Abstract Background Therapeutic drug monitoring (TDM) – performing dose adjustments based on measured drug levels and established pharmacokinetic (PK) targets – could optimise treatment with drugs that show large interpatient variability in exposure. We evaluated the feasibility of TDM for multiple oral targeted therapies. Here we report on drugs for which routine TDM is not feasible. Methods We evaluated drug cohorts from the Dutch Pharmacology Oncology Group – TDM study. Based on PK levels taken at pre-specified time points, PK-guided interventions were performed. Feasibility of TDM was evaluated, and based on the success and practicability of TDM, cohorts could be closed. Results For 10 out of 24 cohorts TDM was not feasible and inclusion was closed. A high incidence of adverse events resulted in closing the cabozantinib, dabrafenib/trametinib, everolimus, regorafenib and vismodegib cohort. The enzalutamide and erlotinib cohorts were closed because almost all PK levels were above target. Other, non-pharmacological reasons led to closing the palbociclib, olaparib and tamoxifen cohort. Conclusions Although TDM could help personalising treatment for many drugs, the above-mentioned reasons can influence its feasibility, usefulness and clinical applicability. Therefore, routine TDM is not advised for cabozantinib, dabrafenib/trametinib, enzalutamide, erlotinib, everolimus, regorafenib and vismodegib. Nonetheless, TDM remains valuable for individual clinical decisions.

Trifluridine/tipiracil, registered for the treatment of patients with metastatic gastric and colorectal cancer, is a substrate and inhibitor for the organic cation transporter 2 (OCT2) and the multidrug and toxin extrusion protein 1 (MATE1), which raises the potential for drug–drug interactions with other OCT2/MATE1 modulators. Therefore, we prospectively examined the effect of an OCT2/MATE1 inhibitor (cimetidine) and substrate (metformin) on the pharmacokinetics of trifluridine. In this three-phase crossover study, patients with metastatic colorectal or gastric cancer were sequentially treated with trifluridine/tipiracil alone (phase A), trifluridine/tipiracil concomitant with metformin (phase B) and trifluridine/tipiracil concomitant with cimetidine (phase C). The primary endpoint was the relative difference in exposure of trifluridine assessed by the area under the curve from timepoint zero to infinity. A > 30% change in exposure was considered clinically relevant. A p-value of < 0.025 was considered significant because of a Bonferroni correction. Eighteen patients were included in the analysis. Metformin did not significantly alter the exposure to trifluridine (− 12.6%; 97.5% confidence interval − 25.0, 1.8; p = 0.045). Cimetidine did alter the exposure to trifluridine significantly (+ 18.0%; 97.5% confidence interval 4.5, 33.3; p = 0.004), but this increase did not meet our threshold for clinical relevance. Metformin trough concentrations were not influenced by trifluridine/tipiracil. Our result suggests that the OCT2/MATE1 modulators cimetidine and metformin can be co-administered with trifluridine/tipiracil without clinically relevant effects on drug exposure. NL8067 (registered 04-10-2019).

Peritoneal metastases (PM) commonly occur in colorectal cancer patients. Systemic chemotherapy yields poor outcomes for these patients. It is hypothesised that traditional systemic chemotherapy is not very effective for this patient population. This study investigates to what extent systemic anti-cancer therapy crosses the peritoneal barrier. In a Phase I study, eighteen patients received systemic oxaliplatin, 5-FU, and bevacizumab. Plasma and peritoneal fluid samples were collected to measure drug concentrations. A non-compartmental analysis determined the Area Under the Curve (AUC) for oxaliplatin and 5-FU in both matrices. Intraperitoneal (IP) and intravenous (IV) exposure ratios were calculated, along with the bevacizumab concentration IP/IV ratio. The relationship between tumour load and IP/IV ratios and the correlation between the IP/IV ratios of different treatments were assessed statistically. A total of 438 5-FU samples and 578 oxaliplatin samples were analysed in plasma and peritoneal fluid. Bevacizumab was quantified with 17 measurements in plasma and 15 measurements IP. Median IP/IV ratios were 0.143, 0.352 and 0.085 for 5-FU, oxaliplatin and bevacizumab, respectively. Oxaliplatin exhibited a longer IP half-life than 5-FU. A correlation was found between oxaliplatin and bevacizumab IP/IV ratios (R=0.69, p=0.01). No statistical correlations were found between the other investigated drugs. Our findings indicate that only a small percentage of systemically administered anti-cancer treatment reaches the IP cavity, questioning their efficacy against PM. This strengthens the hypothesis for repeated intraperitoneal chemotherapy to reach adequate anti-cancer drug levels.