Прымяненне цытахрому Р450 (CYP450) і UDP - Ферменты глюкуронозилтрансферазы (UGT) у наркотыкаў - Даследаванні ўзаемадзеяння лекаў адносна метабалічнага фенатыпу і інгібіравання ферментаў

Ключавыя словы: drug-drug interaction (DDI), cytochrome p450 (CYP450 enzyme), udp-glucuronosyltransferase (UGT), Enzyme inhibition, CYP450 enzyme metabolic phenotyping study, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• IPhase выраб

Заўвага: ферменты CYP звычайна выкарыстоўваюцца зСістэма рэгенерацыі NADPH/ NADPHіPBS
Звычайна выкарыстоўваюцца ферменты UGTСістэма інкубацыі UGTі PBS.

Метабалізм гуляе вырашальную ролю ў лёсе наркотыкаў, закранаючы іх утылізацыю па ўсім целе і тым самым уздзейнічаючы на ​​ўздзеянне і ўздзеянне на месца. У асноўным гэта адбываецца ў печані, але гэта таксама можа адбывацца ў пазапенітатах. Апошнія даследаванні паказалі існаванне і функцыянальную значнасць метабалізацыі лекаў (DME) у галаўным мозгу.Фермент цытахрому Р450 (CYP)іUDP - глюкуронозилтрансфераза (UGT) таксама з'яўляюцца ключавымі ўдзельнікамі біятрансфармацыі наркотыкаў у цэнтральнай нервовай сістэме (ЦНС).

• Цытахром Р450 (CYP)

Цитохром Р450 дамінуе метабалізм I фазы (акісленне, зніжэнне, гідроліз), што складае больш за 75% метабалізму лекаў. Ключавыя падтыпы ўключаюць CYP3A4 (50% метабалізму наркотыкаў) і CYP2D6 (20% метабалізм лекаў). CYP пераўтварае ліпафільныя прэпараты ў палярныя метабаліты, спрыяючы вылучэнню.

Першасныя гепатацыты - гэта гепатацыты, выдзеленыя непасрэдна з печані чалавека ці жывёл, і сталі пераважнай мадэллю даследавання метабалізму наркотыкаў з -за захавання непашкоджанай актыўнасці ферментаў CYP і фізіялагічнай значнасці. Асноўная мадэль гепатацытаў з'яўляецца найбольш шырока прынятай мадэллю ацэнкі для індукцыі ферментаў CYP у прамысловасці, навуковых колах і рэгулятарных органах. У якасці клеткавай сістэмы гепатацыт чалавека складаецца з ядзерных рэцэптараў, супрацоўнікаў і інгібітараў, мэтавых генаў і прамоўтэраў, а таксама метабалізуючых наркотыкаў, здольных да печані і можа эфектыўна мадэляваць індукцыю кандыдацкіх наркотыкаў і іх метабаліты.

• UDP - глюкуронозилтрансфераза (UGT)

UDP - Глюкуронозилтрансферазы - гэта асноўная фаза ⅱ фермент, які выкарыстоўвае глюкуроновую кіслату ў якасці донара цукру для каталізацыі звязвання глюкуроновай кіслаты з экзагеннымі рэчывамі і палярнымі групамі, спрыяючы яго клірансу. Чалавечы UGT шырока распаўсюджваецца і экспрэсуецца ў такіх тканінах, як печань, тонкая кішачнік, нырка, страўнік і лёгкія. Печань з'яўляецца галоўным органам у чалавечым целе, які падвяргаецца рэакцыі звязвання глюкуроновай кіслаты, і большасць падтыпаў UGT выражаюцца ў печані. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 і UGT2A1 распаўсюджваюцца ў пазапетэрыйных тканінах, а рэакцыя звязвання глюкуроновай кіслаты, якая ўзнікае ў пазапетэрыйных тканінах, у асноўным звязана з паглынаннем і выключэннем лекаў.

• Ключавыя прыкладанні ў распрацоўцы наркотыкаў

Мадэль скрынінга ў прабірцы: ферменты CYP або UGT, такія як мікрасомы печані/ першасныя гепатацыты, выкарыстоўваюцца для мікрасомы печані/ гепатацытаў, якія інкубавалі эксперыменты для ацэнкі хуткасці метабалізму і паловы - Выкарыстанне генаў, рэдагаваных клетак для прагназавання клінічных метабалічных адрозненняў.

Наркотыкі - Узаемадзеянне з наркотыкамі (DDI)Даследаванне: Правядзіце эксперыменты па інгібіраванні CYP, каб выявіць, ці інгібіруюць прэпараты -кандыдаты ключавыя ферменты CYP (напрыклад, CYP3A4, CYP2C9) і прагназуюць клінічны рызыка DDI. Правядзіце эксперыменты па інгібіраванні UGT для ацэнкі ўплыву лекаў на актыўнасць УГТ. Выяўленне індукцыйнага ўплыву лекаў на CYP/UGT пры першасным аналізе гепатацытаў.

Распрацоўка метадаў біялагічнага аналізу: Вывучэнне ферментаў CYP і UGT гуляе вырашальную ролю ў распрацоўцы біяаналітычных метадаў і праверцы метабалізму на лекі і фармакокінетычных (DMPK). Выкарыстоўвайце біялагічныя матрыцы, якія змяшчаюць метабаліты CYP/UGT (напрыклад, жоўць і плазма) для ацэнкі матрычных эфектаў, аптымізаваць метады LC - MS/MS, а таксама пазбягаць уздзеяння/ўзмацнення інгібіравання іёнаў.

Даследаванне генетычнага палімарфізму: UGT1A1 і іншыя гены, якія кантралююць экспрэсію ферментаў UGT, з'яўляюцца важнымі генамі, якія ўдзельнічаюць у метабалічных цыклах чалавека. З развіццём фармакагеномікі было ўстаноўлена, што іх генетычны палімарфізм звязаны з пэўным узроўнем метабалізму лекаў, што, у сваю чаргу, уплывае на ўзнікненне, развіццё і лячэнне захворванняў і многія іншыя аспекты.

Вывучэнне адрозненняў відаў: Параўнайце адрозненні ў актыўнасці ферментаў CYP першасных гепатацытаў, такіх як чалавек, пацукі і сабакі, і аптымізуюць стратэгію пераходу ад даклінічнага да клінічнага выкарыстання.

• Інгібіраванне ферментаў

Фермент CYP апасродкаваныІнгібіраванне ферментаўставіцца да з'явы, дзе пэўныя злучэнні могуць перашкаджаць актыўнасці пэўных метабалічных ферментаў CYP450, што прыводзіць да запаволення метабалізму, зніжэння хуткасці зазору і павелічэння ўздзеяння некаторых лекаў пры выкарыстанні ў спалучэнні, што стварае небяспеку бяспекі. У адпаведнасці з рознымі механізмамі тармажэння, інгібіруе дзеянне лекаў на ферменты CYP450 можна падзяліць на зварачальнае тармажэнне і час - залежнае тармажэнне (TDI). Час, які залежыць ад часу, таксама вядомы як незваротнае тармажэнне, звычайна ставіцца да фарміравання комплексу паміж прэпаратам -кандыдатам і ферментам CYP праз кавалентныя сувязі, што прыводзіць да інактывацыі незваротнага фермента. Інгібіруе дзеянне інгібітару на фермент не адразу знікае пасля выдалення інгібітараў, але дэманструе час - залежныя характарыстыкі.

• Даследаванне метабалічнага фенатыпізацыі ферментаў CYP450

У цяперашні час існуе тры асноўныя метады выяўлення метабалічнага фенатыпу фермента CYP450: метад селектыўнага тармажэння, рэкамбінантны метад изоэфернага чалавека CYP450 і метад аналізу карэляцыі. Селектыўны метад тармажэння можна падзяліць на метад хімічнага прыгнёту і метад інгібіравання антыцелаў. It involves measuring the metabolic activity of human liver microsomes on drugs with and without the addition of a series of CYP450 enzyme subtype selective chemical inhibitors or antibodies, in order to investigate whether the metabolism of drugs is affected by the selective inhibition of CYP450 enzyme subtypes in human liver microsomes, calculate the relative inhibition percentage, and infer the CYP450 Метабалічны фенатып фермента. Сярод іх метад хімічнага тармажэння шырока выкарыстоўваецца з -за яго простай працы і нізкай кошту.

• Выснова

Ферменты CYP і ферменты UGT, як асноўныя ферменты сістэмы метабалізму лекаў, адпаведна дамінуюць у рэакцыі фазы I (акісленне, зніжэнне) і II фазы (глюкуронізацыя), што вельмі ўплывае на эфектыўнасць, таксічнасць і індывідуальнае ўжыванне наркотыкаў. Падтыпы, такія як CYP3A4 і CYP2D6, а таксама ферменты, такія як UGT1A1 і UGT2B7, утвараюць складаную метабалічную сетку. Іх адрозненні ў актыўнасці (напрыклад, палімарфізм генаў і спецыфічнасць відаў) могуць быць дакладна прааналізаваны з дапамогай першасных мадэляў гепатацытаў і тэхналогіі LC - MS/MS, забяспечваючы ключавую падтрымку дадзеных для распрацоўкі наркотыкаў.

Рэкамендацыя

Zhang, M., Rottschäfer, V., & Cm de Lange, E. (2024). Патэнцыйнае ўздзеянне прэпарата CYP і UGT - метабалізуючы фермент на ўздзеянне на лекі на мазгавым узроўні. Агляды метабалізму наркотыкаў, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Цытахром Р450 (CYP) і UDP - Ферменты глюкуронозилтрансферазы (UGT): роля ў метабалізме лекі, палімарфізму і выяўленне іх удзелу ў метабалізме лекі. У Прагрэс у фармацэўтычным і біямедыцынскім аналізе (Т. 6, стар. 295 - 336). Elsevier.