Personalized pharmacotherapy in oncology: Application of pharmacokinetic-pharmacodynamic criteria

Farm Hosp. 2021 Dec 22;45(7):45-55.

Abstract

Objective: Indication of personalized pharmacotherapy in oncologic patients is based on the selection of the optimal treatment (drugs, dosing, routes and methods of administration and duration) and on the most appropriate dosing method to achieve maximum antineoplastic efficacy, expressed in terms of remission or relapse-free time and acceptable toxicity for the patients. The aim of this study was to explore the contribution of therapeutic monitoring of plasma concentrations and of the application of the pharmacokinetic and pharmacodynamic information available for some widely used drugs to therapeutic personalization to the care of oncologic patients.

Method: A complete non-systematic literature review was carried out of the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of antineoplastic agents, as well as of the results of their use in clinical practice. The search for high quality articles included primary and secondary bibliographic sources. The benefits of therapeutic monitoring were evaluated for parenteral cytotoxic rugs, oral antineoplastic drugs, monoclonal antibodies and other biological therapies used in clinical practice.

Results: Therapeutic personalization of antineoplastic drugs based on therapeutic monitoring of plasma concentrations together with the information provided by pharmacokinetic-pharmacodynamic models makes it possible to reduce toxicity and increase the effectiveness of treatment. When personalized treatment is established with high-dose methotrexate in patients with osteosarcoma, target maximum concentrations are reached in 70% of the cycles (49% when fixed doses are used). When 5-fluorouracil is used in patients with colorectal cancer, the response rate is 33.7% (18.3% with fixed doses). Similar benefit rates are obtained with asparaginase, busulfan, oral antineoplastics and monoclonal antibodies.

Conclusions: Due to the narrow therapeutic range of antineoplastic drugs and the highly variable clinical response they elicit, both in terms of effectiveness and safety, the monitoring of their plasma concentrations and the application of pharmacokinetic and pharmacodynamic principles and models constitute feasible and promising tools in the personalization of oncologic treatment.

Objetivo: La indicación de una farmacoterapia personalizada en oncología se sustenta en la selección del tratamiento óptimo (fármacos, dosis, vías y métodos de administración y duración) y en el método de ajuste de la dosis para alcanzar la máxima eficacia antineoplásica, expresada en términos de remisión de la enfermedad o de tiempo libre de recaída, con una toxicidad aceptable para el paciente. El objetivo de este trabajo es explorar la contribución, en la personalización terapéutica en oncología clínica asistencial, de la monitorización terapéutica de las concentraciones plasmáticas y la aplicación de la información farmacocinética y farmacodinámica disponible para algunos fármacos ampliamente utilizados.Método: Se ha realizado una revisión bibliográfica no sistemática completa de los criterios farmacocinéticos y farmacodinámicos de los antineoplásicos, así como de los resultados derivados de su utilización en la práctica clínica asistencial. En la búsqueda de artículos de alta calidad sobre los temas planteados se han incluido fuentes bibliográficas primarias y secundarias. La tilidad de la monitorización terapéutica se ha centrado en fármacos citotóxicos parenterales, antineoplásicos orales, anticuerpos monoclonales y otras terapias biológicas utilizadas en la práctica clínica asistencial. Resultados: La personalización terapéutica de fármacos antineoplásicos basada en la monitorización terapéutica de las oncentraciones plasmáticas, y la información que proporcionan los modelos farmacocinéticos- farmacodinámicos, permite reducir la toxicidad y aumentar la efectividad asociada al tratamiento. Cuando se instaura un tratamiento personalizado con metotrexato a altas dosis en pacientes con osteosarcoma se alcanza la concentración máxima objetivo en un 70% de los ciclos (49% en dosis fijas), y con 5-fluorouracilo en pacientes con cáncer colorrectal la tasa de respuesta es del 33,7% (18,3% en dosis fijas). Con asparaginasa, busulfán, antineoplásicos orales y anticuerpos monoclonales se obtienen tasas de beneficios similares.

Conclusiones: Debido al bajo intervalo terapéutico de los medicamentos antineoplásicos y a su alta variabilidad en la respuesta clínica, tanto en términos de efectividad como de seguridad, la monitorización de sus concentraciones plasmáticas, y la aplicación de los principios y de los modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos, constituyen herramientas actibles y prometedoras en la personalización de los tratamientos en oncología.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Antibodies, Monoclonal
  • Antineoplastic Agents* / adverse effects
  • Drug Monitoring* / methods
  • Humans
  • Medical Oncology
  • Neoplasm Recurrence, Local

Substances

  • Antibodies, Monoclonal
  • Antineoplastic Agents