Clinical pharmacokinetic of 5-fluorouracil

W niniejszej pracy opracowano metodę oznaczania 5-fluorouracylu (FU) i jego metabolitów: fluorourydyny (FUrd) oraz fluorodeoksyurydyny (FdUrd) w matrycy biologicznej z wykorzystaniem techniki wysokosprawnej chromatografii cieczowej w połączeniu z tandemową spektrometrią mas (LC/MS/MS). Zastosowano technikę ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz do rozpuszczalnika organicznego, jakim jest octan etylu z wykorzystaniem niewielkich ilości matrycy (100 μL). Rozdział prowadzono w warunkach izokratycznych (metanol/woda, 60:40, v/v), przy szybkości przepływu 250 μL/min. W celu poprawy jonizacji zastosowano dodatek 0.1% kwasu mrówkowego. Wydajność ekstrakcji wyrażona, jako tzw. process efficiency wynosiła średnio 80.7% dla FU, 45.99% dla FUrd i 71.3% dla FdUrd. Opracowana metoda cechowała się zadawalającą precyzją i dokładnością wyznaczoną zarówno w jednym dniu jak i w różnych dniach. Wartości współczynnika zmienności wahały się pomiędzy 0.77-12.4% w jednym dniu, oraz 0.77-12.4% w różnych dniach, a dokładności pomiędzy 88.55-108.55% w jednym- dniu i 91.03-103.95% w różnych dniach dla wszystkich oznaczanych związków. Metoda ta została wykorzystana do oznaczania stężenia FU i jego metabolitów w osoczu krwi pacjenta z nowotworem jelita grubego leczonego zgodnie ze schematem FOLFOX 4. Wyznaczony u badanego pacjenta biologiczny okres półtrwania FU wynosił 11.3 min., a klirens 47.84 L/h. Stężenie oznaczone w stanie stacjonarnym podczas VI cyklu chemioterapii wynosiło 323 ng/mL i było znacznie niższe od wyznaczonego teoretycznie na podstawie indywidualnego klirensu i szybkości dawkowania u tego pacjenta. Jedną z przyczyn może być fakt, że próbka mogła nie zostać pobrana dokładnie w momencie zakończenia wlewu, a badany lek ma bardzo krótki okres półtrwania i jest szybko eliminowany z organizmu. Druga przyczyna może być związana z tym, że ponieważ lek nie był podawany za pomocą pompy infuzyjnej szybkość wlewu mogła różnić się od założonej. Monitorując pacjenta, oznaczano także stężenia FU w stanie stacjonarnym w kolejnych cyklach terapii. Obliczona u pacjenta indywidualna wartość AUC, pozwalająca przewidzieć skuteczność prowadzonej terapii, po VI cyklu wynosiła 14.21 mg/L/h i była znacznie poniżej wartości docelowej, która w przypadku nowotworu jelita grubego wynosi od 20-25 mg/L/h na cykl, niezależnie od schematu dawkowania, co wskazuje na konieczność korekty dawki (+ok. 15%).

A method for the determination of 5-fluorouracil and it’s metabolites : fluorouridine (FUrd) and deoxyfluorouridine (FdUrd) was developed using high performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC/MS/MS). The liquid-liquid extraction to the organic solvent (ethyl acetate) and little amount of matrix (100 μL) were used. The separation was carried out by isocratic elution (metanol/water 60:40 v/v), with the flow rate set at 250 μL/min. To improve the ionization, the 0.1% formic acid was added to the mobile phase. The efficiency of extraction that process was 80.7% for FU, 45.99% for FUrd and 71.3% for FdUrd. Both precision and accuracy of developed method were in agreement with a FDA guidelines for bioanalitical method validation. Coefficient of variation, ranged between 0.77-12.4% on one day and 0.77-12.4% on the different days, and the accuracy between 88.55-108.55% on one day and 91.03-103.95% on the different days, for all analyzed compounds. Developed method was used to determine concentrations of FU and it’s metabolites in plasma of patient, with colorectal cancer, treated with FOLFOX 4 schedule. Individual pharmacokinetic parameters were calculated for this patient. Half-life of FU and its clearance were equal 11.3 min. and 47.84 L/h respectively. The steady-state concentration of FU, during the VI cycle of the chemotherapy was 323 ng/mL, which was significantly lower than the value calculated theoretically, based on the individual clearance and dosing rate for this patient. The reason for this discrepancy, could be, that the sample might have not been taken directly at the end of infusion, and FU has a very short half-life and fast elimination. Another reason could be that the drug wasn’t administered using an infusion pump, and the rate of administration could have been different than assumed. While monitoring the patient, the steady-state concentrations were also measured, during the subsequent cycles of the chemotherapy. The individual AUC value, calculated in this patient, which allows to predict the effectiveness of the therapy, was equal 14.21 mg/L/h after the VI cycle of chemotherapy. This value is significantly lower than the target one which equals 20-25 mg/L/h for a cycle, in patients with colorectal cancer, irrespective of dosing schedule. Based on this finding it can be concluded that this patient requires a dose correction ( +15%).