Bettina Gerner

• Oral antineoplastic drugs are an important component in the treatment of solid tumour diseases, haematological and immunological malignancies. Oral drug administration is associated with positive features (e.g., non-invasive drug administration, outpatient care with a high level of independence for the patient and reduced costs for the health care system). The systemic exposure after oral intake however is prone to high IIV as it strongly depends on gastrointestinal absorption processes, which are per se characterized by high inter-andOral antineoplastic drugs are an important component in the treatment of solid tumour diseases, haematological and immunological malignancies. Oral drug administration is associated with positive features (e.g., non-invasive drug administration, outpatient care with a high level of independence for the patient and reduced costs for the health care system). The systemic exposure after oral intake however is prone to high IIV as it strongly depends on gastrointestinal absorption processes, which are per se characterized by high inter-and intraindividual variability. Disease and patient-specific characteristics (e.g., disease state, concomitant diseases, concomitant medication, patient demographics) may additionally contribute to variability in plasma concentrations between individual patients. In addition, many oral antineoplastic drugs show complex PK, which has not yet been fully investigated and elucidated for all substances. All this may increase the risk of suboptimal plasma exposure (either subtherapeutic or toxic), which may ultimately jeopardise the success of therapy, either through a loss of efficacy or through increased, intolerable adverse drug reactions. TDM can be used to detect suboptimal plasma levels and prevent permanent under- or overexposure. It is essential in the treatment of ACC with mitotane, a substance with unfavourable PK and high IIV. In the current work a HPLC-UV method for the TDM of mitotane using VAMS was developed. A low sample volume (20 µl) of capillary blood was used in the developed method, which facilitates dense sampling e.g., at treatment initiation. However, no reference ranges for measurements from capillary blood are established so far and a simple conversion from capillary concentrations to plasma concentrations was not possible. To date the therapeutic range is established only for plasma concentrations and observed capillary concentrations could not be reliable interpretated.The multi-kinase inhibitor cabozantinib is also used for the treatment of ACC. However, not all PK properties, like the characteristic second peak in the cabozantinib concentration-time profile have been fully understood so far. To gain a mechanistic understanding of the compound, a PBPK model was developed and various theories for modelling the second peak were explored, revealing that EHC of the compound is most plausible. Cabozantinib is mainly metabolized via CYP3A4 and susceptible to DDI with e.g., CYP3A4 inducers. The DDI between cabozantinib and rifampin was investigated with the developed PBPK model and revealed a reduced cabozantinib exposure (AUC) by 77%. Hence, the combination of cabozantinib with strong CYP inducers should be avoided. If this is not possible, co administration should be monitored using TDM. The model was also used to simulate cabozantinib plasma concentrations at different stages of liver injury. This showed a 64% and 50% increase in total exposure for mild and moderate liver injury, respectively.Ruxolitinib is used, among others, for patients with acute and chronic GvHD. These patients often also receive posaconazole for invasive fungal prophylaxis leading to CYP3A4 mediated DDI between both substances. Different dosing recommendations from the FDA and EMA on the use of ruxolitinib in combination with posaconazole complicate clinical use. To simulate the effect of this relevant DDI, two separate PBPK models for ruxolitinib and posaconazole were developed and combined. Predicted ruxolitinib exposure was compared to observed plasma concentrations obtained in GvHD patients. The model simulations showed that the observed ruxolitinib concentrations in these patients were generally higher than the simulated concentrations in healthy individuals, with standard dosing present in both scenarios. According to the developed model, EMA recommended RUX dose reduction seems to be plausible as due to the complexity of the disease and intake of extensive co-medication, RUX plasma concentration can be higher than expected.…
• Orale antineoplastische Arzneimittel (OADs) sind ein wichtiger Bestandteil der Behandlung von soliden Tumorerkrankungen, hämatologischen und immunologischen Malignomen. Die orale Verabreichung von Arzneimitteln geht mit positiven Eigenschaften einher (z. B. nicht-invasive Anwendung, ambulante Versorgung mit einem hohen Maß an Unabhängigkeit für den Patienten und geringere Kosten für das Gesundheitssystem). Die systemische Exposition nach oraler Einnahme unterliegt jedoch einer hohen interindividuellen Variabilität, da sie stark vonOrale antineoplastische Arzneimittel (OADs) sind ein wichtiger Bestandteil der Behandlung von soliden Tumorerkrankungen, hämatologischen und immunologischen Malignomen. Die orale Verabreichung von Arzneimitteln geht mit positiven Eigenschaften einher (z. B. nicht-invasive Anwendung, ambulante Versorgung mit einem hohen Maß an Unabhängigkeit für den Patienten und geringere Kosten für das Gesundheitssystem). Die systemische Exposition nach oraler Einnahme unterliegt jedoch einer hohen interindividuellen Variabilität, da sie stark von gastrointestinalen Absorptionsprozessen abhängt, die per se durch eine hohe inter- und intraindividuelle Variabilität gekennzeichnet sind. Krankheits- und patientenspezifische Merkmale (z. B. Krankheitszustand, Begleiterkrankungen, Begleitmedikation, Demographie der Patienten) können zusätzlich zu einer Variabilität in den Plasmakonzentrationen zwischen einzelnen Patienten beitragen. Darüber hinaus weisen viele OADs eine komplexe Pharmakokinetik (PK) auf, die noch nicht für alle Substanzen hinreichend untersucht und aufgeklärt wurde. All dies kann das Risiko einer suboptimalen Plasmaexposition (entweder subtherapeutisch oder toxisch) erhöhen, was letztendlich den Therapieerfolg gefährden kann, entweder durch einen Wirkungsverlust oder durch vermehrt auftretende, nicht tolerierbare unerwünschte Arzneimittelwirkungen. Therapeutisches Drug Monitoring (TDM) kann eingesetzt werden, um suboptimale Plasmaspiegel zu erkennen und eine dauerhafte Unter- oder Überexposition zu verhindern. TDM ist in der Behandlung des Nebennierenrindenkarzinoms (ACC) mit Mitotane, einer Substanz, die sich durch ungünstige PK-Eigenschaften und einer hohen IIV auszeichnet, unerlässlich. In der vorliegenden Arbeit wurde eine HPLC-UV Methode für das TDM von Mitotane aus Trockenblut unter Verwendung volumetrisch absorptiver Mikroprobenahme (VAMS) entwickelt. Bei der entwickelten Methode wurde ein geringes Probenvolumen (20 µl) aus Kapillarblut verwendet, was eine häufigere Probenahme, z. B. zu Beginn der Behandlung, erleichtert. Allerdings gibt es bisher keine Referenzbereiche für Messungen aus Kapillarblut, und eine einfache Umrechnung von Kapillarkonzentrationen in Plasmakonzentrationen erwies sich als schwierig. Bislang ist der therapeutische Bereich nur für Plasmakonzentrationen festgelegt, und beobachtete Kapillarkonzentrationen konnten nicht zuverlässig interpretiert werden. Der Multi-Kinase-Inhibitor Cabozantinib wird ebenfalls für die Behandlung des ACC eingesetzt. Allerdings sind noch nicht alle PK-Eigenschaften, wie der charakteristische zweite Peak im Konzentrations-Zeit-Profil von Cabozantinib, vollständig untersucht. Um ein mechanistisches Verständnis des Wirkstoffs zu erlangen, wurde ein physiologie basiertes pharmakokinetisches (PBPK) Model entwickelt und verschiedene Theorien zur Modellierung des zweiten Peaks untersucht, wobei sich herausstellte, dass eine enterohepatische Rezirkulation der Substanz am plausibelsten ist. Cabozantinib wird hauptsächlich über CYP3A4 metabolisiert und ist daher anfällig für Wechselwirkungen mit z. B. CYP3A4-Induktoren. Die DDI zwischen Cabozantinib und Rifampin wurde mit dem entwickelten PBPK-Modell untersucht und ergab eine um 77 % verringerte Cabozantinib-Exposition (AUC). Daher sollte die Kombination von Cabozantinib mit starken CYP-Induktoren vermieden werden. Wenn dies nicht möglich ist, sollte die gemeinsame Verabreichung mittels TDM überwacht werden. Das Modell wurde außerdem verwendet, um die Cabozantinib Plasmakonzentrationen bei unterschiedlicher Schwere einer Leberschädigung zu simulieren. Hier zeigte sich eine um 64 % bzw. 50 % erhöhte Gesamtexposition bei leichter beziehungsweise mittlerer Leberschädigung. Ruxolitinib wird unter anderem bei Patienten mit akuter (aGvHD) und chronischer (cGvHD) Graft-versus-Host-Erkrankung eingesetzt. Diese Patienten erhalten häufig auch Posaconazol zur Prophylaxe invasiver Pilzerkrankungen, was zu einer CYP3A4-vermittelten DDI zwischen beiden Substanzen führen kann. Unterschiedliche Dosierungsempfehlungen der FDA und der EMA für die Verwendung von Ruxolitinib in Kombination mit Posaconazol erschweren die klinische Anwendung. Um die Auswirkung dieser relevanten DDI zu simulieren, wurden zunächst zwei separate PBPK-Modelle für Ruxolitinib und Posaconazol entwickelt, welche anschließend miteinander kombiniert wurden. Die vorhergesagte Ruxolitinib Exposition wurde mit beobachteten Plasmakonzentrationen von GvHD-Patienten verglichen. Die Modellsimulationen zeigten, dass die beobachteten Ruxolitinib Konzentrationen bei diesen Patienten im Allgemeinen höher waren als die simulierten Konzentrationen bei gesunden Personen, wobei in beiden Szenarien eine Standarddosierung vorlag. Dem Modell zufolge schient die von der EMA empfohlene Reduzierung der RUX-Dosis um 50 % daher plausibler bzw. ausreichend zu sein.…