In vitro оценка на in vitro преносител на лекарства: Проучване на ролите на ABC везикулите и SLC транспортерни клетки

Ключови думи: ATP - свързваща касета (ABC), ABC Transporter, SLC транспортер, мембранна везикула, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2 - K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, CACO - HEK293 Mock, Mock SLC Transporter.

Афизни продукти

Предистория

В клиничните приложения пациентите често употребяват множество лекарства едновременно и тези лекарства могат да произвеждат лекарствени взаимодействия (DDI), които имат потенциал да предизвикат сериозни нежелани реакции или да променят ефективността на лечението. Оценката на DDI обикновено започва с in vitro тестване, за да се идентифицират фактори, които могат да повлияят на разположението на лекарството за изясняване на потенциалните DDI механизми и за получаване на кинетични параметри за по -нататъшно проучване. Ензимите за метаболизиране на лекарството отдавна са в центъра на изследването на DDI. През последните години с развитието на технологията за молекулярна биология е постигнат значителен напредък в изследването на преносителите на лекарства in vitro, а значението на in vitro оценката на DDI, базиран на транспортер, привлече все по -голямо внимание.

Транспортиращи и техните роли

Транспортерът се отнася до трансмембранни протеини в цялата клетъчна мембрана на различни тъкани, които посредничат в влизането и излизането на ендогенни или екзогенни вещества в и извън биологичните мембрани. In vitro транспортерът на лекарството е общ термин за протеини, които приемат лекарства като субстрати, съществуват върху повърхността на клетъчната мембрана на тъканите или органите и поемат функцията на трансмембранен транспорт, главно включително две семейства: The ATP - Свързваща касета (ABC)Суперсемейство и разтворимо -превозвач суперсемейство (SLC транспорт), които доминират в процеса на транспортиране на трансмембранни лекарства.

ABC Transportersса ATP - зависими преносители, които активно движат различни субстрати (например йони, липиди и лекарства) в клетъчните мембрани, често срещу градиентите на концентрацията. Те играят ключова роля в резистентността на лекарството, метаболизма и клетъчната детоксикация.SLC преносителиса предимно вторични активни или улеснени преносители, които посредничат в движението на разтворители като глюкоза, аминокиселини и невротрансмитери. За разлика от ABC Transporters, те не изискват ATP директно, а разчитат на йонни градиенти.

Преносителите, които медиират изтичането на лекарството, включват главно P - гликопротеин (P - GP) или мулти - лекарствена резистентност 1 протеин (MDR1), протеин за резистентност на рак на гърдата (BCRP). Те са членове на семейството на транспортиращия ATP - свързваща касета (ABC), които използват енергията на хидролизирания АТФ за транспортиране на лекарства и ендогенни вещества. Transporters that mediate the entry of drugs into the cell can take up substrates to the target site to exert pharmacological effects, and belong to the solute transporter family members, mainly including Organic anion transporting polypeptide (OATPs), Organic anion transporter (OATs), Multidrug and toxin extrusion proteins (MATEs), Organic cation transporter (OCTs), etc.

Ключови превозвачи и техните роли:

• -BSEP(Износ на жлъчна сол):Критичен за секрецията на жлъчна киселина в черния дроб, дисфункцията на BSEP е свързана с холестатично чернодробно заболяване. Лекарство - Индуцирано -- BSEP инхибирането може да причини хепатотоксичност.
• -BCRP(Протеин за устойчивост на рак на гърдата):BCRP засяга бионаличността на химиотерапевтиците и антивирусите, изнасяйки субстрати от клетките и влияе върху проникването на плацентата и кръвта - мозъчна бариера.
• -Mate1/mate2 - k(Мултилекарствени и токсинови екструзионни протеини):Намира се в бъбречни и чернодробни тъкани, Mate1 и Mate2 - K отделящи катионни лекарства, работещи синергично с OCT2, за да посредничат в бъбречната секреция.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Чернодробно усвояване на транспортиращия, критичен за клирънс на статини. OATP1B1 играе решаваща роля за медииране на усвояването на ендогенни съединения като билирубинова киселина, билирубин, стероиди - съединени съединения и хормони на щитовидната жлеза, както и чернодробния клирънс на широк спектър от клинични лекарства като статини, антибиотици, антивирали, и антирадови лекарства.
• -OAT1(SLC22A6):Посредничи в бъбречното поглъщане на аниони, включително антивирусни и НСПВС, влияещи върху риска от нефротоксичност.

Инхибиране на транспортер и DDI

Инхибиране на транспортерае съществен аспект на развитието на лекарствата. Инхибирането на транспортера играе основна роля в лекарствените взаимодействия (DDI), като влияе върху абсорбцията, разпределението, метаболизма и екскрецията на лекарства, прилагани на СО - Инхибирането на преносители на изтичане като MDR1 (P - GP) и BCRP може да намали клетъчната екструзия на лекарства, което потенциално води до по -високи вътреклетъчни и системни концентрации. По същия начин, инхибирането на преносители на поглъщане като OATP1B1 може да намали клирънса на чернодробните лекарства, докато инхибирането на BSEP може да попречи на транспортирането на жлъчна киселина, повишавайки риска от холестаза. Освен това, преносители като Mate1, Mate2 - K и OAT1, които са от решаващо значение за елиминирането на бъбреците, когато се инхибират, могат да променят бъбречната екскреция и да допринесат за натрупване на лекарства. In vitro модели, включителноMDCK IIиCACO - 2Клетъчните линии, се използват широко за оценка на тези взаимодействия на транспортиращите, предоставящи основна представа за DDI потенциала по време на развитието на лекарствата.

In vitro модели за изследвания на транспортерите

Разбиране на функцията на транспортиращия и прогнозиране на транспортер - Медииран DDI разчита на специализирани модели на клетки. Изследователите използватHEK293 макетКлетките като отрицателен контрол, като се гарантира, че всеки наблюдаван транспорт се дължи на специфичния транспорт. HEK293 Mock осигурява последователен фон, докато HEK293 Mock остава централен за валидиране на експерименталната специфичност. Използва един методмембранни везикулиот клетки, свръхекспресиращи преносители, често изолирани от макетни клетки HEK293. По същия начин,Mock SLC TransporterМоделите са от решаващо значение за разграничаване на специфична активност на транспортирането от неспецифично усвояване. Макетните анализи на транспортиращия SLC потвърждават, че наблюдаваното движение на субстрата е транспортер - Зависими, а Mock SLC транспортерни експерименти засилват надеждността на модела. Този двоен подход, използващ HEK293 Mock and Mock SLC транспортер, засилва способността ни да изучаваме ATP - Зависим транспорт без намеса от клетъчния метаболизъм.

Клетъчната линия Caco - 2, получена от човешкия карцином на дебелото черво, е друг стандартен модел, използван за симулиране на чревно абсорбция на лекарството. Способността му да се диференцира в ентероцити - Подобни клетки, които експресират различни преносители - като P - GP и BCRP - го прави безценна за оценка както на пропускливостта на лекарството, така и на потенциалните взаимодействия.

Освен това, транспортер - Специфични модели като човешки BCRP експресиращи клетки позволяват изследване на специфичността на субстрата, кинетичното поведение на транспортирането на лекарства и степента, в която инхибиторите могат да модулират активността на транспорта. Когато се комбинират с данни от везикуларни анализи, тези клетъчни системи дават изчерпателна представа за динамиката на транспортера - медиирано разположение на лекарствата.

Заключение

В обобщение, разбирането на взаимодействията на транспортиращия е жизненоважно за оптимизиране на безопасността и ефикасността на лекарствата. Транспортиращи като MDR1 (P - GP), BCRP и BSEP заедно с преносители на усвояване като OATP 1B1 и OAT1 SLC транспортер играят критични роли в лекарствената фармакокинетика. Използването на in vitro модели, включително MDCK II, CACO - 2, човешки BCRP експресиращи клетки и човешки MDR1 Knockin MDCK II клетки осигуряват стабилна рамка за разбиране как инхибирането на транспортиращия може да повлияе на взаимодействията между лекарството и обхвата и цялостното разположение на лекарствата. Тези прозрения са безценни за оптимизиране на ефикасността и безопасността на лекарствата в клинични условия.