1. Optimization of darunavir therapy through population pharmacokinetic modeling and simulations
- Author
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UCL - SSS/LDRI - Louvain Drug Research Institute, UCL - SSS/IREC/LTAP - Louvain Centre for Toxicology and Applied Pharmacology, UCL - Faculté de pharmacie et des sciences biomédicales, Haufroid, Vincent, Van Bambeke, Françoise, Wallemacq, Pierre, Dalleur, Olivia, Belkhir, Leila, Moutschen, Michel, Woillard, Jean-Baptiste, Elens, Laure, Stillemans, Gabriel, UCL - SSS/LDRI - Louvain Drug Research Institute, UCL - SSS/IREC/LTAP - Louvain Centre for Toxicology and Applied Pharmacology, UCL - Faculté de pharmacie et des sciences biomédicales, Haufroid, Vincent, Van Bambeke, Françoise, Wallemacq, Pierre, Dalleur, Olivia, Belkhir, Leila, Moutschen, Michel, Woillard, Jean-Baptiste, Elens, Laure, and Stillemans, Gabriel
- Abstract
The infection by the human immunodeficiency virus (HIV) is typically treated using a combination of pharmacological agents targeting different stages of the viral cycle. Darunavir is a second-generation protease inhibitor that occupies a place of choice in this therapeutic arsenal and for which an important inter-individual pharmacokinetic variability has been described in the literature. First, we characterized darunavir pharmacokinetics by developing a population model based on data collected in a large cohort of HIV patients. Alpha-1 acid glycoprotein level, sex, and genetic polymorphisms in the CYP3A5 and SLCO3A1 genes were found to be significant predictors of darunavir pharmacokinetics. The model was thoroughly evaluated using internal and external validation techniques. The model also allowed us to simulate the effect of alternative dose regimens in populations representative of clinical practice. A reduction of the standard 800 mg once-daily dosage to 600 or 400 mg once-daily was found to be safe in a large proportion of patients, based on commonly defined pharmacokinetic targets for this molecule. On the other hand, intermittent therapy (five out of seven days) constituted an unsafe option in most subjects. Whether individual patients could benefit from these alternative regimens could be predicted by our model. Additionally, optimal sampling strategies for darunavir were derived, showing how to best design future studies or how to optimize therapeutic monitoring for this drug. Finally, in vitro experiments helped determine the contribution of polymorphisms in the P-glycoprotein gene to the aforementioned variability. These experiments showed that neither the c.1199G>A polymorphism nor the haplotype defined by c.1236C>T, c.2677G>T and c.3435C>T influence intracellular accumulation of darunavir., L'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est typiquement traitée par une combinaison d'agents pharmacologiques ciblant différentes étapes du cycle viral. Le darunavir est un inhibiteur de protéase de seconde génération qui occupe une place de choix dans cet arsenal thérapeutique et pour lequel une importante variabilité pharmacocinétique inter-individuelle a été décrite dans la littérature. Premièrement, nous avons caractérisé la pharmacocinétique du darunavir en développant un modèle de population sur base de données collectées dans une large cohorte de patients VIH-positifs. Il a été démontré que le taux d’alpha-1 glycoprotéine acide, le sexe, et des polymorphismes dans les gènes CYP3A5 et SLCO3A1 étaient des prédicteurs significatifs de la pharmacocinétique du darunavir. Le modèle a été évalué en profondeur par le biais de techniques de validation interne et externe. Le modèle a également permis de simuler l’effet de régimes posologiques alternatifs dans des populations représentatives de la pratique clinique. Une réduction de la dose journalière standard de 800 mg à 600 ou 400 mg a été démontrée sure pour une large proportion de patients, sur base de cibles pharmacocinétiques couramment définies pour cette molécule. En revanche, la thérapie intermittente (cinq jours sur sept) ne constituait pas une option sure pour la plupart des sujets. L’existence d’un bénéfice individuel de ces stratégies alternatives pourrait être prédite par notre modèle. Par ailleurs, des stratégies de prélèvement optimales pour le darunavir ont été définies, montrant comment concevoir de futures études de manière optimale ou comment optimiser le monitoring thérapeutique pour ce médicament. Enfin, des expériences in vitro ont permis d’établir la contribution de polymorphismes dans le gène de la P-glycoprotéine à la variabilité précédemment mentionnée. Ces expériences ont montré que ni le polymorphisme c.1199G>A ni l’haplotype défini par c.1236C>T, c.2677G>T et c.3435C>T, (BIFA - Sciences biomédicales et pharmaceutiques) -- UCL, 2021
- Published
- 2021