Sviluppo e validazione di un metodo analitico LC-MS/MS per la definizione della busulfanemia in una popolazione pediatrica sottoposta a regimi di condizionamento pre-HSCT presso l’Istituto Giannina Gaslini

Abstract

Il busulfano (Bu) è un farmaco alchilante non specifico usato nei regimi di condizionamento mieloablativi (MAC) prima dell’esecuzione del trapianto di cellule staminali emopoietiche (HSCT) in adulti e bambini. Nei pazienti sottoposti a MAC con Bu, è raccomandato il monitoraggio delle concentrazioni plasmatiche (TDM) per poter ottenere informazioni tempestive utili alla personalizzazione della terapia, per limitarne la tossicità e consentire un corretto graft. Benché presenti in letteratura, i metodi analitici sviluppati per misurare la busulfanemia mancano spesso della standardizzazione necessaria per il loro utilizzo nella normale pratica clinica. Scopo dello studio era quello di sviluppare un metodo analitico in cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS/MS) per la determinazione della busulfanemia, validato secondo le norme internazionali e di proporlo per il TDM di routine in pazienti pediatrici sottoposti a MAC. Il metodo LC-MS/MS si è dimostrato accurato, riproducibile, adatto alla personalizzazione della dose TDM-guidata di Bu e conforme alle richieste dei clinici. Il metodo così sviluppato è stato testato con successo su 12 pazienti pediatrici in cura presso il Centro Trapianti dell’IRCCS Istituto G. Gaslini, dove il TDM viene effettuato regolarmente. Dopo l'analisi e la valutazione clinica, è stato necessario ridurre la dose di Bu in 8 pazienti e aumentarla a 2. Sebbene il TDM consenta di stabilire una corretta posologia dei regimi di condizionamento, è comunque essenziale adottare una terapia di supporto per prevenire e gestire le complicanze correlate. Tra queste rientrano complicanze tossiche (come mucosite ed enterite), complicanze immunomediate (Graft versus host disease, GvHD) e complicanze d’organo (ad es. malattia venoocclusiva epatica, VOD). Mantenere le concentrazioni plasmatiche di Bu all'interno del target terapeutico è un elemento chiave per garantire il successo del trapianto e ridurre il rischio di complicanze e recidive.

Busulfan (Bu) is a non-specific alkylating agent used in high-dose conditioning regimens (MAC) administered prior to hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) in adults and children. In patients undergoing such regimens, monitoring plasma concentrations (TDM) is recommended to obtain timely information for drug adjustments, which helps minimize toxicity and enables a proper graft. Although the scientific community has studied analytical methods designed to measure busulfan plasma levels, these methods often lack the required standardization, preventing their use in routine clinical settings. The aim of this study is to develop a new standardized LC-MS/MS method to determine Bu plasma levels, validate it according to international guidelines, and implement it for routine TDM in pediatric patients undergoing MAC. The LC-MS/MS method has proven to be accurate, reliable, and suitable for TDM-guided dose personalization of Bu. It met the clinicians' requirements and was successfully tested on 12 pediatric patients at the IRCCS Istituto G. Gaslini Transplant Centre, where TDM is regularly performed. After pharmacokinetic analysis and clinical evaluation, Bu doses were reduced in 8 patients and increased in 2. Even with correctly performed TDM, additional therapies are crucial to prevent and manage treatment-related complications. These complications include toxic ones like mucositis and enteritis, immune-mediated reactions such as Graft-versus-Host Disease (GvHD), and organ complications like hepatic veno-occlusive disease (VOD). Maintaining busulfan plasma levels within the target range is essential for transplant success and for reducing the risk of complications and relapse.