Einleitung
1.1 Krebsforschung als gesellschaftliche Herausforderung
In der Statistik der Todesursachen ist Krebs seit 1900 in den Industrieländern von der siebten auf die zweite Stelle vorgerückt. Überflügelt wird er nur noch von den Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zu den tumorinduzierenden Faktoren zählen ultraviolette und ionisierende
Strahlung, krebserregende Stoffe und krebserzeugende (onkogene) Viren. Formale Ursachen der Steigerung der Krebserkrankungen sind die zunehmend steigende Lebenserwartung und die deutlich verbesserte Diagnostik von Krebsleiden. Tatsächliche Steigerungen der Todesrate
begründen sich in zunehmender Exposition der Bevölkerung gegenüber tumorinduzierenden Faktoren. Hier seien besonders die Risiken des Rauchens hervorgehoben, da etwa 20 % aller Raucher im Verlauf ihres Lebens an Lungenkrebs erkranken. Auch die zunehmende Strahlenbelastung durch diagnostische Verfahren wie Röntgen, die Belastung durch Sonneneinstrahlung in Kombination mit mangelndem Hautschutz und die Belastung durch die Einwirkung karzinogener Chemikalien sind als Ursache von Krebsleiden zu sehen [1].
Bei Menschen im Erwerbstätigenalter von 16-60 Jahren liegt Krebs in der Statistik der Todesursachen sogar an erster Stelle und stellt damit nicht nur ein persönliches Schicksal und Leid dar, sondern auch eine gesellschaftliche Herausforderung. Trotz dieser Tatsachen existiert in Deutschland noch immer kein Krebsregister, das alle auftretenden Krebserkrankungen anonymisiert verwaltet. Eine solche Datenbank könnte eindeutige Auskünfte über Häufigkeit, regionale Verteilung, zeitliche Veränderungen, mögliche Ursachen und Therapierbarkeit von Tumorerkrankungen geben. Infolgedessen liegen keine gesicherten statistischen Daten über die Krebssituation in Deutschland vor. Schätzungen gehen von jährlich weit über 350.000
Neuerkrankungen aus, von denen etwa 50 % die folgenden 5 Jahre nicht überleben [2].
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[1] Ambulante Tumortherapie – Ein Ratgeber für Patienten und Angehörige
U.R. Kleeberg
1. Auflage 1997 Thieme-Verlag
[2] K. Höffken
Eröffnung des 1. Thüringer Krebskongresses
Forum Deutsche Krebs Gesellschaft 1995 (10) 160-161
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Krebsforschung als gesellschaftliche Herausforderung
1.2 Die konventionellen Therapiemöglichkeiten
1.3 Allgemeine Aspekte der Chemotherapie
1.4 Pharmakokinetik
1.5 Liposomal verkapseltes Daunorubicin (DaunoXome)
1.6 Zielsetzungen dieser Arbeit
2 Theoretische Hintergründe
2.1 Anthrazykline
2.1.1 Chemische Eigenschaften der Anthrazykline
2.1.2 Stabilität der Anthrazykline in wässrigen Medien
2.1.3 Anwendung der Anthrazykline in der Chemotherapie
2.1.4 Pharmakokinetik der Anthrazykline
2.1.5 Bisherige Analytik der Anthrazykline und alternative Bestimmungsverfahren
2.2 Liposomal verkapselte Zytostatika
2.2.1 Entwicklung der liposomal verkapselten Anthrazykline
2.2.2 DaunoXome
2.2.3 Anwendung und Vorteile von DaunoXome in der Chemotherapie
2.2.4 Pharmakokinetik von DaunoXome
2.3 Festphasenextraktion von Pharmaka aus biologischen Matrizes
2.3.1 Off-line Festphasenextraktion
2.3.2 On-line Festphasenextraktion durch LC-LC Kopplung
2.3.3 Extraktion mit restricted-access Material
2.4 Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie
2.4.1 Beurteilungsparameter für gute Chromatogramme in der HPLC
2.4.2 Probleme bei der Chromatographie basischer Analyten
2.4.3 Detektion mittels Fluoreszenz und Absorption
3 Entwicklung des Bestimmungsverfahrens
3.1 Detektion der Anthrazykline
3.2 Stabilität der Anthrazykline in wässrigen Medien
3.3 Auswahl der chromatographischen Phase und Optimierung der Trennparameter
3.4 Optimierung der Probeninjektion
3.5 Entwicklung der off-line Extraktion
3.6 Validierung der off-line Festphasenextraktion – Kalibrierfunktion
3.7 Entwicklung der on-line Extraktion
3.8 Validierung der on-line Festphasenextraktion – Kalibrierfunktion
3.9 Vergleich der Extraktionsverfahren
4 Anwendung des Bestimmungsverfahrens auf Patientenproben
4.1 Bestimmung der Plasmakonzentration von DaunoXome
4.2 Pharmakokinetik von DaunoXome
5 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick
6 Literaturverzeichnis
7 Anhang
7.1 Verzeichnis wichtiger Abkürzungen und Symbole
7.2 Verwendete Geräte und Materialien
7.3 Verwendete Chemikalien
7.4 Danksagung
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer robusten und präzisen Bestimmungsmethode für sowohl freies als auch liposomal verkapseltes Daunorubicin (DaunoXome®) in komplexen biologischen Matrizes wie Blutplasma. Dies soll die Grundlage für ein therapeutisches Drug-Monitoring (TDM) schaffen, um individuelle pharmakokinetische Parameter zu bestimmen und die Chemotherapie zu optimieren.
- Entwicklung und Optimierung eines HPLC-Bestimmungsverfahrens für Anthrazykline.
- Etablierung eines effizienten Extraktionsverfahrens (off-line sowie on-line Festphasenextraktion) zur differenzierten Trennung von freiem und liposomalem Wirkstoff.
- Validierung der analytischen Methode unter Berücksichtigung der Stabilität und Proteinkontamination.
- Anwendung des Verfahrens auf Patientenproben zur Untersuchung der individuellen Pharmakokinetik von DaunoXome®.
Auszug aus dem Buch
1.2 Die konventionellen Therapiemöglichkeiten
Die Behandlung der Tumorerkrankungen hat in den letzten Jahren beständig Fortschritte gemacht, so daß die Heilungsraten weiter angehoben wurden, die Überlebenszeit selbst bei unheilbar Kranken verlängert, und die Lebensqualität der Patienten deutlich verbessert werden konnte. Wissenschaftliche Erfolge bedeuten für den einzelnen Patienten neue wirksame Behandlungsmethoden, eine verbesserte Verträglichkeit bestehender Behandlungsschemata und einen effektiven Schutz vor unerwünschten Begleiteffekten durch gezielte Gegenmaßnahmen. Wenn trotz aller Anstrengungen eine Heilung nicht mehr möglich ist, gewinnt das Ziel der Erhaltung von Lebensqualität die höchste Priorität.
Die konventionellen Therapien beruhen im wesentlichen auf drei Säulen zur Bekämpfung eines Tumors. Geschwülste, die auf ihren Entstehungsort begrenzt sind und keine Fernmetastasen gesetzt haben, können mit guten Heilungschancen durch einen operativen Eingriff entfernt werden. Mit der Weiterentwicklung der Laser-Technik und der Nutzung endoskopischer Verfahren konnten hier in den letzten Jahren deutliche Fortschritte erzielt werden. Auch bei einer schon fortgeschrittenen Erkrankung, verbunden mit einer großen Tumormasse, ist die operative Entfernung und Reduktion des Tumors mittels chirurgischer Eingriffe der erste Therapieschritt.
Zur Behandlung lokaler Tumore steht alternativ auch die Strahlentherapie zur Verfügung. Das Wirkprinzip bei der Applikation von Photonen- oder Teilchenstrahlen beruht auf einem direkten Energieübertrag der Strahlung auf die Tumorzellen. Diese werden auf molekularer Ebene geschädigt und sterben ab. Die Wirkung läßt sich nicht exakt auf die Tumorzellen begrenzen, es werden immer auch Zellen in unmittelbarer Umgebung und den Einschußrichtungen der Strahlung geschädigt. Durch neue Entwicklungen in der Technik der Strahlenanwendung können diese Nebenwirkungen aber deutlich vermindert werden. Die Vorteile der Strahlentherapie liegen darin, daß die gesunden Körperzellen nach und nach den Platz des Tumors einnehmen können, ohne daß weitere Funktionsbeeinträchtigungen zu erwarten sind, wie dies bei einem großräumigen chirurgischen Eingriff der Fall ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die gesellschaftliche Herausforderung der Krebsforschung, aktuelle Therapieansätze sowie das Ziel der Arbeit, ein Bestimmungsverfahren für liposomal verkapseltes Daunorubicin zu entwickeln.
2 Theoretische Hintergründe: Erläutert die Grundlagen zu Anthrazyklinen, deren chemische Eigenschaften, Stabilität, Pharmakokinetik sowie Methoden der Festphasenextraktion und Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC).
3 Entwicklung des Bestimmungsverfahrens: Dokumentiert detailliert die Optimierung der Detektionsparameter, der chromatographischen Trennung sowie die Entwicklung der off-line und on-line Festphasenextraktion.
4 Anwendung des Bestimmungsverfahrens auf Patientenproben: Demonstriert die Leistungsfähigkeit der entwickelten Methode anhand von Plasmaproben aus klinischen Behandlungszyklen und liefert erste Einblicke in die Pharmakokinetik bei Patienten.
5 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick: Führt die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit zusammen und diskutiert die Möglichkeiten zur künftigen Anwendung und Weiterentwicklung des Verfahrens.
Schlüsselwörter
Daunorubicin, DaunoXome, Anthrazykline, Zytostatika, Liposomen, Pharmakokinetik, Festphasenextraktion, SPE, HPLC, Drug-Monitoring, TDM, Krebstherapie, Wirkstoffanalytik, Patientenproben, Stabilitätsanalyse
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines analytischen Bestimmungsverfahrens für Daunorubicin in seiner liposomal verkapselten Form (DaunoXome®), um eine präzisere Analyse in biologischen Proben wie Blutplasma zu ermöglichen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die pharmazeutische Analytik, die Optimierung chromatographischer Trennmethoden (HPLC), die Festphasenextraktion (SPE) zur Probenvorbereitung sowie die Untersuchung der individuellen Pharmakokinetik von Zytostatika bei Krebspatienten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist die Schaffung einer Methode zur differenzierten Quantifizierung von freiem und liposomalem Daunorubicin, um als Grundlage für ein therapeutisches Drug-Monitoring (TDM) zur Optimierung der Chemotherapie zu dienen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt primär die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) mit Fluoreszenz-Detektion in Kombination mit einer vorangestellten Festphasenextraktion (off-line und on-line), um eine saubere Trennung des Wirkstoffs aus komplexen Blutplasmaproben zu gewährleisten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der empirischen Optimierung analytischer Parameter, der Stabilitätsuntersuchung von Anthrazyklinen unter verschiedenen Bedingungen sowie der Validierung und Anwendung der entwickelten Extraktions- und Trennverfahren auf reale Patientenproben.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen zählen DaunoXome®, Anthrazykline, HPLC-Analytik, Festphasenextraktion (SPE), Pharmakokinetik und therapeutisches Drug-Monitoring (TDM).
Wie unterscheidet sich die Analytik von liposomalem Daunorubicin von der freien Form?
Die Herausforderung besteht darin, die liposomal verkapselte Form durch Aufbrechen der Liposome (z.B. mittels Triton X-100) gezielt freizusetzen, um sie getrennt von bereits im Blut zirkulierendem freien Wirkstoff quantifizieren zu können.
Warum ist das therapeutische Drug-Monitoring (TDM) bei dieser Behandlung so wichtig?
Da Patienten individuell sehr unterschiedlich auf Zytostatika reagieren und die therapeutische Breite klein ist, ermöglicht das TDM eine Anpassung der Dosis an den individuellen Stoffwechsel, wodurch Toxizität reduziert und die Wirksamkeit gesteigert werden kann.
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- Daniel Eikel (Author), 2000, Entwicklung eines Bestimmungsverfahrens für liposomal verkapseltes Daunorubicin (DaunoXome), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/145
