In vivo και in vitro εκτίμηση της καθίζησης λιπόφιλων ασθενών βάσεων και του υπερκορεσμού των περιεχομένων του αυλού του λεπτού εντέρου υγιών εν...

Abstract

Purpose: To evaluate precipitation in and supersaturation of intestinal contents, after administration of pharmacologically relevant doses of dipyridamole and ketoconazole to twelve fasted healthy adults. Τo develop an in vitro methodology for prediction of concentrations and potential precipitation of highly permeable, lipophilic weak bases in fasted upper small intestine, based on luminal dipyridamole and ketoconazole data. To evaluate the usefulness of the in vitro methodology in predicting precipitation in fasted upper small intestine of two highly permeable, lipophilic weak bases under development, AZD0865 and SB705498, based on plasma data. Methods: On two separate days each subject was administered in stomach 240 mL aqueous solutions of two dipyridamole doses (30 mg and 90 mg) and two ketoconazole doses (100 mg and 300 mg). Physicochemical characteristics, total drug content, and drug concentration were measured in individual intestinal contents (≤7 mL) aspirated at specific times post-dosing. Drug concentration after incubation (37.C/48h) of the relevant supernatants and equilibrium solubility were also measured. For the in vitro experiments, a three-compartment setup was used. Depending on the dosage form administered in the human study, a solution or a suspension was placed in gastric compartment. A solution simulating the luminal environment (FaSSIF-V2plus) was initially placed in duodenal compartment. Concentrated FaSSIF-V2plus was placed in reservoir compartment in order to keep constant the physicochemical characteristics of the solution in the duodenal compartment during the experiment. Total drug content and drug concentration were measured in samples collected at specific time intervals. Also, drug concentration after incubation (37.C/48h) of the relevant filtrates and equilibrium solubility were measured. In both human and in vitro studies crystallinity of precipitates was evaluated with X-rays. Results: Intraluminal precipitated fraction was minimal (dipyridamole, ≤7 %) or limited (ketoconazole, ≤16 %). Ketoconazole precipitates were mostly amorphous. Depending on dose, intestinal contents with pH>3.6 were supersaturated with dipyridamole up to 10 min (low dose) and 30 min (high dose), and with ketoconazole up to 30 min (low dose) and 50 min (high dose) post-administration. Intestinal contents with pH>5 and concentration of micellar components <5 mM were supersaturated with dipyridamole or ketoconazole but precipitated fraction was significant only for ketoconazole. After incubation, crystalline precipitates were found in almost all samples. Slow precipitation of base and/or precipitation of other phases account for this observation. In vitro dipyridamole and ketoconazole concentrations and precipitated fractions adequately reflected luminal data. However, unlike luminal precipitates, in vitro ketoconazole precipitates were crystalline. In vitro AZD0865 data confirmed previously published human pharmacokinetic data suggesting that absorption rates are not affected by luminal precipitation. In vitro SB705498 data predicted that significant luminal precipitation occurs after a 100 mg or 400 mg but not after a 10 mg dose, consistent with human pharmacokinetic data. Conclusions: Intraluminal precipitation of weakly alkaline, lipophilic, slightly soluble, highly permeable drugs may not be substantial. Estimating intestinal supersaturation in regard to free base is inadequate as other phases may precipitate. An in vitro methodology for predicting concentrations and potential precipitation of slightly soluble, highly permeable, lipophilic weak bases in fasted upper small intestine was developed and evaluated for its predictability in regard to luminal precipitation in humans.

Σκοπός: Η εκτίμηση της καθίζησης και του υπερκορεσμού των περιεχομένων του εντέρου κατά τη διαπεπτική περίοδο μετά τη χορήγηση θεραπευτικά σχετικών δόσεων διπυριδαμόλης και κετοκοναζόλης σε 12 υγιείς εθελοντές. Η ανάπτυξη μιας in vitro μεθοδολογίας για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων και της πιθανής καθίζησης λιπόφιλων ασθενών βάσεων στο ανώτερο τμήμα του λεπτού εντέρου κατά τη διαπεπτική περίοδο με βάση τα ενδοαυλικά δεδομένα διπυριδαμόλης και κετοκοναζόλης. Η εκτίμηση της χρησιμότητας αυτής της μεθοδολογίας στην πρόβλεψη της ενδοαυλικής καθίζησης στο ανώτερο τμήμα του λεπτού εντέρου δύο υπό ανάπτυξη υψηλής διαπερατότητας, λιπόφιλων ασθενών βάσεων, της AZD0865 και της SB705498, με βάση δεδομένα στο πλάσμα. Πειραματικό μέρος: Σε δυο διαφορετικές ημέρες χορηγήθηκαν στο στόμαχο κάθε εθελοντή 240 mL υδατικών διαλυμάτων δυο δόσεων διπυριδαμόλης (30 mg και 90 mg) και δυο δόσεων κετοκοναζόλης (100 mg και 300 mg). Τα μεμονομένα εντερικά περιεχόμενα (≤7 mL), που αναρροφήθηκαν σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές μετά τη χορήγηση των διαλυμάτων, χαρακτηρίστηκαν φυσικοχημικά και προσδιορίστηκε η συνολική ποσότητα της δραστικής ουσίας ανά mL δείγματος, καθώς, και η συγκέντρωσή της σε αυτό. Επίσης, προσδιορίστηκαν η συγκέντρωση της δραστικής ουσίας μετά από επώαση (37.C/48h) του απαλλαγμένου από πιθανά στερεά αναρροφηθέντος δείγματος και η θερμοδυναμική διαλυτότητα κορεσμού στο αντίστοιχο δείγμα. Για τα in vitro πειράματα χρησιμοποιήθηκε μια διάταξη με τρία διαμερίσματα. Ανάλογα με τη φαρμακοτεχνική μορφή, η οποία χρησιμοποιήθηκε στην in vivo μελέτη, στο γαστρικό διαμέρισμα τοποθετήθηκε ένα διάλυμα ή ένα εναιώρημα. Στο δωδεκαδακτυλικό διαμέρισμα τοποθετήθηκε αρχικά ένα διάλυμα, το οποίο προσομοίωνε τα ενδοαυλικά περιεχόμενα (FaSSIF-V2plus). Στο τρίτο διαμέρισμα (δεξαμενή) τοποθετήθηκε συμπυκνωμένο FaSSIF-V2plus έτσι, ώστε τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του διαλύματος στο δωδεκαδακτυλικό διαμέρισμα να παραμένουν σταθερά καθόλη τη διάρκεια του πειράματος. Παρόμοια με την in vivo μελέτη, προσδιορίστηκαν η συνολική ποσότητα της δραστικής ουσίας ανά mL δείγματος, η συγκέντρωσή της σε αυτό, η συγκέντρωση της δραστικής ουσίας μετά από επώαση (37.C/48h) του απαλλαγμένου από πιθανά στερεά δείγματος και ηθερμοδυναμική διαλυτότητα κορεσμού στο αντίστοιχο δείγμα. Τόσο στις in vivo όσο και στην in vitro μελέτες, η δομή του στερεού, που καθίζησε, εκτιμήθηκε με χρήση ακτίνων-Χ. Αποτελέσματα: Το ενδοαυλικό κλάσμα καθίζησης ήταν ελάχιστο (διπυριδαμόλη, ≤7 %) ή περιορισμένο (κετοκοναζόλη, ≤16 %). Τα ιζήματα της κετοκοναζόλης ήταν, κυρίως, άμορφα. Ανάλογα με τη δόση, τα ενδοαυλικά περιεχόμενα με pH>3,6 ήταν υπέρκορα ως προς τη διπυριδαμόλη μέχρι και 10 min (χαμηλή δόση) και 30 min (υψηλή δόση), και ως προς την κετοκοναζόλη μέχρι και 30 min (χαμηλή δόση) και 50 min (υψηλή δόση) μετά από τη χορήγηση. Τα ενδοαυλικά περιεχόμενα με pH>5 και συγκέντρωση μικκυλιακών συστατικών <5 mM ήταν υπέρκορα ως προς τη διπυριδαμόλη και την κετοκοναζόλη, αλλά το κλάσμα καθίζησης ήταν σημαντικό μόνο στην περίπτωση της κετοκοναζόλης. Μετά την επώαση, τα ιζήματα είχαν κρυσταλλική δομή σχεδόν σε όλα τα δείγματα. Πιθανόν, η αργή καθίζηση της βάσης ή/και η καθίζηση άλλων φάσεων αποτελούν δυο λόγους για αυτήν την παρατήρηση. Οι in vitro συγκεντρώσεις της διπυριδαμόλης και της κετοκοναζόλης και τα κλάσματα καθίζησης ήταν παρόμοια με τα αντίστοιχα ενδοαυλικά δεδομένα. Παρόλα αυτά, αντίθετα με τα ενδοαυλικά ιζήματα, τα ιζήματα κετοκοναζόλης, τα οποία συλλέχτηκαν στα in vitro πειράματα, ήταν κρυσταλλικά. Τα in vitro AZD0865 δεδομένα επιβεβαίωσαν τα ήδη δημοσιευμένα φαρμακοκινητικά δεδομένα κλινικών μελετών σε υγιείς εθελοντές, τα οποία καταδεικνύουν, ότι οι ρυθμοί απορρόφησης δεν επηρεάζονται από την ενδοαυλική καθίζηση. Τα in vitro SB705498 δεδομένα προέβλεψαν, ότι στατιστικά σημαντική καθίζηση συμβαίνει μετά τη χορήγηση δόσεων 100 mg και 400 mg, αλλά όχι μετά τη χορήγηση δόσης 10 mg, κάτι, το οποίο ήταν σύμφωνο με τα φαρμακοκινητικά δεδομένα κλινικών μελετών σε ανθρώπους. Συμπεράσματα: Η ενδοαυλική καθίζηση των λιπόφιλων, υψηλής διαπερατότητας δραστικών ουσιών με ασθενώς βασικές ιδιότητες, όταν χορηγούνται σε φαρμακολογικά δραστικές δόσεις, ίσως, να μην είναι τόσο σημαντική όσο θεωρείται μέχρι σήμερα. Η εκτίμηση του ενδοαυλικού υπερκορεσμού ως προς την ελεύθερη βάση είναι προβληματική, διότι είναι πιθανή η καθίζηση διαφόρων φάσεων. Αναπτύχθηκε μια in vitro μεθοδολογία για την πρόβλεψη των συγκεντρώσεων και της πιθανής καθίζησης στο ανώτερο τμήμα του λεπτού εντέρου κατά τη διαπεπτικήπερίοδο λιπόφιλων, υψηλής διαπερατότητας ασθενών βάσεων, η οποία αξιολογήθηκε ως προς τη δυνατότητά της να προβλέπει ενδοαυλική καθίζηση σε ανθρώπους με πολύ καλά αποτελέσματα.