In vitro -evaluering af in vitro -lægemiddeltransportør: Udforskning af rollerne som ABC -vesikler og SLC -transporterceller

Nøgleord: ATP - bindende kassette (ABC), ABC -transporter, SLC -transporter, membranvesikel, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2 - K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, CACO - 2, Transporter Inhibition, Transporter Identificerings identifikation, ICH M12 DRAFTASH Undersøgelser, HEK293 Mock, Mock SLC Transporter.

IPhase -produkter

Baggrund

I kliniske anvendelser bruger patienter ofte flere lægemidler samtidigt, og disse lægemidler kan producere lægemiddel - lægemiddelinteraktioner (DDI), der har potentialet til at forårsage alvorlige bivirkninger eller ændre effektiviteten af ​​behandlingen. DDI -vurdering begynder normalt med in vitro -test for at identificere faktorer, der kan påvirke lægemiddeldisposition for at belyse potentielle DDI -mekanismer og for at opnå kinetiske parametre til videre undersøgelse. Lægemiddelmetaboliserende enzymer har længe været i fokus for DDI -forskning. I de senere år, med udviklingen af ​​molekylærbiologi -teknologi, er der gjort betydelige fremskridt i studiet af in vitro -lægemiddeltransportører, og vigtigheden af ​​in vitro -evaluering af transporterbaserede DDI'er har tiltrukket sig stigende opmærksomhed.

Transportører og deres roller

Transporter henviser til transmembrane proteiner i hele cellemembranen i forskellige væv, der formidler indgangen og udgangen af ​​endogene eller eksogene stoffer ind i og ud af biologiske membraner. In vitro -lægemiddeltransportør er en generel betegnelse for proteiner, der tager lægemidler som underlag, findes på cellemembranoverfladen af ​​væv eller organer og tager funktionen af ​​transmembran -lægemiddeltransport, hovedsageligt inklusive to familier: det ATP - bindende kassette (ABC)Superfamily and Oplay Carrier Superfamily (SLC Transport), der dominerer transmembrane lægemiddeltransportprocessen.

ABC -transportørerer ATP - afhængige transportører, der aktivt bevæger forskellige substrater (f.eks. Ioner, lipider og lægemidler) på tværs af cellemembraner, ofte mod koncentrationsgradienter. De spiller nøgleroller i lægemiddelresistens, stofskifte og cellulær afgiftning.SLC -transportørerer for det meste sekundære aktive eller lettede transportører, der formidler bevægelse af opløste stoffer, såsom glukose, aminosyrer og neurotransmittere. I modsætning til ABC -transportører kræver de ikke ATP direkte, men er afhængige af ionsgradienter.

Transportører, der medierer medikamentudstrømning, inkluderer hovedsageligt p - glycoprotein (P - GP) eller multi - lægemiddelresistens 1 protein (MDR1), brystkræftresistensprotein (BCRP). De er medlemmer af ATP - bindende kassette (ABC) transporterfamilie, der bruger energien fra hydrolyseret ATP til transport af medikamenter og endogene stoffer. Transportører, der formidler indtræden af ​​medikamenter i cellen, kan tage substrater til målstedet for at udøve farmakologiske effekter og tilhører de opløste transporterfamiliemedlemmer, hovedsageligt inklusive organisk aniontransportpolypeptid (OATPS), organisk aniontransportør (havre), multidrug og toksinekstruderingsproteiner (MATES), organisk kationstransporttransport (OCTS) osv.

Nøgle transportører og deres roller:

• -Bsep(Galdesalteksportpumpe):Kritisk for galdesyresekretion i leveren er BSEP -dysfunktion knyttet til kolestatisk leversygdom. Lægemiddel - induceret -- BSEP -hæmning kan forårsage hepatotoksicitet.
• -Bcrp(Brystkræftmodstandsprotein):BCRP påvirker biotilgængeligheden af ​​kemoterapeutika og antivirale midler, eksporterer underlag fra celler og påvirker placenta og blod - hjernebarriereindtrængning.
• -Mate1/Mate2 - k(Multidrug og toksinekstruderingsproteiner):Beliggende i nyre- og levervæv, udskiller Mate1 og Mate2 - k kationiske medikamenter, der arbejder synergistisk med OCT2 for at formidle nyresekretion.
• -OATP1B1(SLCO1B1):En leveroptagelsestransportør, der er kritisk for statinafstand. OATP1B1 spiller en afgørende rolle i formidlingen af ​​optagelsen af ​​endogene forbindelser, såsom bilirubinsyre, bilirubin, steroid - koblede forbindelser, og skjoldbruskkirtelhormoner og anticancer -lægemidler.
• -Havre1(SLC22A6):Formidler nyreoptagelse af anioner, herunder antivirale midler og NSAID'er, der påvirker risikoen for nefrotoksicitet.

Transporterinhibering og DDI

Transporterinhiberinger et væsentligt aspekt af lægemiddeludvikling. Transporterinhibering spiller en central rolle i lægemiddel - medikamentinteraktioner (DDI) ved at påvirke absorptionen, distributionen, stofskiftet og udskillelsen af ​​CO - administrerede lægemidler. Inhibering af effluxtransportører, såsom MDR1 (P - GP) og BCRP, kan reducere den cellulære ekstrudering af medikamenter, hvilket potentielt kan føre til højere intracellulære og systemiske koncentrationer. Tilsvarende kan inhibering af optagelsestransportører som OATP1B1 reducere leveren af ​​lægemidlet, mens BSEP -hæmning kan forstyrre galdesyretransport, hvilket øger risikoen for kolestase. Derudover kan transportører som Mate1, Mate2 - K og OAT1, som er afgørende for eliminering af nyremedicin, når de hæmmes, ændre renal udskillelse og bidrage til lægemiddelakkumulering. In vitro -modeller, inklusiveMDCK IIogCaco - 2Cellelinjer er vidt brugt til at evaluere disse transporterinteraktioner, hvilket giver essentiel indsigt i DDI -potentiale under lægemiddeludvikling.

In vitro -modeller til transporterundersøgelser

Forståelse af transporterfunktion og forudsigelse af transporter - Medierede DDI'er er afhængige af specialiserede cellemodeller. Forskere brugerHEK293 MockCeller som en negativ kontrol, hvilket sikrer, at enhver observeret transport skyldes den specifikke transporter. HEK293 Mock giver en konsekvent baggrund, mens HEK293 -spot forbliver central for validering af eksperimentel specificitet. En metode anvenderMembranvesiklerFra celler, der overudtrykker transportører, ofte isoleret fra HEK293 spotceller. Tilsvarende,Mock SLC TransporterModeller er kritiske for at skelne specifik transporteraktivitet fra ikke -specifikt optagelse. Mock SLC -transporterassays bekræfter, at observeret substratbevægelse er transporter - afhængig, og spot SLC -transportereksperimenter styrker pålideligheden af ​​modellen. Denne dobbelte tilgang ved hjælp af HEK293 Mock og Mock SLC -transporter forbedrer vores evne til at studere ATP - afhængig transport uden interferens fra cellulær metabolisme.

Caco - 2 -cellelinjen, afledt af humant coloncarcinom, er en anden standardmodel, der bruges til at simulere tarmlægningsabsorption. Dets evne til at differentiere til enterocyt - som celler, der udtrykker forskellige transportører - såsom P - GP og BCRP - gør det uvurderligt til at vurdere både lægemiddelpermeabilitet og potentielle interaktioner.

Desuden muliggør transporter - specifikke modeller som humane BCRP -udtrykkende celler undersøgelse af substratspecificitet, den kinetiske opførsel af lægemiddeltransport og i hvilket omfang hæmmere kan modulere transporteraktivitet. Når de kombineres med data fra vesikulære assays, giver disse cellulære systemer omfattende indsigt i dynamikken i transporter - medieret lægemiddeldisposition.

Konklusion

Sammenfattende er forståelse af transporterinteraktioner afgørende for at optimere lægemiddelsikkerhed og effektivitet. Transportører som MDR1 (P - GP), BCRP og BSEP sammen med optagelsestransportører som OATP 1B1 og OAT1 SLC -transporter spiller kritiske roller i lægemiddelfarmakokinetik. Anvendelsen af ​​in vitro -modeller inklusive MDCK II, CACO - 2, humane BCRP -udtrykkende celler og humane MDR1 -knockin MDCK II -celler giver en robust ramme for at forstå, hvordan transporterinhibering kan påvirke lægemiddel -lægemiddelinteraktioner og samlet lægemiddeldisposition. Disse indsigter er uvurderlige til optimering af lægemiddeleffektivitet og sikkerhed i kliniske omgivelser.