Концентрация темозоломида в интерстиции головного мозга до и после введения Регаденозона

Гематоэнцефалический барьер:

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) представляет собой сложную баррикаду, состоящую из трех различных типов клеток: эндотелиальные клетки головного мозга, перициты и ножки астроцитов. В то время как небольшие и липофильные молекулы могут легко проходить через ГЭБ, большие (> 180 дальтон) и/или гидрофильные частицы требуют активного транспорта или рецепторного посредничества. В частности, целостность и степень проницаемости ГЭБ регулируются капиллярными эндотелиальными клетками в ответ на астроцитарные сигналы. Прочность межклеточных соединений (напр. плотные соединения, адгезии) между эндотелиальными клетками также играют важную роль в проницаемости. Следовательно, модулирование всех этих парацеллюлярных свойств может играть большую роль в снижении целостности ГЭБ и, таким образом, улучшении проникновения лекарственного средства в ложе опухоли.

Обоснование применения Регаденозона:

Аденозин может быть вероятным средством для временного нарушения ГЭБ. Функция аденозина регулируется его четырьмя структурно связанными рецепторами, связанными с G-белком: A1, A2A, A2B и A3. В частности, A1 и A2A имеют высокие уровни экспрессии в головном мозге. В 2011 году Карман и др. продемонстрировали с помощью селективного агониста рецептора А2А, Регаденозона, повышенную проницаемость ГЭБ для декстрана 70 кДа в мозге как мышей, так и крыс. Большая молекула декстрана была обнаружена в мозге до 180 минут после однократной инъекции как мышам, так и крысам. Исследования, проведенные в Университете Джона Хопкинса, также продемонстрировали временное нарушение ГЭБ под действием Регаденозона у грызунов путем измерения концентрации темозоломида. Исследователи обнаружили, что концентрация темозоломида в мозге/плазме у крыс после приема Регаденозона привела к 1,6-кратному увеличению темозоломида по сравнению с темозоломидом, вводимым отдельно в нормальный мозг крыс. В будущих исследованиях на животных будут оцениваться различные химиотерапевтические агенты в головном мозге и в опухоли головного мозга с применением Регаденозона и без него.

В настоящее время Регаденозон одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США в качестве коронарного вазодилататора для визуализации перфузии миокарда у пациентов с подозрением на ишемическую болезнь сердца. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), выполненная с использованием радиофармпрепарата 99mTc-sestamibi, используется для измерения коронарного кровотока как в состоянии покоя, так и в условиях стресса с применением Регаденозона. Хотя профиль нежелательных явлений подобен аденозину, наиболее распространенными побочными эффектами Регаденозона являются приливы, боль в груди, одышка и головные боли.

Внутримозговой микродиализ:

Измерение концентрации лекарств в плазме — ненадежный метод оценки доставки лекарств через ГЭБ. Напротив, мониторинг внутримозгового микродиализа позволяет проводить приблизительные измерения в пробах внеклеточной жидкости (ECF) головного мозга. Помещение микродиализа в головной мозг не является новым методом и обычно используется в условиях отделения интенсивной терапии для измерения метаболизма головного мозга путем отбора ECF у пациентов с черепно-мозговой травмой. Катетеры для микродиализа в настоящее время одобрены FDA и регулярно устанавливаются вместе с мониторами внутричерепного давления. Этот метод позволяет непрерывно измерять ECF внутри опухоли или нормальной ткани. Диализный зонд имеет полупроницаемую мембрану диаметром менее 1 мм, в которую вплавлены две секции микрокатетера. Предыдущие исследования продемонстрировали возможность сохранения катетеров у пациентов с тяжелыми травмами на срок до 2 недель. При размещении во время хирургической резекции микрокатетер вживляют стереотаксически, помещая зонд в желаемую область мозга и/или опухоли. Снаружи катетер подсоединяется к шприцевому насосу, который подает с низкой скоростью потока (мкл/мин) непрерывную перфузионную жидкость (лактат Рингера или искусственная спинномозговая жидкость), а диализат собирается в микропробирку из выпускной трубки. Этот стерильный одноразовый катетер является минимально инвазивным и разработан для достижения оптимальных характеристик диффузии, подобных пассивной диффузии капиллярного кровеносного сосуда. Так же, как и при функционировании капилляров головного мозга, вода, неорганические ионы и небольшие органические молекулы свободно диффундируют через мембрану зонда, тогда как белки и связанные с белками соединения непроницаемы. Кроме того, липофильные соединения плохо регенерируются.

Использование внутримозгового микродиализа для количественного определения концентраций темозоломида Темозоломид является одобренным FDA пероральным алкилирующим агентом, используемым в начальной и рецидивной терапии взрослых и детей с глиомой высокой степени злокачественности. В то время как темозоломид (TMZ) с лучевой терапией помог улучшить общую выживаемость при глиомах высокой степени злокачественности, предыдущие исследования показали, что только 20% препарата проникает через ГЭБ после периферического введения. Было показано, что пиковая концентрация ТМЗ в головном мозге достигается примерно через 1-2 часа после приема внутрь. После приема внутрь TMZ подвергается деградации от своей пролекарственной формы до высокореактивного алкилирующего агента, метилтриазенилимидазолкарбоксамида (MTIC). В предыдущих исследованиях использовались катетеры для микродиализа головного мозга для измерения уровней TMZ в интерстиции головного мозга после первичной или метастатической резекции/биопсии головного мозга. И сыворотку, и диализаты собирали с 30-минутными интервалами и анализировали для количественной оценки доставки лекарственного средства TMZ в ложе опухоли и окружающие ткани, однако из-за проблем со стабильностью лекарственного средства концентрации MTIC невозможно было измерить в условиях микродиализа. Таким образом, исследователи предлагают измерять концентрации ТМЗ до и после введения Регаденозона, исходя из гипотезы, что временное нарушение ГЭБ приведет к повышению эффективности препарата в отношении интерстиция головного мозга и ложа опухоли. Если грубая тотальная резекция не может быть достигнута, после резекции будут установлены два микродиализных катетера. Один катетер для микродиализа будет помещен в область опухоли с усилением МРТ, а один катетер будет помещен в область без усиления, что позволит позже оценить степень проницаемости ГЭБ как в опухоли, так и в нормальном мозге. Эти исследования будут полезны для оценки роли увеличения доставки темозоломида в целях дальнейшего повышения цитотоксичности опухоли и выживаемости без прогрессирования в такой агрессивной опухоли.

Использование внутримозгового микродиализа для количественного определения маркеров нейровоспаления Предыдущие исследования показали, что у пациентов с повышенным уровнем воспалительных цитокинов вследствие соматических заболеваний наблюдается повышенная частота депрессии. Как хронический, так и остро повышенный уровень воспалительных цитокинов может привести к развитию нейропсихиатрической дисфункции, включая когнитивное замедление, невнимательность или депрессию. В частности, Dowlati et al. на основании метааналитического исследования пришли к выводу, что у небольшой части пациентов с идиопатическим большим депрессивным расстройством наблюдается повышенный уровень цитокинов в сыворотке крови. Таким образом, исследователи предлагают количественно определять маркеры нейровоспаления и окислительного стресса в собранном диализате, выдвигая гипотезу о том, что различия в этих уровнях могут коррелировать с аффективной и/или когнитивной дисфункцией.

Риски микродиализа:

Эти исследования станут новым исследованием использования микродиализа головного мозга для измерения концентрации ТМЗ в послеоперационном периоде при комбинированном введении Регаденозона и темозоломида. Чтобы свести к минимуму риск послеоперационной резекции или биопсии, пациенты будут получать темозоломид только в дозе 150 мг/м2 дважды, что составляет менее половины стандартного 5-дневного курса, назначаемого во время поддерживающей терапии злокачественной глиомы после лучевой терапии. Кроме того, терапия будет проводиться только в течение двух дней в условиях отделения интенсивной терапии с минимальной опухолевой токсичностью, ожидаемой при субоптимальной дозе лечения в течение короткого периода времени. Процедуры, связанные с введением и удалением диализного зонда, могут быть выполнены с минимальной травмой во время операции.[18,19] Хотя введение зонда для микродиализа могло предположительно нарушить ГЭБ, это не оказалось проблемой, о чем свидетельствует быстрая нормализация ГЭБ после установки, позволяющая уравновесить и минимизировать артефакты.[20-22] Несмотря на то, что его можно безопасно выполнять, микродиализ, тем не менее, является инвазивной хирургической процедурой с небольшим риском кровотечения в месте введения и дискомфортом для пациента. В предыдущем исследовании, в котором оценивались концентрации ТМЗ в интерстиции мозга, оценивались образцы диализата семи пациентов. Все пациенты хорошо переносили установку катетеров и сбор образцов диализата, однако у 1 пациента развилось несколько неврологических нежелательных явлений 3 и 4 степени, этиология которых остается неясной. Все неврологические расстройства улучшились, но полностью не разрешились.