Bioavailability and pharmacokinetic evaluation of GnRH conjugates

Abstract

Gemcitabine, a drug with established efficacy against a number of solid tumors, has therapeutic limitations due to its rapid metabolic inactivation. The aim of this thesis was the development of an innovative strategy to produce a metabolically stable analogue of gemcitabine that could also be selectively delivered to prostate cancer cells based on cell surface expression of the Gonadotropin Releasing Hormone-Receptor (GnRH-R). The evaluation of conjugated molecules, consisting of gemcitabine linked to a GnRH agonist, is presented along with results in castration resistant prostate cancer models. In vitro cytotoxicity, cellular uptake and metabolite formation of the conjugates were examined in prostate cancer cell lines. Selected conjugates were efficacious in the in vitro assays with one of them, namely GSG, displaying high antiproliferative activity in prostate cancer cell lines along with significant metabolic and pharmacokinetic advantages in comparison to gemcitabine. Finally, treatment of GnRH-R positive xenografted mice with GSG, showed a significant advantage in tumor growth inhibition when compared to gemcitabine.

Η χρήση της γεμσιταβίνης, ενός αντικαρκινικού φαρμάκου με καθιερωμένη αποτελεσματικότητα εναντίον διαφόρων συμπαγών όγκων, χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένα μειονεκτήματα που σχετίζονται με την ταχεία μεταβολική αδρανοποίησή της. Ο σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας καινοτόμου στρατηγικής για την παραγωγή ενός μεταβολικά σταθερού ανάλογου γεμσιταβίνης που θα μπορούσε επίσης να αποδοθεί σε καρκινικά κύτταρα του προστάτη με βάση την έκφραση του υποδοχέα της γοναδοεκλυτίνης (GnRH-R) στην κυτταρική επιφάνεια. Η αξιολόγηση συζευγμένων μορίων, που αποτελούνται από γεμσιταβίνη συνδεδεμένη με έναν αγωνιστή της γοναδοεκλυτίνης (GnRH) παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή, με αποτελέσματα σε μοντέλα μη ορμονοεξαρτώμενου καρκίνου του προστάτη. Η ιn vitro κυτταροτοξικότητα, η κυτταρική πρόσληψη και ο σχηματισμός μεταβολιτών των συζευγμένων μορίων εξετάστηκαν σε κυτταρικές σειρές καρκίνου του προστάτη. Επιλεγμένα μόρια σύζευξης ήταν αποτελεσματικά στις in vitro δοκιμασίες με ένα από αυτά, συγκεκριμένα το GSG, να εμφανίζει υψηλή αντιπολλαπλασιαστική δραστικότητα σε κυτταρικές σειρές καρκίνου του προστάτη, μαζί με σημαντικά μεταβολικά και φαρμακοκινητικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη γεμσιταβίνη. Τέλος, χορήγηση του GSG σε μύες με ξενομοσχεύματα καρκίνου του προστάτη τα οποία εκφράζουν τον GnRH-R, έδειξαν ένα σημαντικό πλεονέκτημα στην αναστολή της αύξησης του όγκου σε σύγκριση με τη γεμσιταβίνη.