Introducción aMicrosomas de hígadoy fracciones S9
En el campo del metabolismo de los fármacos y la farmacocinética, comprender las complejidades de los microsomas hepáticos y las fracciones S9 es crucial. Estos sistemas in vitro son fundamentales en las primeras etapas del descubrimiento de fármacos, proporcionando información sobre cómo las nuevas entidades químicas (NCES) son metabolizadas por el hígado. La capacidad de predecir la estabilidad metabólica y las posibles interacciones farmacológicas es invaluable, ahorrando tiempo y recursos en el desarrollo de nuevos productos farmacéuticos. Este artículo profundiza en las diferencias entre los microsomas hepáticos y las fracciones S9, explorando su composición, funcionalidad, ventajas y limitaciones.Composición y estructura de microsomas hepáticos
● Microsomas como parte del retículo endoplásmico
Los microsomas hepáticos son vesículas como artefactos derivados del retículo endoplásmico en las células eucariotas. Se forman cuando las células se descomponen durante el proceso de homogeneización, lo que resulta en la sedimentación del retículo endoplásmico. Esta fracción subcelular está enriquecida con enzimas unidas a la membrana - y es primordial en el estudio del metabolismo de los fármacos, particularmente las reacciones de fase I.● Enzimas clave involucradas: citocromo P450 y UGTS
La alta concentración de enzimas citocromo P450 (CYP) en microsomas hepáticos es su característica definitoria. Estas enzimas juegan un papel crucial en el metabolismo oxidativo de una amplia gama de xenobióticos, incluidas las drogas y las toxinas ambientales. También están presentes la uridina difosfato - glucuronosiltransiltransferasas (UGT), que contribuyen a la conjugación y la posterior eliminación de metabolitos, marcando un paso inicial para comprender la Fase I y algunas reacciones de la Fase II.Composición y estructura de fracciones S9
● S9 como una combinación de fracciones microsomales y citosólicas
La fracción S9, a menudo denominada sobrenadante 9000G, es un componente subcelular obtenido de homogeneizados hepáticos a través de la centrifugación diferencial. A diferencia de los microsomas que contienen enzimas unidas al retículo endoplásmico predominantemente endoplásmico, la fracción S9 incluye enzimas microsómicas y citosólicas, presentando un perfil enzimático más completo.● Enzimas presentes en S9, incluidas la Fase I y II.
Las fracciones S9 proporcionan un medio enzimático más rico, que encapsulan ambas enzimas de fase I como CYP y un conjunto de enzimas de fase II, como sulfotransferasas, glucuronosiltransferasas y glutatión - S - transferasas. Esta matriz permite transformaciones metabólicas más extensas, simulando el entorno in vivo del hígado con mayor precisión que los microsomas solo.Funcionalidad: metabolismo de fase I y fase II
● Diferencias en la actividad enzimática entre microsomas y S9
La diferencia central se encuentra en el alcance enzimático. Los microsomas hepáticos apoyan principalmente las reacciones metabólicas de fase I, que implican oxidación, reducción e hidrólisis. Estas reacciones introducen o exponen grupos funcionales en las moléculas del fármaco, allanando el camino para las reacciones de fase II. En contraste, las fracciones S9 abarcan ambas fases I y II, lo que facilita las reacciones de conjugación que los microsomas no pueden realizar de forma independiente.● Importancia de la Fase I y II en el metabolismo de las drogas
La naturaleza secuencial de las reacciones de Fase I y II subraya su importancia en el metabolismo de los fármacos. Las modificaciones de la Fase I generalmente preparan los compuestos para la Fase II, que generalmente implica la conjugación para aumentar la solubilidad, ayudando en el proceso de excreción. Comprender estas fases es vital para predecir la biodisponibilidad, la eficacia y la toxicidad potencial de un medicamento.Aplicaciones en estudios de metabolismo de drogas
● Uso en estudios de ADME: absorción, distribución, metabolismo, eliminación
Los microsomas hepáticos y las fracciones S9 son fundamentales en los estudios de ADME, que evalúan la absorción, distribución, metabolismo y eliminación de candidatos a drogas. Estos estudios son críticos para determinar el perfil farmacocinético de los medicamentos, proporcionando datos esenciales que informan la dosificación, las interacciones potenciales y los efectos secundarios.● Estudios comparativos: microsomas vs. S9 en el descubrimiento de fármacos
El análisis comparativo entre microsomas y fracciones S9 revela que si bien ambos tienen sus usos, las fracciones S9 ofrecen una visión más holística de la estabilidad metabólica debido a la inclusión de enzimas de fase II. Este análisis exhaustivo ayuda a la identificación de vías metabólicas que podrían no ser evidentes cuando se usan microsomas hepáticos solos.Ventajas de los microsomas hepáticos
● Costo - Efectividad y disponibilidad
Los microsomas hepáticos son favorecidos por su costo - Efectividad y disponibilidad generalizada. Los procesos para su preparación y uso están bien establecidos, lo que los convierte en una opción práctica para muchos laboratorios.● Compatibilidad de alto rendimiento y automatización
La simplicidad de los ensayos de microsoma los hace susceptibles de alto rendimiento y automatización, una característica esencial para seleccionar grandes bibliotecas de compuestos rápidamente. Esta ventaja es crucial para racionalizar la tubería de descubrimiento de fármacos, lo que permite la identificación temprana de candidatos prometedores.Ventajas de las fracciones de hígado S9
● Representación metabólica integral
Con las enzimas de fase I y II, las fracciones S9 ofrecen una evaluación más completa del destino metabólico de un compuesto. Esta representación integral es particularmente útil para identificar metabolitos potenciales al principio del proceso de desarrollo de fármacos.● Inclusión del metabolismo de la fase II y las consideraciones de costos
La inclusión de enzimas de fase II significa que las fracciones S9 pueden proporcionar información sobre las reacciones de conjugación, prediciendo cómo se procesarán los medicamentos en el cuerpo. Si bien pueden requerir cofactores adicionales para ciertas reacciones, aún ofrecen un equilibrio favorable de costo y utilidad en configuraciones de alto rendimiento.Limitaciones de los microsomas hepáticos
● Ausencia de enzimas citosólicas que afectan los datos completos del metabolismo
Una limitación significativa de los microsomas hepáticos es su falta de enzimas citosólicas, que son esenciales para una imagen metabólica completa. Esta ausencia significa que algunos metabolitos pueden pasarse por alto, perdiendo vías críticas importantes para comprender la seguridad y la eficacia de los medicamentos.● Requisito para sistemas adicionales para el estudio de la fase II
Para estudiar las reacciones de fase II de manera integral, es necesario sistemas o suplementos adicionales con enzimas/cofactores externos cuando se usan microsomas. Este requisito puede complicar el diseño y la interpretación del ensayo.Limitaciones de las fracciones del hígado S9
● Necesidad de factores de CO y posible dilución enzimática
A pesar de su naturaleza integral, las fracciones S9 a menudo requieren la adición de cofactores para apoyar ciertas actividades enzimáticas. Esta necesidad puede introducir la variabilidad y la complejidad en los ensayos. Además, la dilución de las enzimas en las fracciones S9, en comparación con las preparaciones aisladas, puede afectar la sensibilidad de la detección de algunas reacciones metabólicas.● Desafíos de almacenamiento y preparación en comparación con los microsomas
La preparación y el almacenamiento de fracciones S9 pueden ser más desafiantes que para los microsomas. El mantenimiento adecuado de la actividad enzimática a través de un manejo y almacenamiento cuidadoso es crucial para obtener resultados confiables, lo que complica ligeramente su uso en estudios a gran escala.Conclusión y recomendaciones
● Resumen de los mejores - Usar escenarios para cada método
Los microsomas hepáticos y las fracciones S9 tienen fortalezas y debilidades distintas. Los microsomas de hígado se usan mejor cuando se necesita costo de detección de metabolismo de fase I efectiva y rápida. En contraste, las fracciones S9 son más adecuadas para estudios integrales que requieren información sobre el metabolismo de la Fase I y II. Seleccionar el sistema apropiado depende de los requisitos específicos de la investigación y los recursos disponibles.● Sugerencias para un uso óptimo en procesos de desarrollo de fármacos
Para aquellos en las primeras etapas de desarrollo de fármacos, el empleo de microsomas de hígado de alta calidad de un proveedor de microsomas hepático de buena calidad o fabricante de microsomas de hígado puede optimizar las proyecciones iniciales. A medida que avanza la investigación, incorporandohígado S9Las fracciones, posiblemente obtenidas de una fábrica de microsomas hepática confiable, proporcionarán una imagen más completa de la estabilidad metabólica, asegurando una sólida evaluación de candidatos a fármacos.● Introducción aIcase
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Tiempo de publicación: 2024 - 11 - 26 16:50:02