Прилагане на цитохром Р450 (CYP450) и UDP - ензими глюкуронозилтрансфераза (UGT) при лекарствени изследвания на лекарството относно метаболитен фенотип и инхибиране на ензима и инхибиране на ензима и инхибиране на ензима в инхибиране

Ключови думи: 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.

• Афизна продукция

Забележка: CYP ензимите обикновено се използват сСистема за регенерация на NADPH/ НадфиPBS
UGT ензимите обикновено се използват сUGT инкубационна системаи PBS.

Метаболизмът играе решаваща роля в съдбата на лекарствата, засягайки изхвърлянето им в цялото тяло и по този начин влияе върху излагането и въздействието на целевия сайт. Това се случва главно в черния дроб, но може да се появи и в екстрахепатални органи. Последните проучвания разкриха съществуването и функционалното значение на лекарствените метаболизиращи ензими (DME) в мозъка.Цитохром Р450 ензим (CYP)иUDP - глюкуронозилтрансфераза (UGT) също са ключови участници в биоотрансформацията на лекарството в рамките на централната нервна система (ЦНС).

• Цитохром Р450 (CYP)

Цитохром P450 доминира във фаза I метаболизъм (окисляване, редукция, хидролиза), което представлява над 75% от метаболизма на лекарството. Ключовите подтипове включват CYP3A4 (50% метаболизъм на лекарството) и CYP2D6 (20% метаболизъм на лекарството). CYP превръща липофилните лекарства в полярни метаболити, насърчавайки екскрецията.

Първичните хепатоцити са хепатоцити, изолирани директно от човешки или животински черен дроб, и са се превърнали в предпочитания модел за изследване на метаболизма на лекарството поради запазването им на непокътната CYP ензимна активност и физиологичното значение. Основният модел на хепатоцитите е най -широко приетият модел за оценка на индуцирането на CYP ензими в индустрията, академичните среди и регулаторните агенции. Като клетъчна система, човешкият хепатоцит е съставен от ядрени рецептори, CO активатори и инхибитори, целеви гени и промотори, както и лекарствен метаболизиращ ензим, способен на тези на черния дроб и може ефективно да симулира индуцирането на кандидат -лекарства и техните метаболити.

• UDP - глюкуронозилтрансфераза (UGT)

UDP - Глюкуронозилтрансферази е ензим на първичната фаза ⅱ, който използва глюкуронова киселина като донор на захар, за да катализира свързването на глюкуронова киселина с екзогенни вещества и полярни групи, насърчавайки нейния клирънс. Човешкият UGT е широко разпространен и се експресира в тъкани като черния дроб, тънките черва, бъбреците, стомаха и белите дробове. Черният дроб е основният орган в човешкото тяло, който претърпява реакции на свързване на глюкуронова киселина и повечето UGT подтипове се експресират в черния дроб. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 и UGT2A1 се разпределят в екстрахепатни тъкани, а реакцията на свързване на глюкуронова киселина, възникваща в екстрахепатални тъкани, е свързана главно с абсорбцията и екскрецията на лекарства.

• Основни приложения в развитието на наркотиците

Модел на скрининг in vitro: CYP или UGT ензими като чернодробни микрозоми/ първични хепатоцити се използват за експерименти с инкубация на чернодробни микрозоми/ хепатоцити за оценка на метаболитната скорост и половината - Живот на кандидат -лекарства и след това оценка на метаболитната стабилност на кандидат -лекарства (като CYP3A4 експерименти). Използване на генни редактирани клетки за прогнозиране на клиничните метаболитни различия.

Лекарство - взаимодействие с лекарства (DDI)Проучване: Провеждане на експерименти с инхибиране на CYP, за да откриете дали кандидат -лекарствата инхибират ключовите CYP ензими (като CYP3A4, CYP2C9) и прогнозирайте клиничен DDI риск. Провеждане на експерименти с инхибиране на UGT, за да оцени ефекта на лекарствата върху UGT активността. Откриване на индукционния ефект на лекарствата върху CYP/UGT чрез първичен хепатоцитен анализ.

Разработване на методи за биологичен анализ: Изследването на CYP и UGT ензимите играе критична роля в развитието на биоаналитичния метод и валидирането на лекарствените метаболизъм и фармакокинетичните (DMPK). Използвайте биологични матрици, съдържащи CYP/UGT метаболити (като жлъчка и плазма) за оценка на матричния ефект, оптимизирайте LC - MS/MS методите и избягвайте ефектите на инхибиране/усилване на йони.

Генетични полиморфизъм изследване: UGT1A1 и други гени, които контролират UGT ензимната експресия, са важни гени, участващи в метаболитни цикли на човека. С развитието на фармакогеномиката е установено, че техният генетичен полиморфизъм е свързан с определени нива на метаболизъм на лекарството, което от своя страна влияе върху появата, развитието и лечението на заболявания и много други аспекти.

Проучване за разликите в видовете: Сравнете разликите в активността на CYP ензима на първичните хепатоцити като хора, плъхове и кучета и оптимизирайте преходна стратегия от предклинична към клинична употреба.

• Ензимно инхибиране

CYP ензим медииранензимно инхибиранесе отнася до явлението, при което определени съединения могат да инхибират активността на определени метаболитни ензими CYP450, което води до забавен метаболизъм, намаляване на скоростта на клирънс и повишено излагане на определени лекарства, когато се използва в комбинация, като по този начин представлява опасност за безопасността. Според различните механизми на инхибиране, инхибиторният ефект на лекарствата върху ензимите CYP450 може да бъде разделен на обратимо инхибиране и време - Зависимо инхибиране (TDI). Инхибирането, зависимо от времето, известно още като необратимо инхибиране, обикновено се отнася до образуването на комплекс между кандидат -лекарство и CYP ензим чрез ковалентни връзки, което води до необратимо инактивиране на ензима. Инхибиторният ефект на инхибитора върху ензима не изчезва веднага след отстраняването на инхибитора, но проявява време - зависими характеристики.

• Изследване за метаболитно фенотипиране на CYP450

Понастоящем има три основни метода за идентифициране на ензимния метаболитен фенотип на CYP450: метод на селективно инхибиране, рекомбинантният човешки метод на изоензим на CYP450 и метод за анализ на корелацията. Селективният метод на инхибиране може да бъде разделен на метод на химично инхибиране и метод за инхибиране на антителата. Тя включва измерване на метаболитната активност на човешките чернодробни микрозоми върху лекарства със и без добавяне на серия от ензимни подтип на CYP450, за да се проучи дали метаболизмът на лекарствата е повлиян от селективния инхибиране на CYP450 ензимни подтипове в човешкия чернодробни микрозоми, изчисляване на ензимите на CYP450 в ензима на CYP450 метаболитен фенотип. Сред тях методът на химическо инхибиране е широко използван поради простата си работа и ниска цена.

• Заключение

CYP ензимите и UGT ензимите, като основните ензимни системи на лекарствения метаболизъм, съответно доминират реакциите на фаза I (окисляване, редукция) и фаза II (глюкуронидация), влияещи дълбоко на ефикасността, токсичността и персонализираната употреба на лекарства. Подтипове като CYP3A4 и CYP2D6, заедно с ензими като UGT1A1 и UGT2B7, образуват сложна метаболитна мрежа. Разликите им в активността (като генния полиморфизъм и спецификата на видовете) могат да бъдат точно анализирани чрез първични модели на хепатоцити и LC - MS/MS технология, осигуряваща ключова поддръжка на данни за развитие на лекарства.

Справка

Zhang, M., Rottschäfer, V., & CM De Lange, E. (2024). Потенциалното въздействие на CYP и UGT лекарството - Метаболизиращи ензими върху експозицията на лекарството на мозъчната цел. Прегледи на метаболизма на лекарството, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Цитохром Р450 (CYP) и UDP - ензими глюкуронозилтрансфераза (UGT): роля в метаболизма на лекарството, полиморфизма и идентифицирането на тяхното участие в метаболизма на лекарството. В Напредък във фармацевтичния и биомедицинския анализ (Том 6, стр. 295 - 336). Elsevier.