| dc.description.abstract | Bakgrunn: Schizofreni er en sammensatt psykisk lidelse som kjennetegnes av symptomer som hallusinasjoner, affektavflatning og kognitive forstyrrelser. Selv om det finnes mange antipsykotika på markedet, opplever 20-30% av pasientene manglende respons på behandlingen og får diagnosen terapiresistent schizofreni. Klozapin er et legemiddel som har vist overlegen klinisk effekt hos denne pasientgruppen sammenlignet med andre antipsykotika. Legemidlet er begrenset til bruk ved terapiresistent schizofreni, hovedsakelig på grunn av risiko for alvorlige bivirkninger, og da spesielt agranulocytose. Denne bivirkningen kan i verste fall føre til fatale infeksjoner. Agranulocytose antas å være assosiert med dannelse av en reaktiv nitrenium-ion-metabolitt av klozapin. Denne metabolitten inaktiveres og detoksifiseres ved glutation-konjugering, før videre metabolisme til cysteinyl-derivater in vivo. Formålet med denne masteroppgaven var å undersøke effekten av ulike cytokrom P450 (CYP)- hemmere og indusere på dannelsen av glutation- og cysteinylmetabolitter av klozapin, henholdsvis in vitro og in vivo.
Metode: I vivo-delen av oppgaven var en retrospektiv observasjonsstudie basert på serumkonsentrasjonsanalyser av klozapin og metabolitter utført i forbindelse med terapeutisk legemiddelmonitorering («therapeutic drug monitoring», TDM) ved Senter for Psykofarmakologi, Diakonhjemmet sykehus. Pasienter ble inkludert fra TDM-databasen med følgende kriterium: pasienten skulle ha brukt klozapin med påvist klozapin- og N-desmetylklozapinkonsentrasjon i blod i tidsrommet 1. mars 2019 til 20. august 2022. Tilleggsinformasjon som ble hentet ut ved søk i databasen: klozapindose, tidsintervall mellom siste dosering og prøvetidspunkt, alder, kjønn og røykestatus. Testgruppen inkluderte klozapin-pasienter komedisinert med ett legemiddel som hemmer eller induserer CYP-enzymer. En tilfeldig gruppe av klozapin-pasienter uten påvist bruk av hemmere/indusere, men lik sammensetning som testgruppen, ble inkludert som kontrollgruppe i et 1:1 forhold. For de inkluderte pasientene ble det hentet ut metabolittspektra av klozapin etter reprosessering av UHPLC-HRMS-kromatogrammer fra tidligere TDM-analyser. Dannelsen av klozapinmetabolitter, målt som metabolittnivå relatert til klozapin-nivå i samme serumprøve («metabolitt/klozapin ratio», MR), ble sammenlignet mellom pasienter komedisinert med de ulike CYP-hemmerne/induserne og kontrollgruppen. Hovedfokus var på dannelse av cysteinylmetabolitter. Del to av oppgaven hadde til hensikt å undersøke dannelse av klozapinmetabolitter in vitro, primært rettet mot klozapin-glutation, i humane levermikrosomer med eller uten koinkubasjon med interagerende legemidler.
Resultater: For test- og kontrollgruppen oppfylte henholdsvis 163 og 162 pasienter studiekriteriene. Pasientene komedisinert med valproat eller fluvoksamin viste en henholdsvis 111% økning (95% konfidensintervall: 45.2, 205; p<0.001) og 71% reduksjon (95% konfidensintervall: -87.5, 34.6; p<0.001) i metabolsk ratio av klozapin-N-oksid-cysteinyl/klozapin, i forhold til kontrollgruppen. Fluvoksamin viste også en signifikant reduksjon i klozapin-N-oksid/klozapin-ratio sammenlignet med kontrollgruppen (-43%; 95% konfidensintervall: -66.2, -3.82; p=0.03). For dannelse av N-desmetylklozapin viste både fluvoksamin og valproat en reduksjon i metabolsk ratio for N-desmetylklozapin/klozapin med henholdsvis 29% (95% konfidensintervall: -45.9, -6.75; p=0.01) og 41% (95% konfidensintervall: -47.4, 32.7; p<0.001), mens CYP-induserne økte denne ratioen med 75% (95% konfidensintervall: 1.30, 204; p=0.04), sammenlignet med kontroll. I in vitro-forsøkene ble glutationmetabolitter av klozapin kun påvist i et pilotforsøk med inkubasjon av klozapin og humane levermikrosomer. I de videre forsøkene ble det ikke mulig å reprodusere de samme funnene, og da heller ikke undersøke mulig påvirkning av CYP-hemmere på dannelsen av glutationmetabolitter.
Konklusjon: Denne studien viser at valproat øker dannelsen av klozapin-N-oksid-cysteinyl hos klozapinbehandlede pasienter, mens fluvoksamin reduserer dannelsen av den samme metabolitten. Disse resultatene gir holdepunkter for at kombinasjonsbehandling med valproat øker dannelsen av nitrenium-ion og dermed risiko for agranulocytose, men fluvoksamin har den motsatte effekten, hvis nivå av cysteinylderivater gjenspeiler nitrenium-ion dannelse. Siden in vitro-forsøkene ikke ble vellykket, ga ikke prosjektet informasjon om mulige mekanismer som lå til grunn for effektene av interagerende legemidler på dannelsen av glutationmetabolitter av klozapin. | |
| dc.description.abstract | Background: Schizophrenia is a complex psychiatric disorder characterized by hallucinations, indifference, and cognitive impairment. There are a wide variety of antipsychotic drugs available today, yet 20-30% of patients fail to respond to treatment and are diagnosed with treatment-resistant schizophrenia. Clinical outcomes have been significantly improved with clozapine in this patient group compared to other antipsychotics. Due to the risk of serious side effects, in particular agranulocytosis, the drug is restricted to treating treatment-resistant schizophrenia. This side effect is believed to originate from reactive intermediates of clozapine, especially the nitrenium-ion, and may cause a serious reduction in white blood cells, or even lead to fatal infections. In vivo, glutathione inactivates and detoxifies these reactive intermediates into glutathione conjugates, which are further metabolized into cysteinyl derivatives. This master’s thesis examined the effects of various drugs, that inhibit or induce various cytochrome P450 (CYP) enzymes, on the formation of clozapine-glutathione and cysteinyl metabolites in vitro and in vivo, respectively.
Methods: The in vivo part of the thesis comprised a retrospective observational study based on data from analysis of serum concentration, as part of routine therapeutic drug monitoring (TDM) at the Center for Psychopharmacology, at Diakonhjemmet Hospital. Patients were included from the TDM database based on the detection of blood concentration of both clozapine and N-desmethylclozapine in the period March 1, 2019 to August 20, 2022. In addition, the following parameters were sampled from the database: the patient's clozapine dosage, the time between the last dose and blood sampling, age, gender, and smoking status. The test group in this study consisted of patients who had simultaneously used clozapine and one other drug that either inhibits or induces CYP enzymes. For the control group, a randomized and representative sample distributed in a 1:1 ratio to the test group was selected and consisted of clozapine users who had not previously shown any blood concentrations of interacting drugs. Following retrospective reprocessing of metabolite spectra from UHPLC-HRMS for the included patients, levels of metabolites were compared to clozapine levels in the same sample to determine how the interacting drugs affected the formation of the metabolites (“metabolite/clozapine”, MR), with a particular focus on cysteinyl metabolites. Part two of the thesis aimed to investigate how interacting drugs affected the formation of clozapine metabolites in vitro, with incubation of human liver microsomes, mainly focusing on clozapine glutathione metabolites.
Results: For the test and control groups 163 and 162 patients met the inclusion criteria, respectively. Patients co-medicated with valproate or fluvoxamine showed a 111% increase (95% confidence interval: 45.2, 205; p<0.001) and a 71% decrease (95% confidence interval: -87.5, 34.6; p<0.001), respectively, in metabolic ratio for clozapine-N-oxide-cysteinyl/clozapine, compared to the control group. Moreover, fluvoxamine exhibited a reduction for clozapine-N-oxide/clozapine (-43%; 95% confidence interval: -66.2, -3.82; p=0.03), compared to the control group. Both valproate and fluvoxamine showed a reduction in the metabolic ratio for N-desmethylclozapine/clozapine by 41% (95% confidence interval: -47.4, 32.7; p<0.001) and 29% (95% confidence interval: -45.9, -6.75; p=0.01), respectively, while CYP inducers increased this ratio by 75% (95% confidence interval: 1.30, 204; p=0.04), compared to controls. The pilot study, consisting of incubation of clozapine and human liver microsomes, resulted in the identification of two metabolites that were interpreted as glutathione metabolites. However, the same findings could not be replicated in the incubation of clozapine, human liver microsomes, and interacting drugs, and could therefore not interpret the potential effect of CYP inhibitors on the formation of glutation metabolites.
Conclusion: This study indicated that co-medication with valproate increased the metabolism of clozapine-N-oxide-cysteinyl, while fluvoxamine reduced the formation of the same metabolite. The results suggest that additional treatment with valproate may increase the formation of nitrenium ion and therefore the risk of agranulocytosis, whereas co-medication with fluvoxamine may be beneficial in reducing the risk of the side effect if the levels of cysteinyl derivatives reflect nitrenium-ion formation. However, further investigations are needed to fully understand the mechanism and implications of the interactions. The formation of clozapine-glutathione metabolites was identified in vitro, but the effect of interacting drugs on the glutathione metabolites remained inconclusive. | |
