Notre deuxième objectif avait comme but de caractériser la pharmacocinétique du TMZ dans un modèle de rat Fischer-F98, selon différents modes d’administration. Pour le faire, une dose de 200 mg/m2 de TMZ a été administrée par voie IV, IA ou IA suivant une OBHE aux rats porteurs de gliome cérébral. Ensuite, à 15, 30 et 60 minutes après la fin de l’infusion de l’agent thérapeutique, le LCR, plasma et le cerveau ont été prélevés. La préparation des spécimens d’analyse et des courbes standards pour l’extraction du TMZ a suivi des étapes d’acidification, de précipitation protéique, d’agitation et de centrifugation. Enfin, le surnageant a été analysé dans l’acide formique par CL-SM/SM sur un spectromètre de masse Triple TOF. Cette méthode a permis de générer des courbes standard linéaires avec d’excellents coefficients de corrélation. Elle a permis d’établir une méthode ayant une précision et des taux d’extraction comparables avec la littérature. La stabilité du TMZ dans un tampon aqueux acide (pH < 4) et sa capacité de traverser la BHE rend l’analyse du TMZ préférable à celle du MTIC intrinsèquement plus instable (Tsang et al., 1991; Reyderman et al., 2004; Denny et al., 1994; Chowdhury et al., 1999). Ainsi, les taux d’extraction du TMZ obtenus dans le plasma (95%), le LCR (11%) et le cerveau (45%) du rat Fischer étaient acceptables et reproductibles.
Dès les années 1980, des études précliniques démontraient des résultats intéressant avec l’utilisation de la voie IA pour administrer des agents de chimiothérapie. Neuwelt et al. montrait une concentration intra-tumorale de methotrexate quatre fois plus élevée suivant son administration IA dans un modèle de métastase cérébrale murin (Neuwelt et al., 1985). À l’aide de la spectrométrie de masse, nous avons également démontré une augmentation considérable des concentrations de TMZ dans la tumeur cérébrale suivant son administration intra-artérielle allant jusqu’à 5 fois et 4 fois plus élevée, avec et sans OBHE respectivement, comparé à une infusion IV. La concentration maximale dans le parenchyme cérébral sain ipsilatéral par voie IA et IA avec OBHE a atteint jusqu’à 3 fois celle par voie IV. Par ailleurs, cette augmentation de concentration intracérébrale n’était pas aux dépens d’une plus grande exposition systémique. Inversement, les concentrations plasmatiques étaient plus faibles suivant une administration IA et IA avec OBHE. Pour ce
qui est des concentrations dans le LCR et dans le cerveau sain contralatéral, elles étaient équivalentes entre les différents modes d’administration. Ainsi, ces observations confirment notre hypothèse que l’administration par voie intra-artérielle avec ou sans ouverture osmotique de la barrière hémato-encéphalique atteint la tumeur cérébrale en plus grande concentration, et le fait tout en limitant l’exposition systémique à l’agent thérapeutique. Ces données concordent avec les travaux de Charest et al. effectués chez le même modèle animal Fischer-F98 avec des composés platinés. Des concentrations 91 fois plus élevées de lipoxalTM ont été mesurées dans les noyaux de cellules tumorales après son administration IA. Ces auteurs ont également noté des augmentations de carboplatin intranucléaire suivant une OBHE allant de l’ordre de 18 fois plus élevées que les méthodes standards de traitement (IV). Par contre, l’ajout de la manipulation de la BHE au traitement IA ne s’est pas traduite par une augmentation de la concentration des formulations liposomales par rapport à l’infusion IA seule (Charest et al., 2013). Dans l’étude de Muldoon et al. effectuée dans un modèle de rat porteur de métastase cérébrale chimiosensible (lignée cellulaire LX-1), la quantité intra-tumorale de TMZ radiomarqué (14C-témozolomide) était significativement plus élevée lorsqu’infusé via des méthodes alternatives (IA avec ou sans OBHE) comparé aux méthodes standards (PO ou IV). Par contre, tout comme nous, l’ajout de l’OBHE à l’infusion IA n’a pas réussi à surpasser la concentration intra-tumorale d’agent thérapeutique atteinte avec une infusion IA seule dans ce modèle animal (Muldoon et al., 2015). Pourtant, d’autres ont réussi à objectiver une différence entre la méthode d’infusion IA seule par rapport à IA avec OBHE avec d’autres molécules thérapeutiques. Par exemple, Burkhardt et al. a démontré des concentrations intratumorale de bevacizumab significativement plus élevée dans un modèle de souris porteuses de GBM (cellules- souches tumorales implantées) recevant du bevacizumab IA avec OBHE comparé à IA seul (Burkhardt et al., 2012).
En outre, certains auteurs ont tenté d’améliorer la livraison du TMZ au SNC en manipulant la BHE par d’autres méthodes. D’une part, Jackson et al. a démontré une concentration de TMZ dans le cerveau de rats F344 (non-porteur de tumeur cérébrale) d’environ 60% plus élevée lorsque acheminée par gavage oral suivi de regadenoson IV (Jackson et al., 2016). Le regadenoson est un agoniste des récepteurs d’adénosine (A2A). Les travaux de Carman et al. ont démontré une augmentation de la perméabilité de la BHE au Dextran (70 kDa) chez
la souris et le rat suivant l’administration du regadenoson. L’action du regadenoson semble être reliée à une diminution de l’expression des molécules participant aux jonctions serrées comme zona-occludine-1, claudine 5 et occludine (Carman et al., 2011).
Par ailleurs, les travaux de Reyderman et al. analysant la disposition du TMZ administré par voie IV (200 mg/m2) dans le rat sans tumeur cérébrale ont donné les paramètres pharmacocinétiques (TMZ cérébral) suivant : Cmax 11.4 µg/g; Tmax 0.25 h; ASCinf 21.8 µg*h/g; et t1/2 1.2 h (Reyderman et al., 2004). Ces données sont comparables à nos paramètres de distribution intratumorale d’une même dose de TMZ IV, appuyant ainsi la validité de notre méthode (Cmax 10.582 µg/g; Tmax 0.25 h; AUCinf 25.867 µg*h/g; et t1/2 1.51 h).
Enfin, nous sommes les premiers à effectuer la quantification du TMZ dans un modèle murin porteur de tumeur cérébrale primaire. La caractérisation de la distribution du TMZ dans un modèle animal de gliome malin est primordiale car il s’agit de l’agent thérapeutique utilisé dans le traitement standard du glioblastome chez l’humain. Ainsi, ces informations serviront de données de références pour l’étude de divers composés dans ce modèle expérimental.