Reaktivität und zelluläre Aufnahme albuminbindender Platinkomplexe und neuer Oxaliplatin-Analoga

Der Einsatz der Platinkomplexe in der Chemotherapie wird durch ihre Toxizität und primäre oder sekundäre Resistenz limitiert. Im Fokus dieser Arbeit stehen zwei Ansätze, mit denen die Wirkung der Platinkomplexe optimiert werden könnte. Der erste Ansatz beruht auf anatomischen Unterschieden zwischen gesundem Gewebe und Tumorgewebe solider Tumore, aufgrund derer makromolekulare Substanzen im Tumor kumulieren können (Tumortargeting durch den EPR-Effekt). In der vorliegenden Arbeit wurden Platinkomplexe untersucht, die nach intravenöser Applikation gezielt an Albumin binden und in vivo ein Biopolymer als makromolekulares Prodrug bilden. Der zweite Ansatz beruht auf der strukturellen Abwandlung eines Platinkomplexes (Oxaliplatin). Durch Steigerung der Lipophilie soll die Aufnahme in Tumorzellen erhöht und Resistenz, die mit einer erniedrigten Platinaufnahme einhergeht, umgangen werden. Die Untersuchungen der albuminbindenden Platinkomplexe ergaben, dass die Bindung an Albumin zu einem deutlichen Aktivitätsverlust führte. Mit Hilfe einer Mikrodialysekammer wurde gezeigt, dass eine Aktivierung des Prodrugs durch hydrolytische Freisetzung eines reaktiven Platinkomplexes nicht in ausreichendem Maße stattfindet. Auch niedrigere pH-Werte oder die Anwesenheit einer Esterase als potentielle Einflussfaktoren hatten keinen aktivierenden Effekt. Ein vollsynthetischer PEG-Platinkomplex hingegen wies in diesem Testsystem eine hohe Reaktivität auf. Die zelluläre Aufnahme der makromolekularen Platinkomplexe wurde in cisplatinsensitiven und -resistenten Tumorzellen untersucht. Ein charakteristischer Resistenzmechanismus dieser Tumorzelllinie ist eine geringere Aufnahme niedermolekularer Platinkomplexe. Die makromolekularen Platinkomplexe zeigten keine eingeschränkte Aufnahme in resistente Zellen. Als maßgeblicher Aufnahmemechanismus dieser Substanzen wurde die Endozytose identifiziert. Zudem wurden Hinweise auf die Art der beteiligten Endozytoseprozesse erhalten. Durchgeführte Zytotoxizitätstests zeigten, dass die Bindung an Albumin zu einem geringeren Resistenzgrad führte. Im Rahmen der Untersuchungen unterschiedlich lipophiler Oxaliplatin-Analoga wurde die Reaktivität der Verbindungen als möglicher Einflussfaktor auf die Aufnahme in Tumorzellen bestimmt und die Aufnahme in sensitive und resistente Tumorzellen charakterisiert. Anschließend wurde der Einfluss der Lipophilie der Platinkomplexe auf Aufnahme, Zytotoxizität und Resistenz untersucht. Alle untersuchten Oxaliplatin-Analoga zeigten eine vergleichbare Reaktivität. Die Untersuchungen zur Aufnahme der Oxaliplatin-Analoga ergaben zwei differenzierbare Aufnahmephasen. Die frühe Aufnahme korrelierte dabei mit der Lipophilie der Platinkomplexe und unterschied sich zwischen sensitiven und resistenten Zellen nicht. Die Aufnahmegeschwindigkeit in der zweiten Aufnahmephase erwies sich als Lipophilie unabhängig und war in der resistenten Zelllinie deutlich geringer. Mit steigender Lipophilie nahm allerdings die Zytotoxizität der Platinkomplexe trotz einer erhöhten intrazellulären Platinkonzentration ab. Ein Zusammenhang zwischen einer Erhöhung der Lipophilie der Platinkomplexe und einer dadurch vermittelten Resistenzüberwindung bestand nicht. Vergleichende Untersuchungen zwischen Oxaliplatin und dem lipophilsten Platinkomplex ergaben Hinweise auf eine intrazelluläre Kompartimentierung und einen damit verbundenen Schutz der DNA vor einer Platinierung. Die Untersuchungen der makromolekularen Platinkomplexe zeigten, dass die albuminbindenden Platinkomplexe in ihrer jetzigen Form nicht für das Prodrugkonzept geeignet sind und vermutlich irreversibel an Aminosäuren des Albumins binden. Synthetische Polymere ohne reaktive Funktionen weisen deshalb günstigere Eigenschaften auf. Die Ergebnisse der zellulären Aufnahmeversuche deuten darauf hin, dass makromolekulare Platinkomplexe auf Grund Ihrer endozytotischen Aufnahme einen neuen Ansatz zur Resistenzüberwindung darstellen könnten. Die lipophileren Oxaliplatin-Analoga waren in den untersuchten Tumorzelllinien nicht von Vorteil. Die gewonnenen Erkenntnisse der Zusammenhänge zwischen Struktur, zellulärer Kumulation und Zytotoxizität können jedoch zur Entwicklung neuer Platinkomplexe beitragen. Zusätzlich sollten weitere Versuche klären, ob Tumorzellen verschiedener Tumorzelllinien vergleichbar auf eine Zunahme der Lipophilie reagieren. Sollten Tumorzelllinien identifiziert werden, in denen eine Erhöhung der Lipophilie der Platinkomplexe zu einer gesteigerten Zytotoxizität führt, ließen sich Tumoren selektieren, in denen der therapeutische Einsatz lipophilerer Substanzen von Vorteil ist

Overlapping political budget cycle

We advance the literature on political budget cycles by testing for cycles in expenditures for elections to the legislative and the executive branches. Using municipal data, we identify cycles independently for the two branches, evaluate the effects of overlaps, and account for general year effects. We find sizable effects on expenditures before legislative elections and even larger effects before joint elections to the legislature and the office of mayor. In the case of coincident elections, we show that it is important whether the incumbent chief executive seeks reelection. To account for the potential endogeneity of that decision, we apply an IV approach using age and pension eligibility rules

Relationship between factor VIII activity, bleeds and individual characteristics in severe hemophilia A patients

Pharmacokinetic-based prophylaxis of replacement factor VIII products has been encouraged in the past years, but the exposure (factor VIII activity)-response (bleeding frequency) relationship remains unclear. The aim of this study was to characterize the relationship between factor VIII dose, plasma factor VIII activity, bleeding patterns and individual characteristics in severe hemophilia A patients. Pooled pharmacokinetic and bleeding data during prophylactic treatment with BAY 81-8973 (octocog alfa) were obtained from the three LEOPOLD trials. The population pharmacokinetics of factor VIII activity and longitudinal bleeding frequency, as well as bleeding severity, were described using nonlinear mixed effects modelling in NONMEM. In total, 183 patients (median age 22 years [range, 1-61]; weight 60 kg [11-124]) contributed with 1535 plasma factor VIII activity observations, 633 bleeds and 11 patient/study characteristics (median observation period 12 months [3.1-13.1]). A parametric repeated time-to-categorical bleed model, guided by plasma factor VIII activity from a 2-compartment population pharmacokinetic model, described the time to the occurrence of bleeds and their severity. Bleeding probability decreased with time of study, and a bleed was not found to affect the time of the next bleed. Several covariate effects were identified, including the bleeding history in the 12-month pre-study period increasing the bleeding hazard. However, unexplained inter-patient variability for the phenotypic bleeding pattern remained large (111%CV). Further studies to translate the model into a tool for dose individualization that considers the individual bleeding risk are required. Research based on a post-hoc analysis of the LEOPOLD studies (ClinicalTrials.gov identifiers NCT01029340, NCT01233258 and NCT01311648)

Bayesian Forecasting Utilizing Bleeding Information to Support Dose Individualization of Factor VIII

Bayesian forecasting for dose individualization of prophylactic factor VIII replacement therapy using pharmacokinetic samples is challenged by large interindividual variability in the bleeding risk. A pharmacokinetic‐repeated time‐to‐event model‐based forecasting approach was developed to contrast the ability to predict the future occurrence of bleeds based on individual (i) pharmacokinetic, (ii) bleeding, and (iii) pharmacokinetic, bleeding and covariate information using observed data from the Long‐Term Efficacy Open‐Label Program in Severe Hemophilia A Disease (LEOPOLD) clinical trials (172 severe hemophilia A patients taking prophylactic treatment). The predictive performance assessed by the area under receiver operating characteristic (ROC) curves was 0.67 (95% confidence interval (CI), 0.65–0.69), 0.78 (95% CI, 0.76–0.80), and 0.79 (95% CI, 0.77–0.81) for patients ≥ 12 years when using pharmacokinetics, bleeds, and all data, respectively, suggesting that individual bleed information adds value to the optimization of prophylactic dosing regimens in severe hemophilia A. Further steps to optimize the proposed tool for factor VIII dose adaptation in the clinic are required

Favorable Pharmacokinetic Characteristics of Extended-Half-Life Recombinant Factor VIII BAY 94-9027 Enable Robust Individual Profiling Using a Population Pharmacokinetic Approach

Background: Prophylaxis with factor VIII (FVIII) should be individualized based on patient characteristics, including FVIII pharmacokinetics. Population pharmacokinetic (popPK) modeling simplifies pharmacokinetic studies by obviating the need for multiple samples. Objective: The objective of this study was to characterize the pharmacokinetics and inter-individual variability (IIV) of BAY 94-9027 in relation to patient characteristics in support of a popPK-tailored approach, including identifying the optimal number and timing of pharmacokinetic samples. Methods: Pharmacokinetic samples from 198 males (aged 2‒62 years) with severe hemophilia A, enrolled in BAY 94-9027 clinical trials, were analyzed. Baseline age, height, weight, body mass index, lean body weight (LBW), von Willebrand factor (VWF) level, and race were evaluated. A popPK model was developed and used to simulate pharmacokinetic endpoints difficult to observe from measured FVIII levels, including time to maintain FVIII levels above 1, 3, and 5 IU/dL after different BAY 94-9027 doses. Results: A one-compartment model adequately described BAY 94-9027 pharmacokinetics. Clearance and central volume of distribution were significantly associated with LBW; clearance was inversely correlated with VWF. Due to the monophasic pharmacokinetics and well-understood IIV sources, identification of patient pharmacokinetics was achievable with sparse blood sampling. Median predicted time to maintain FVIII levels > 1 IU/dL in patients aged ≥ 12 years ranged from 120.1 to 127.2 h after single BAY 94-9027 doses of 45‒60 IU/kg. Conclusions: This analysis evaluated the pharmacokinetics of BAY 94-9027 and its sources of IIV. Using the model, determination of individual patient pharmacokinetics was possible with few FVIII samples, and a sparse sampling design to support pharmacokinetic-guided dosing was identified