In vitro Αξιολόγηση του in vitro μεταφορέα φαρμάκου: Εξερεύνηση των ρόλων των κυττάρων ABC και των κυττάρων μεταφορέα SLC

Λέξεις -κλειδιά: ΑΤΡ - Κασέτα δέσμευσης (ABC), μεταφορέας ABC, μεταφορέας SLC, κυστιδικό μεμβράνης, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, Mate1, Mate2 - K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, CACO - HEK293 Mock, Mock SLC Transporter.

Προϊόντα iPhase

Φόντο

Σε κλινικές εφαρμογές οι ασθενείς χρησιμοποιούν συχνά πολλαπλά φάρμακα ταυτόχρονα και αυτά τα φάρμακα μπορεί να παράγουν αλληλεπιδράσεις φαρμάκων (DDI) που έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν σοβαρές ανεπιθύμητες αντιδράσεις ή να μεταβάλλουν την αποτελεσματικότητα της θεραπείας. Η αξιολόγηση DDI συνήθως αρχίζει με in vitro δοκιμές για τον εντοπισμό παραγόντων που μπορεί να επηρεάσουν τη διάθεση των φαρμάκων για να διασαφηνιστούν οι δυνητικοί μηχανισμοί DDI και να ληφθούν κινητικές παραμέτρους για περαιτέρω μελέτη. Τα ένζυμα μεταβολισμού φαρμάκων έχουν από καιρό το επίκεντρο της έρευνας DDI. Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας της μοριακής βιολογίας, έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στη μελέτη των μεταφορέων φαρμάκων in vitro και η σημασία της in vitro αξιολόγησης των DDI που βασίζονται σε μεταφορέα έχει προσελκύσει αυξανόμενη προσοχή.

Οι μεταφορείς και οι ρόλοι τους

Ο μεταφορέας αναφέρεται σε διαμεμβρανικές πρωτεΐνες σε όλη την κυτταρική μεμβράνη διαφόρων ιστών που μεσολαβούν στην είσοδο και έξοδο των ενδογενών ή εξωγενών ουσιών μέσα και έξω από τις βιολογικές μεμβράνες. Ο μεταφορέας φαρμάκων in vitro είναι ένας γενικός όρος για πρωτεΐνες που λαμβάνουν φάρμακα ως υποστρώματα, υπάρχουν στην επιφάνεια κυτταρικής μεμβράνης των ιστών ή των οργάνων και αναλαμβάνουν τη λειτουργία της διαμεμβρανικής μεταφοράς φαρμάκων, που περιλαμβάνουν κυρίως δύο οικογένειες: το ATP - Cassette Binding (ABC)Superfamily and SULUTE SUMERFALILE (μεταφορά SLC), η οποία κυριαρχεί στη διαδικασία διαμεμβρανικής μεταφοράς φαρμάκων.

Μεταφορείς ABCείναι ΑΤΡ - εξαρτώμενες μεταφορείς που μετακινούν ενεργά διάφορα υποστρώματα (π.χ. ιόντα, λιπίδια και φάρμακα) σε κυτταρικές μεμβράνες, συχνά έναντι διαβαθμίσεων συγκέντρωσης. Παίζουν βασικούς ρόλους στην αντοχή στα φάρμακα, τον μεταβολισμό και την κυτταρική αποτοξίνωση.Μεταφορείς SLCείναι ως επί το πλείστον δευτεροβάθμια ενεργή ή διευκόλυνση των μεταφορέων που μεσολαβούν στην κίνηση των διαλυμάτων όπως η γλυκόζη, τα αμινοξέα και οι νευροδιαβιβαστές. Σε αντίθεση με τους μεταφορείς ABC, δεν απαιτούν ΑΤΡ άμεσα αλλά βασίζονται σε βαθμίδες ιόντων.

Οι μεταφορείς που μεσολαβούν στην εκροή φαρμάκων περιλαμβάνουν κυρίως P - γλυκοπρωτεΐνη (P - GP) ή πρωτεΐνη αντοχής σε φάρμακα 1 (MDR1), πρωτεΐνη αντίστασης καρκίνου του μαστού (BCRP). Είναι μέλη της οικογένειας μεταφορέα ATP - Binding Cassette (ABC), οι οποίες χρησιμοποιούν την ενέργεια υδρολυμένης ΑΤΡ για τη μεταφορά φαρμάκων και ενδογενών ουσιών. Οι μεταφορείς που μεσολαβούν στην είσοδο των φαρμάκων στο κύτταρο μπορούν να αναλάβουν υποστρώματα στον τόπο προορισμού για να ασκούν φαρμακολογικές επιδράσεις και να ανήκουν στα μέλη της οικογένειας των μεταφορέων διαλυτή (MATES).

Βασικοί μεταφορείς και οι ρόλοι τους:

• -Στήριγμα(Αντλία εξαγωγής άλατος χολής):Κρίσιμη για την έκκριση χολικού οξέος στο ήπαρ, η δυσλειτουργία BSEP συνδέεται με τη χοληστατική ηπατική νόσο. Το φάρμακο - επαγόμενη -- αναστολή BSEP μπορεί να προκαλέσει ηπατοτοξικότητα.
• -BCRP(Πρωτεΐνη αντίστασης καρκίνου του μαστού):Το BCRP επηρεάζει τη βιοδιαθεσιμότητα των χημειοθεραπευτικών και των αντιιικών, εξαγωγής υποστρωμάτων από κύτταρα και επηρεάζοντας τη διείσδυση του πλακούντα και του αίματος.
• -Mate1/mate2 - k(Πρωτεΐνες εξώθησης πολλαπλών και τοξινών):Βρίσκεται σε νεφρικούς και ηπατικούς ιστούς, Mate1 και Mate2 - K εκκρίνουν κατιονικά φάρμακα, που εργάζονται συνεργιστικά με το OCT2 για να μεσολαβούν στη νεφρική έκκριση.
• -Βρώμη(SLCO1B1):Ένας μεταφορέας πρόσληψης ηπατικής πρόσληψης κρίσιμος για την εκκαθάριση στατίνης. Το OATP1B1 διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διαμεσολάβηση της πρόσληψης ενδογενών ενώσεων όπως το χοριβικό οξύ, η χολερυθρίνη, οι στεροειδείς ενώσεις και οι θυρεοειδείς ορμόνες, καθώς και η ηπατική κάθαρση ενός ευρέος φάσματος κλινικών φαρμάκων όπως στατιστικά, αντιβιοτικά, αντι -ιταλικά και αντικειμενικά φάρμακα.
• -Βρώμη1(SLC22A6):Διαμεσολαβεί νεφρική πρόσληψη ανιόντων, συμπεριλαμβανομένων των αντιιικών και των ΜΣΑΦ, επηρεάζοντας τον κίνδυνο νεφροτοξικότητας.

Αναστολή μεταφορέα και DDI

Αναστολή μεταφορέαείναι μια ουσιαστική πτυχή της ανάπτυξης φαρμάκων. Η αναστολή του μεταφορέα διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις φαρμάκου (DDI) επηρεάζοντας την απορρόφηση, την κατανομή, τον μεταβολισμό και την απέκκριση των χορηγούμενων φαρμάκων. Η αναστολή των μεταφορέων εκροής όπως το MDR1 (P - GP) και το BCRP μπορούν να μειώσουν την κυτταρική εξώθηση φαρμάκων, ενδεχομένως να οδηγούν σε υψηλότερες ενδοκυτταρικές και συστηματικές συγκεντρώσεις. Παρομοίως, οι αναστολείς των μεταφορέων πρόσληψης όπως το OATP1B1 μπορεί να μειώσουν την κάθαρση των ηπατικών φαρμάκων, ενώ η αναστολή της BSEP μπορεί να παρεμβαίνει στη μεταφορά χολικών οξέων, αυξάνοντας τον κίνδυνο χοληστασίας. Επιπλέον, οι μεταφορείς όπως το Mate1, το Mate2 - K και το OAT1, οι οποίοι είναι ζωτικής σημασίας για την εξάλειψη των νεφρικών φαρμάκων, όταν αναστέλλονται, μπορούν να μεταβάλλουν τη νεφρική απέκκριση και να συμβάλλουν στη συσσώρευση φαρμάκων. In vitro μοντέλα, συμπεριλαμβανομένωνMDCK IIκαιCaco - 2Οι κυτταρικές σειρές χρησιμοποιούνται ευρέως για την αξιολόγηση αυτών των αλληλεπιδράσεων μεταφορέων, παρέχοντας βασικές γνώσεις σχετικά με το δυναμικό DDI κατά την ανάπτυξη φαρμάκων.

In vitro μοντέλα για μελέτες μεταφορέων

Η κατανόηση της λειτουργίας του μεταφορέα και η πρόβλεψη του μεταφορέα - Η μεσολάβηση DDI βασίζεται σε εξειδικευμένα μοντέλα κυττάρων. Οι ερευνητές χρησιμοποιούνHEK293 MockΤα κύτταρα ως αρνητικός έλεγχος, εξασφαλίζοντας ότι οποιαδήποτε παρατηρούμενη μεταφορά οφείλεται στον συγκεκριμένο μεταφορέα. Το HEK293 Mock παρέχει ένα συνεπές υπόβαθρο, ενώ το HEK293 Mock παραμένει κεντρικό για την επικύρωση της πειραματικής εξειδίκευσης. Χρησιμοποιεί μία μέθοδοςκυστίδια μεμβράνηςΑπό τα κύτταρα που υπερεκφράζουν τους μεταφορείς, που συχνά απομονώνονται από ψεύτικα κύτταρα HEK293. Ομοίως,Mock Transporter SLCΤα μοντέλα είναι κρίσιμα για τη διάκριση συγκεκριμένης δραστικότητας μεταφορέα από μη ειδική πρόσληψη. Οι δοκιμασίες μεταφορέων SLC επιβεβαιώνουν ότι η παρατηρούμενη κίνηση του υποστρώματος είναι εξαρτώμενος και τα πειράματα μεταφορέα SLC ενισχύουν την αξιοπιστία του μοντέλου. Αυτή η διπλή προσέγγιση χρησιμοποιώντας το HEK293 Mock και Mock Transporter ενισχύει την ικανότητά μας να μελετήσουμε ATP - εξαρτώμενες μεταφορές χωρίς παρεμβολές από τον κυτταρικό μεταβολισμό.

Η κυτταρική γραμμή Caco - 2, που προέρχεται από το καρκίνωμα του ανθρώπινου παχέος εντέρου, είναι ένα άλλο πρότυπο μοντέλο που χρησιμοποιείται για την προσομοίωση της απορρόφησης του εντερικού φαρμάκου. Η ικανότητά του να διαφοροποιείται σε εντεροκύτταρα - όπως τα κύτταρα που εκφράζουν διάφορους μεταφορείς - όπως το P - GP και το BCRP - το καθιστούν ανεκτίμητο για την αξιολόγηση τόσο της διαπερατότητας των φαρμάκων όσο και των πιθανών αλληλεπιδράσεων.

Επιπλέον, τα συγκεκριμένα μοντέλα όπως τα ανθρώπινα BCRP που εκφράζουν κύτταρα επιτρέπουν τη διερεύνηση της εξειδίκευσης του υποστρώματος, την κινητική συμπεριφορά της μεταφοράς φαρμάκων και τον βαθμό στον οποίο οι αναστολείς μπορούν να ρυθμίσουν τη δραστικότητα του μεταφορέα. Όταν συνδυάζονται με δεδομένα από φυσαλιδώδεις δοκιμασίες, αυτά τα κυτταρικά συστήματα παρέχουν ολοκληρωμένες γνώσεις για τη δυναμική του μεταφορέα που διαμεσολαβείται από τη διάθεση φαρμάκων.

Σύναψη

Συνοπτικά, η κατανόηση των αλληλεπιδράσεων των μεταφορέων είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των ναρκωτικών. Οι μεταφορείς όπως το MDR1 (P - GP), το BCRP και το BSEP παράλληλα με τους μεταφορείς πρόσληψης, όπως οι μεταφορείς OATP 1B1 και OAT1 SLC, διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στη φαρμακοκινητική φαρμάκου. Η χρήση in vitro μοντέλων, συμπεριλαμβανομένων των MDCK II, CACO - 2, ανθρώπινων κυττάρων που εκφράζουν BCRP και ανθρώπινα κύτταρα MDR1 KNONGIN MDCK II παρέχουν ένα ισχυρό πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η αναστολή του μεταφορέα μπορεί να επηρεάσει τις αλληλεπιδράσεις φαρμάκων -φαρμάκου και τη συνολική διάθεση φαρμάκων. Αυτές οι ιδέες είναι ανεκτίμητες για τη βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειας των φαρμάκων σε κλινικά περιβάλλοντα.