Batna Journal of Medical Sciences
Volume 13, Numéro 3, Pages 258-268
2026-05-29

Model-informed Optimization Of Amikacin Dosing In Renal Impairment According To Kdigo Classification Using Population Pharmacokinetic Modeling In Algeria



Authors : Bouaoua Fatima Zohra . Boulesbiaat Karim . Toumi Houari . Pierre Marquet . Gharbi Moufida . Gacem Hocine . Meknassi Djamel . Benboudiaf Sabah . Boudjemaa Soumia . Boukharbache Samira . Kitouni Yacine . Tehami Soumia . Ghanem Lakhal Lamine . Felouat Fatima . Sanhadji Imène . Abdaoui Abd Elrahamanne . Ayadi Amira .

Abstract

Résumé Introduction : L’amikacine, antibiotique aminoglycoside, nécessite une adaptation rigoureuse chez les patients insuffisants rénaux afin d’optimiser l’efficacité tout en limitant la toxicité. Les paramètres pharmacocinétiques, notamment la clairance et le volume de distribution, varient selon la sévérité de l’insuffisance rénale. Cette étude visait à établir un modèle de pharmacocinétique de population de l’amikacine chez des patients insuffisants rénaux classés selon les stades KDIGO. Matériels et méthodes : Une étude rétrospective multicentrique a inclus des patients présentant une insuffisance rénale de grade G2 à G5. La pharmacocinétique de l’amikacine a été modélisée par un modèle mono compartimental à élimination linéaire, avec le poids corporel intégré comme covariable influençant le volume de distribution. Les paramètres de clairance et de volume de distribution ont été estimés pour chaque grade. Résultats : La clairance de population variait selon les stades KDIGO : 4,3 L/h pour le G2, 2,2 L/h pour le G3, 1 L/h pour le G4 et 4,5 L/h pour le G5. Le volume de distribution moyen était respectivement de 0,2 L/kg, 0,5 L/kg, 0,1 L/kg et 0,2 L/kg. Les variabilités interindividuelles ont été quantifiées, avec des erreurs standards relativement faibles, indiquant une estimation fiable des paramètres. Conclusion : Cette modélisation pharmacocinétique de population fournit une compréhension précise des variations de clairance et de volume de distribution de l’amikacine chez les patients insuffisants rénaux. Les résultats soulignent l’importance d’une approche individualisée fondée sur les paramètres de population pour optimiser l’efficacité et limiter la toxicité de l’amikacine dans cette population hétérogène. Mots-clés : Amikacine, Pharmacocinétique de population, Insuffisance rénale, Classification KDIGO, Clairance, Volume de distribution, Variabilité interindividuelle Abstract Introduction: Amikacin, an aminoglycoside antibiotic, requires careful adjustment in patients with renal impairment to optimize efficacy while minimizing toxicity. Pharmacokinetic parameters, including clearance and volume of distribution, vary according to the severity of renal impairment. This study aimed to develop a population pharmacokinetic model of amikacin in patients classified according to KDIGO stages of renal insufficiency. Methods: A multicenter retrospective study included patients with renal impairment graded G2 to G5. Amikacin pharmacokinetics were modeled using a one-compartment linear elimination model, with body weight incorporated as a covariate influencing the volume of distribution. Clearance and volume parameters were estimated for each stage. Results: Population clearance varied according to KDIGO stage: 4.3 L/h for G2, 2.2 L/h for G3, 1 L/h for G4, and 4.5 L/h for G5. Mean volume of distribution was 0.2 L/kg, 0.5 L/kg, 0.1 L/kg, and 0.2 L/kg for G2 to G5, respectively. Interindividual variability was quantified, with relatively low standard errors, indicating reliable parameter estimation. Conclusion: This population pharmacokinetic modeling provides precise insights into variations in amikacin clearance and volume of distribution among patients with renal impairment. The results highlight the importance of an individualized, population-based approach to optimize amikacin efficacy and minimize toxicity in this heterogeneous patient population. Keywords: Amikacin, Population pharmacokinetics, Renal impairment, KDIGO classification, Clearance, Volume of distribution, Individual variability

Keywords

Amikacin ; Population pharmacokinetics ; Renal impairment ; KDIGO classification ; Clearance

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