Mikrosoomid: eelistatud in vitro metaboolne mudel mittekliiniliste ravimite uurimiseks

Mikrosoomid: eelistatud in vitro metaboolne mudel mittekliiniliste ravimite uurimiseks

Mikrosoomid: määratlus ja funktsioonid

Enamikul juhtudel viitavad mikrosoomid sfäärilistele, läbimõõduga umbes 100 nm vesikulaarse membraani struktuuridele, mis on moodustatud killustatud endoplasmaatilise retikulumi (ER) iseenda sulandumisega rakkude homogeniseerimise ja diferentsiaalse tsentrifuugimise ajal. Need on heterogeensed koosseisud, mis koosnevad kahest põhikomponendist: ER -membraanid ja ribosoomid. Mikrosoomid rikastatakse peamiselt tsütokroom P450 (CYP450) oksüdaasi ensüümidega, millel on pöördeline roll oksüdatiivses metabolismis ja on võtmeensüümid ravimi metabolismi protsessides.

In vitro säilitavad mikrosoomid ER olulisi funktsioone, sealhulgas valkude sünteesi, valgu glükosüülimist ja lipiidide biosünteesi, pakkudes mitmekülgset tööriista erinevate biokeemiliste ja farmakoloogiliste protsesside uurimiseks.

Joonis 1: mikrosoomid (allikas: Internet)

1. Uimastite metabolismi võtmeorganid

Ravimi metabolism viitab keemilistele muutustele, mida kehas läbib ravim, mille tulemuseks on struktuurimuudatused. See protsess, mida tuntakse ka kui biotransformatsioon, toimub peamiselt sellistes elundites nagu maksa, neerud, kopsud, kõht, soolestikud ja nahk. Nende hulgas on maks ravimi metabolismi peamine koht, millele järgnevad neerud kui teine ​​kõige olulisem elund.

Maksa sees katalüüsib ravim - metaboliseeruvad ensüümid struktuurimuundumised, mida saab üldiselt jagada kaheks faasiks: I faasi metabolism ja II faasi metabolism.

• I etapi metabolism (I faasi reaktsioon): see faas hõlmab oksüdatiivseid, reduktiivseid või hüdrolüütilisi reaktsioone, mis genereerivad vaheprodukte, sealhulgas sageli elektrofiilseid rühmi ja hapniku radikaale. Need reaktsioonid võivad põhjustada hepatotoksilisust.
• II faasi metabolism (II faasi reaktsioon): see faas koosneb konjugeerimisreaktsioonidest, mis peamiselt ravimite detoksifitseerimiseks. Pärast metabolismi kaotab enamik ravimeid farmakoloogilise aktiivsuse, ehkki vähemuseks võivad saada aktiivsed raviained.

Maks tegeleb umbes 70% - 80% kogu ravimi metabolismist, rõhutades selle keskset rolli biotransformatsioonis.

Lisaks maksale aitavad neerud märkimisväärselt kaasa ravimite metabolismile, moodustades umbes 10% - 20% kogu metaboolsest aktiivsusest. Neerud eritavad ravimeid ja nende metaboliite filtreerimise ja sekretsiooni kaudu. Nende võime ravimi eritumiseks on siiski piiratud, mis võib põhjustada teatud ravimite kogunemist ja potentsiaalset toksilisust.

Lisaks maksale ja neerudele mängivad rolli ka muud elundid, näiteks sooleensüümisüsteemid ja kopsud ravimite imendumise, jaotuse ja metabolismi mõjutamisel, ehkki vähemal määral.

Joonis 2: Monooksügenaasiga katalüüsitud reaktsioon (allikas: Internet)

2. Ravimite metaboliseerivate elundite peamised ensüümid

Nagu arutatud, sõltub ravimite metabolism peamiselt maksa, neerude, seedetrakti ja muude organite erinevate ensüümisüsteemide õigest toimimisest. Nende elundite ensümaatiliste profiilide mõistmine on hädavajalik ravimite metabolismi protsesside põhjalikuks uurimiseks.

Ravimi metabolismiga seotud ensüümid liigitatakse üldiselt kahte klassi: mikrosomaalsed ensüümisüsteemid ja mitte - mikrosomaalsed ensüümi süsteemid.

• Mikrosomaalsed ensüümisüsteemid:
  Need ensüümid lokaliseeritakse peamiselt maksarakkudes ja teistes rakkudes endoplasmaatilise retikulumi lipofiilsetes membraanides. Kõige olulisem oksüdatiivsete ensüümide rühm maksa mikrosoomides on maksa mikrosomaalne segatud - funktsiooni oksüdaasi süsteem, mida tuntakse ka kui monooksügenaase (CYP450). Need ensüümid esindavad kehas ravimite metabolismi peamist rada, mis on võimeline katalüüsima mitmesuguseid oksüdatiivseid reaktsioone. Nende ensüümide katalüüsitud biotransformatsiooniprotsess nõuab tsütokroom P450 (CYP450), koensüümi II, molekulaarse hapniku, Mg²⁺, flavoproteiinide, mitte - heemi rauavalgude ja muude kofaktorite kaasamist.
  Lisaks on endoplasmaatilise retikulumi luminaalsel küljel ka II faasi metabolismi põhikomponenti UDP - glükuronosüültransferaasid (UGTS), muutes UGT ensüümid mikrosomaalse süsteemi osaks.
• Mitte - mikrosomaalsed ensüümisüsteemid:
  Tuntud ka kui II tüüpi ensüümid, nende hulka kuuluvad UGT -d, sulfotransferaasid (SULT), glutatiooni - S - ülekandeasid (GST), N - atsetüültransferaasid (NAT) ja aminohapete konjugeerivad ensüümid. Mitte - mikrosomaalsed ensüümid hõlbustavad peamiselt II faasi metabolismi.

Lisaks füsioloogilisele rollile vee ja elektrolüütide tasakaalu säilitamisel ning endogeensete ja eksogeensete ainete eritumisel on neeru ka I ja I ja II faasi metaboolsete biotransformatsioonide võtmeorgan.

• I etapp neeru metabolism:
  Sisaldab p450 ensüüme, dehüdrogenaase ja mitmesuguseid monooksügenaase, ehkki nende kontsentratsioonid ja aktiivsus on oluliselt madalamad kui maksas, muutes neeru I faasi metabolismi vähem domineerivaks.
• II etapi metabolism neerudes:
  Hõlmab peamiselt UGT -sid, sulte, GST, NAT -i ja aminohapete konjugeerivaid ensüüme, mängides suurt rolli neeruravimite metabolismis.

Soolestik, kui üks suurimaid seedeorganit, mängib ka kriitilist rolli ravimite metabolismis. Sooletraktis läbivad paljud ravimid metaboolseid reaktsioone, mis muudavad need eritudavateks ja elimineeritavateks metaboliitideks. Need metaboolsed protsessid toimuvad kahe raja kaudu:

1. Ensümaatiline metabolism soole epiteelirakkudes, mis hõlmab selliseid ensüüme nagu CYP450, UGTS ja lipaasid.
2. Mikroobne - vahendatud metabolism soolestiku mikrobiota abil.

Need ensümaatilised süsteemid erinevates elundites tagavad ravimite tõhusa ainevahetuse ja kliirensi, tuues esile ravimite metabolismi radade keerukuse ja integreerimise kehas.

Pideva edusammudega meditsiinis on sissehingatud ravimid viimastel aastatel märkimisväärselt tähelepanu pööranud nende kiire imendumise, kiire toimetuleku ja võimega kõigepealt mööda minna - Metabolismist. Erinevalt tavapärastest suukaudsetest ravimitest pakuvad sissehingatavad koostised ravimeid otse kopsukudedesse, vältides maksa esimest - läbipääsu mõju. See rõhutab narkootikumide metabolismi uurimise olulisust sissehingatavate koostiste korral.

Kopsud sisaldavad mitmesuguseid ravimeid Nende hulgas mängivad kopsu P450 ensüümid kriitilist rolli ksenobiootikumide biotransformatsioonis, sissehingatavate keemiliste kantserogeenide inaktiveerimisel ja kopsutoksiinide võõrutus.

KokkuvõtlikultRavimite metabolism kehas on tavaliselt koordineeritud protsess, mis hõlmab mitut elundit ja ensüümisüsteeme. Seega on varajase mittekliinilise ravimi arengufaasis ülioluline valida in vitro mudelite valimine metaboolsete radade selgitamiseks ja peamiste metaboliseerivate ensüümide tuvastamiseks.

3. In vitro ravimite metabolismi mudelid: mikrosoomid

Võrreldes in vivo metabolismi uuringutega minimeerivad in vitro uuringud füsioloogiliste tegurite häireid, võimaldades otsest jälgimist ravimite ja ensüümide vaheliste koostoimete osas. Järelikult on in vitro metabolismi mudelid muutunud ravimite varase väljatöötamise eelistatavaks valikuks. Ravimi in vitro metabolismi uuringute levinumad mudelid hõlmavad mikrosoome, S9 fraktsioone, tsütosooli, kudede homogenaate ja primaarseid rakke. Arvestades, et maks on ravimi metabolismi peamine koht, maksarakud ja nende subtsellulaarsed komponendid -nagu maksa mikrosoomid, maksa S9 fraktsioonid, maksakoe homogenaadid ja maksa tsütosool-on peamised mudelid ravimi metabolismi uurimisel.

Mikrosoomid on konkreetselt vesikulaarsed membraanstruktuurid, mis on saadud killustatud endoplasmaatilisest retikulumist, mis ise - kokku pandud rakkude homogeniseerimise ja diferentsiaalse tsentrifuugimise ajal. Need on laialt levinud sellistes elundites nagu maksa, neerud, sooled ja kopsud. Kuna mikrosoomid sisaldavad I faasi ensüüme nagu tsütokroom P450 (CYP450) ja II faasi ensüümid nagu UGT -d ja sultsid, hõlmavad need mitmesuguseid erinevaid ravimeid. Seega on koe - spetsiifiliste mikrosoomide valimine kriitiline samm in vitro ravimite metabolismi uuringutes.

Lisaks kasutatakse ravimite mittekliiniliste farmakokineetiliste uuringute tehniliste juhiste kohaselt tavaliselt eksperimentaalseid loomi nagu hiired, rotid, küülikud, merisead, koerad, miniatuursed sead ja ahvid. Uuenduslike ravimite puhul tuleks kasutada vähemalt kahte liiki, üks närilisteks ja teine ​​mitte - näriliste liik. Lisaks loomaliikidele, humaniseeritud materjalidele -nagu inimese maksa mikrosoomid-rõhutatakse ka kui mittekliiniliste ADME uuringute peamisi vahendeid. Järelikult on mikrosoomide valimine mitmest liigist, sealhulgas inimestest, ravimi metabolismi uuringutes keskne kaalutlus.

Arvestades sedaIfaas, kui juhtiv in vitro bioloogiliste reagentide pakkuja on edukalt välja töötanud mikrosoomproduktid, mis on saadud mitme liigi erinevatest kudedest, sealhulgas inimeste, ahvide, koerte, rottide ja hiirte kudedest. Need tooted pakuvad laia valikut võimalusi liikide erinevuste, metaboolse stabiilsuse, p450 inhibeerimise ja metaboolse ensüümi fenotüübi uurimiseks.

Rangete kvaliteedikontrolli meetmete abil tagab ifaas toote usaldusväärsuse, aidates klientidel aega kokku hoida ja tõhusust parandada. Ifaasi mikrosoomid on ideaalne valik in vitro mittekliiniliste uuringute jaoks.

Ifaasi mikrosoomitoodete eelised:

• Vastavus:Kõik tootmises kasutatavad kuded hangitakse sertifitseeritud kanalite kaudu selge jälgitavusega.
• Ohutus:Tootmiskudesid testitakse patogeenide suhtes, et tagada toote kvaliteet ja ohutus.
• Kvaliteetne:Tooted läbivad range sisemise kvaliteedikontrolli, tagades suured partiisuurused minimaalse - partii varieeruvusega.
• Kohandatavus:Konkreetsete liikide või kudede kohandatud mikrosoomi tooted on saadaval ainulaadsete kliendi nõuete täitmiseks.

Aastate teadus- ja arendustegevuse teadmiste võimendamine,Ifaason käivitanud kõrge - lõpp -uurimisreagendid mitme valdkonna ja kategooria vahel. Need tooted on olulised tööriistad varajaseks - lavaravimite väljatöötamiseks, pakkudes uusi materjale, meetodeid ja tehnikaid eluteaduste uurimiseks. Need pakuvad ka mugavaid lahendusi toidu, farmaatsia ja kemikaalide geneetilise toksilisuse uuringute jaoks.

Ootame teadlaste toetamist meie uuenduslike ja usaldusväärsete toodetega!



Meie poole pöördumiseks klõpsake paremal nuppu！