In -vitro -Bewertung des In -vitro -Arzneimitteltransporters: Untersuchung der Rollen von ABC -Vesikeln und SLC -Transporterzellen

Keywords: ATP-binding cassette(ABC), ABC Transporter, SLC Transporter, Membrane Vesicle, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, Transporter Inhibition, Transporter Substrate Identification, ICH M12 Draft Guidance on Drug Interaction Studies, HEK293 Mock, Mock SLC -Transporter.

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Hintergrund

In klinischen Anwendungen konsumieren Patienten häufig mehrere Medikamente gleichzeitig, und diese Medikamente können Arzneimittel -Arzneimittel -Wechselwirkungen (DDI) produzieren, die das Potenzial haben, schwerwiegende Nebenwirkungen zu verursachen oder die Wirksamkeit der Behandlung zu verändern. Die DDI -Bewertung beginnt normalerweise mit In -vitro -Tests, um Faktoren zu identifizieren, die die Arzneimitteldisposition beeinflussen können, um potenzielle DDI -Mechanismen aufzuklären und kinetische Parameter für die weitere Untersuchung zu erhalten. Die metabolisierenden Enzyme der Arzneimittel sind seit langem im Mittelpunkt der DDI -Forschung. In den letzten Jahren wurden mit der Entwicklung der molekularen Biologie -Technologie in der Untersuchung von In -vitro -Arzneimitteltransportern signifikante Fortschritte erzielt, und die Bedeutung der In -vitro -Bewertung von DDIs auf Transporterbasis hat zunehmend Aufmerksamkeit erregt.

Transporter und ihre Rollen

Der Transporter bezieht sich auf Transmembranproteine ​​in der gesamten Zellmembran verschiedener Gewebe, die den Eintritt und den Ausgang von endogenen oder exogenen Substanzen in und aus biologischen Membranen vermitteln. In -vitro -Arzneimitteltransporter ist ein allgemeiner Begriff für Proteine, die Medikamente als Substrate einnehmen, auf der Zellmembranoberfläche von Geweben oder Organen existieren und die Funktion des Transmembran -Arzneimitteltransports aufnehmen, hauptsächlich einschließlich zwei Familien: die ATP - Bindungskassette (ABC)Superfamilie und Stoffträger Superfamilie (SLC -Transport), die den Transmembran -Arzneimitteltransportprozess dominieren.

ABC -Transportersind ATP - abhängige Transporter, die verschiedene Substrate (z. B. Ionen, Lipide und Arzneimittel) über Zellmembranen, häufig gegen Konzentrationsgradienten, aktiv bewegen. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der Arzneimittelresistenz, bei der Entgiftung von Zellpilze.SLC -Transportersind meistens sekundäre aktive oder erleichterte Transporter, die die Bewegung von gelösten Stoffen wie Glukose, Aminosäuren und Neurotransmitter vermitteln. Im Gegensatz zu ABC -Transportern benötigen sie nicht direkt ATP, sondern verlassen sich nicht auf Ionengradienten.

Transporter, die den Wirkstoffausfluss vermitteln, umfassen hauptsächlich P - Glykoprotein (P - GP) oder Multi - Medikament Resistenz 1 Protein (MDR1), Brustkrebsresistenzprotein (BCRP). Sie sind Mitglieder der ATP - Binding Cassette (ABC) Transporterfamilie, die die Energie des hydrolysierten ATP für den Transport von Arzneimitteln und endogenen Substanzen nutzen. 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.

Schlüsseltransporter und ihre Rollen:

• -BSEP(Gallensalzexportpumpe):Die BSEP -Dysfunktion ist für die Gallensäuresekretion in der Leber kritisch und ist mit einer cholestatischen Lebererkrankung verbunden. Arzneimittel - induziert -- BSEP -Hemmung kann Hepatotoxizität verursachen.
• -BCRP(Brustkrebsresistenzprotein):BCRP beeinflusst die Bioverfügbarkeit von Chemotherapeutika und Antiviren, exportiert Substrate aus den Zellen und beeinflusst die Penetration von Plazenta und Blut.
• -Mate1/mate2 - k(Multidrug- und Toxin -Extrusionsproteine):Mate1 und Mate2 - K aus Ausmaße kationische Medikamente in Nieren- und Lebergewebe und arbeiten synergistisch mit Oktober 2, um die Nierensekretion zu vermitteln.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Ein hepatischer Aufnahmetransporter, der für die Statin -Clearance von entscheidender Bedeutung ist. OATP1B1 spielt eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung der Aufnahme endogener Verbindungen wie Bilirubinsäure, Bilirubin, Steroid - gekoppelte Verbindungen und Schilddrüsenhormonen sowie die hepatische Clearance einer Vielzahl von klinischen Arzneimitteln wie Statinen, Antibiotika, Antiviren und Antikranzen und Antikranzen.
• -Oat1(SLC22A6):Vermittelt die Nierenaufnahme von Anionen, einschließlich antiviraler und NSAIDs, und beeinflussen das Nephrotoxizitätsrisiko.

Transporterinhibition und DDI

Transporterinhibitionist ein wesentlicher Aspekt der Arzneimittelentwicklung. Die Transporterinhibition spielt eine zentrale Rolle bei Arzneimittel -Arzneimittelwechselwirkungen (DDI), indem die Absorption, Verteilung, Stoffwechsel und Ausscheidung von konkreten Arzneimitteln beeinflusst werden. Die Hemmung von Effluxtransportern wie MDR1 (P - GP) und BCRP kann die zelluläre Extrusion von Arzneimitteln verringern, was möglicherweise zu höheren intrazellulären und systemischen Konzentrationen führt. In ähnlicher Weise kann die Hemmung der Aufnahmetransporter wie OATP1B1 die Leber -Arzneimittel -Clearance verringern, während die BSEP -Hemmung den Gallensäuretransport beeinträchtigen kann, wodurch das Risiko einer Cholestase erhöht wird. Zusätzlich können Transporter wie Mate1, Mate2 - K und OAT1, die für die Nierenmedikamentenimination von entscheidender Bedeutung sind, die Nierenausscheidung verändern und zur Akkumulation von Arzneimitteln beitragen. In -vitro -Modelle, einschließlichMdck IIUndCaco - 2Zelllinien werden häufig verwendet, um diese Transporterwechselwirkungen zu bewerten und wesentliche Erkenntnisse in das DDI -Potenzial während der Arzneimittelentwicklung zu liefern.

In -vitro -Modelle für Transporterstudien

Verständnis der Transporterfunktion und Vorhersage des Transporters - vermittelte DDIs beruht auf spezialisierten Zellmodellen. Forscher verwendenHEK293 MockZellen als negative Kontrolle, die sicherstellen, dass ein beobachteter Transport auf den spezifischen Transporter zurückzuführen ist. HEK293 Mock bietet einen konsistenten Hintergrund, während HEK293 Mock für die Validierung der experimentellen Spezifität von zentraler Bedeutung ist. Eine Methode verwendetMembran -Vesikelaus Zellen, die Transporter überexprimieren, die oft aus HEK293 -Scheinzellen isoliert sind. Ähnlich,Mock SLC -TransporterModelle sind entscheidend für die Unterscheidung der spezifischen Transporteraktivität von unspezifischer Aufnahme. Mock SLC -Transporter -Assays bestätigen, dass die beobachtete Substratbewegung Transporter - abhängig ist und Mock SLC -Transporterversuche die Zuverlässigkeit des Modells verstärken. Dieser doppelte Ansatz unter Verwendung von HEK293 Mock- und Mock SLC -Transporter verbessert unsere Fähigkeit, den ATP - abhängigen Transport ohne Interferenz durch den Zellstoffwechsel zu untersuchen.

Die Caco - 2 -Zelllinie, die vom menschlichen Dickdarmkarzinom abgeleitet ist, ist ein weiteres Standardmodell zur Simulation der Darm -Arzneimittel -Absorption. Seine Fähigkeit, in Enterozyten -ähnliche Zellen zu differenzieren, die verschiedene Transporter exprimieren - wie bei P - GP und BCRP - ist es von unschätzbarem Wert, sowohl die Arzneimittelpermeabilität als auch potenzielle Wechselwirkungen zu bewerten.

Darüber hinaus ermöglichen Transporter - spezifische Modelle wie humane BCRP, die Zellen exprimieren, die Untersuchung der Substratspezifität, das kinetische Verhalten des Arzneimitteltransports und das Ausmaß, in dem Inhibitoren die Transporteraktivität modulieren können. In Kombination mit Daten aus vesikulären Assays liefern diese zellulären Systeme umfassende Einblicke in die Dynamik der Transportdynamik.

Abschluss

Zusammenfassend ist das Verständnis der Transporterwechselwirkungen von entscheidender Bedeutung für die Optimierung der Arzneimittelsicherheit und -wirksamkeit. Transporter wie MDR1 (P - GP), BCRP und BSEP sowie Aufnahmetransporter wie OATP 1B1 und OAT1 SLC -Transporter spielen eine kritische Rolle bei der Pharmakokinetik der Arzneimittel. Die Verwendung von In -vitro -Modellen, einschließlich MDCK II, Caco - 2, humanem BCRP -exprimierenden Zellen und humanen MDR1 -Knockin -MDCK II -Zellen, bietet ein robustes Rahmen für das Verständnis, wie die Transporterinhibition die Wechselwirkungen zwischen Arzneimitteln und Dummköpfen und die allgemeine Arzneimitteldisposition beeinflussen kann. Diese Erkenntnisse sind von unschätzbarem Wert für die Optimierung der Wirksamkeit und Sicherheit der Arzneimittel in klinischen Umgebungen.