badania wykazały wykonalność utrzymywania cewników w miejscu krytycznie rannych pacjentów przez okres do 2 tygodni. Po umieszczeniu w czasie resekcji chirurgicznej mikrocewniki są wszczepiane sterotaktycznie, umieszczając sondę w pożądanym obszarze mózgu i/lub guza. Zewnętrznie cewnik jest połączony z pompą strzykawkową, która zapewnia niskie natężenie przepływu (µl/min) płynu do ciągłej perfuzji (Lactated Ringers lub sztuczny płyn mózgowo-rdzeniowy), a dializat jest zbierany do mikrofiolki z rurki wylotowej. Ten sterylny cewnik jednorazowego użytku jest minimalnie inwazyjny i opracowany w celu uzyskania optymalnych właściwości dyfuzyjnych, podobnych do pasywnej dyfuzji naczyń włosowatych. Podobnie jak w przypadku naczyń włosowatych mózgu, woda, jony nieorganiczne i małe cząsteczki organiczne swobodnie dyfundują przez błonę sondy, podczas gdy białka i związki związane z białkami są nieprzepuszczalne. Ponadto związki lipofilowe są słabo odzyskiwane.

Zastosowanie mikrodializy śródmózgowej do ilościowego oznaczania stężenia temozolomidu Temozolomid jest zatwierdzonym przez FDA doustnym środkiem alkilującym, stosowanym w początkowej i nawrotowej terapii dorosłych i dzieci z glejakiem o wysokim stopniu złośliwości. Podczas gdy temozolomid (TMZ) w połączeniu z radioterapią pomógł poprawić ogólne wskaźniki przeżywalności glejaków o wysokim stopniu złośliwości, poprzednie badania wykazały, że tylko około 20% leku przekracza BBB po podaniu obwodowym. Wykazano, że maksymalne stężenie TMZ w mózgu występuje po około 1-2 godzinach od spożycia. Po spożyciu TMZ ulega degradacji z postaci proleku do wysoce reaktywnego czynnika alkilującego, metylotriazenyloimidazolokarboksyamidu (MTIC). We wcześniejszych badaniach wykorzystywano cewniki do mikrodializy mózgu do pomiaru poziomu TMZ w tkance śródmiąższowej mózgu po pierwotnej lub przerzutowej resekcji/biopsji mózgu. Zarówno surowicę, jak i dializaty zbierano w 30-minutowych odstępach czasu i analizowano w celu ilościowego określenia dostarczania leku TMZ do łożyska guza i otaczającej tkanki, jednak ze względu na problemy ze stabilnością leku, stężenia MTIC nie były możliwe do pomiaru w warunkach mikrodializy. W związku z tym badacze proponują pomiar stężeń TMZ przed i po podaniu Regadenozonu z hipotezą, że przejściowe zaburzenie BBB spowoduje poprawę skuteczności leku w tkance śródmiąższowej mózgu i loży po guzie. Jeśli całkowita całkowita resekcja nie jest możliwa, po resekcji zostaną umieszczone dwa cewniki do mikrodializy. Jeden cewnik do mikrodializy zostanie umieszczony w obszarze guza wzmacniającego MRI, a drugi w obszarze niewzmacniającym, co pozwoli na późniejszą ocenę stopnia przepuszczalności BBB zarówno w guzie, jak i prawidłowym mózgu. Badania te będą korzystne dla oceny roli zwiększonego dostarczania temozolomidu w celu dalszego zwiększenia cytotoksyczności guza i przeżycia wolnego od progresji w tak agresywnym guzie.

Zastosowanie mikrodializy śródmózgowej do oceny ilościowej markerów stanu zapalnego układu nerwowego Poprzednie badania wykazały, że pacjenci ze zwiększonym poziomem cytokin zapalnych spowodowanych chorobami medycznymi wykazują większą częstość występowania depresji. Zarówno przewlekłe, jak i ostro podwyższone poziomy cytokin zapalnych mogą prowadzić do rozwoju dysfunkcji neuropsychiatrycznych, w tym spowolnienia poznawczego, nieuwagi lub depresji. W szczególności Dowlati i wsp. wywnioskowali z metaanalitycznego badania, że ​​niewielki odsetek pacjentów z idiopatycznym zaburzeniem depresyjnym wykazywał podwyższone poziomy cytokin w surowicy. W związku z tym badacze proponują ilościowe oznaczenie markerów zapalenia nerwów i stresu oksydacyjnego w zebranym dializacie, z hipotezą, że zmienność tych poziomów może korelować z dysfunkcjami afektywnymi i / lub poznawczymi.

Ryzyko mikrodializy:

Badania te będą nowatorskim badaniem wykorzystania mikrodializy mózgu do pomiaru stężenia TMZ w warunkach pooperacyjnych z jednoczesnym podawaniem regadenozonu i temozolomidu. Aby zminimalizować ryzyko pooperacyjnej resekcji lub biopsji, pacjenci otrzymają temozolomid w dawce 150 mg/m2 pc. tylko dwa razy, co stanowi mniej niż połowę standardowej 5-dniowej dawki podawanej podczas leczenia podtrzymującego glejaka złośliwego po radioterapii. Ponadto terapia będzie prowadzona tylko przez dwa dni na oddziale intensywnej terapii, przy przewidywanej minimalnej toksyczności nowotworu przy suboptymalnej dawce leczniczej przez krótki czas. Procedury związane z wkładaniem i wyjmowaniem sondy dializacyjnej można wykonać przy minimalnym urazie w czasie operacji.[18,19] Chociaż wprowadzenie sondy do mikrodializy mogłoby prawdopodobnie zakłócić BBB, nie okazało się to problematyczne, o czym świadczy szybka normalizacja BBB po umieszczeniu, co pozwala na zrównoważenie i zminimalizowanie artefaktów.[20-22] Chociaż można ją bezpiecznie przeprowadzić, mikrodializa jest jednak inwazyjną procedurą chirurgiczną z niewielkim ryzykiem krwawienia w miejscu wprowadzenia i dyskomfortu dla pacjenta. W poprzednim badaniu, w którym oceniano stężenie TMZ w śródmiąższu mózgu, oceniano próbki dializatu od siedmiu pacjentów. Wszyscy pacjenci dobrze tolerowali umieszczenie cewników i pobieranie próbek dializatu, jednak u 1 pacjenta wystąpiło kilka neurologicznych zdarzeń niepożądanych stopnia 3. i 4., których etiologia pozostaje niejasna. Wszystkie deficyty neurologiczne poprawiły się bez całkowitego ustąpienia.