In Vitro Drug Transporter-en ebaluazioa: ABC besikulen eta SLC garraiatzaileen zelulen eginkizunak aztertzea

Gako-hitzak: 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 M912K Interaction Guides on Dr. MOCK, MOCK SLC Garraiatzailea.

IPHASE produktuak

Aurrekariak

Aplikazio klinikoetan, pazienteek sarritan hainbat droga erabiltzen dituzte aldi berean, eta sendagai horiek droga-interakzioak (DDI) sor ditzakete, kontrako erreakzio larriak sortzeko edo tratamenduaren eraginkortasuna aldatzeko. DDIaren ebaluazioa normalean in vitro probekin hasten da, botiken erabileran eragina izan dezaketen faktoreak identifikatzeko, DDI mekanismo potentzialak argitzeko eta gehiago aztertzeko parametro zinetikoak lortzeko. Droga metabolizatzeko entzimak DDI ikerketaren ardatza dira aspalditik. Azken urteotan, biologia molekularraren teknologiaren garapenarekin, aurrerapen garrantzitsuak egin dira in vitro droga-garraiatzaileen azterketan, eta garraiatzaileetan oinarritutako DDIen in vitro ebaluazioaren garrantzia gero eta arreta handiagoa izan da.

Garraiolariak eta haien eginkizunak

Garraiatzaileak hainbat ehunen zelula-mintzean zehar mintz-transmiko proteinei deitzen die, substantzia endogenoak edo exogenoak mintz biologikoetan sartu eta irteten direnean. In vitro drogen garraiatzailea drogak substratu gisa hartzen dituzten, ehunen edo organoen zelula-mintzaren gainazalean dauden eta mintz-gaindiko sendagaien garraioaren funtzioa hartzen duten proteinen termino orokorra da, batez ere bi familia barne: ATP-lotzeko kasetea (ABC)superfamilia eta solutu-eramailearen superfamilia (SLC garraioa), mintz haraindiko sendagaien garraio-prozesuan nagusi direnak.

ABC garraiolariakATP-menpeko garraiatzaileak dira, hainbat substratu (adibidez, ioiak, lipidoak eta sendagaiak) aktiboki mugitzen dituzten zelulen mintzetan zehar, askotan kontzentrazio-gradienteen aurka. Funtsezko paperak betetzen dituzte drogen erresistentzian, metabolismoan eta zelulen detoxifikazioan.SLC garraiolariakGehienetan, glukosa, aminoazido eta neurotransmisoreak bezalako solutuen mugimendua bideratzen duten bigarren mailako garraiatzaile aktibo edo erraztuak dira. ABC garraiatzaileek ez bezala, ez dute ATP behar zuzenean, baina ioi-gradienteetan oinarritzen dira.

Medikamentuen isurketa bideratzen duten garraiatzaileak P-glikoproteina (P-gp) edo multi-droga-erresistentzia 1 proteina (MDR1), bularreko minbiziaren erresistentzia proteina (BCRP) dira batez ere. ATP-binding cassette(ABC) garraiatzaileen familiako kideak dira, eta ATP hidrolizatuaren energia erabiltzen dute drogak eta substantzia endogenoak garraiatzeko. Drogak zelularen sarreraren bitartekaritza duten garraiatzaileek xede-gunera eraman ditzakete substratuak efektu farmakologikoak egiteko, eta solutu-garraiatzaileen familiako kideenak dira, batez ere anioi organikoak garraiatzen dituen polipeptidoa (OATP), anioi organiko garraiatzailea (OAT), multidroga eta toxina estrusio-proteinak (MATE), katioi organikoen garraiatzailea, etab.

Garraiatzaile nagusiak eta haien eginkizunak:

• -BSEP(Behazun-gatza esportatzeko ponpa):Gibelean behazun-azidoak jariatzeko funtsezkoa da, BSEP disfuntzioa gibeleko gaixotasun kolestatikoarekin lotuta dago. Droga-induzitutako --BSEP inhibizioak hepatotoxikotasuna eragin dezake.
• -BCRP(Bularreko Minbiziaren Erresistentzia Proteina):BCRP-k kimioterapia eta birusen aurkako bioeskuragarritasunari eragiten dio, zeluletatik substratuak esportatzen ditu eta plazenta eta odol/garuneko hesiaren barneratzea eragiten du.
• -MATE1/MATE2-K(Botika anitzeko eta toxinak estrusitako proteinak):Giltzurrun eta gibeleko ehunetan kokatuta, MATE1 eta MATE2-K-k sendagai katioikoak kanporatzen dituzte, OCT2-rekin sinergikoki lan eginez giltzurruneko jariapena bideratzeko.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Gibeleko harrapaketa garraiatzailea funtsezkoa da estatinak garbitzeko. OATP1B1-ek funtsezko eginkizuna du konposatu endogenoen hartzearen bitartekaritzan, hala nola azido bilirrubikoa, bilirrubina, konposatu esteroideak-akoplatuak eta tiroideo hormonak, baita farmako kliniko ugariren gibeleko garbiketa ere, hala nola estatinak, antibiotikoak, birusak eta minbiziaren aurkako sendagaiak.
• -OAT1(SLC22A6):Anioien giltzurrun-hartzea bitartekartzen du, birusen aurkakoak eta NSAIDak barne, nefrotoxikotasun arriskua eraginez.

Garraiatzaileen Inhibizioa eta DDI

Garraiatzaileen inhibizioadroga garapenaren funtsezko alderdia da. Garraiatzaileen inhibizioak funtsezko eginkizuna du droga-droga-interakzioetan (DDI) ko-administratutako sendagaien xurgapena, banaketa, metabolismoa eta iraizpenari eraginez. MDR1(P-gp) eta BCRP bezalako isurketa garraiatzaileen inhibizioak botiken estrusio zelularra murriztu dezake, potentzialki zelula barneko eta kontzentrazio sistemiko handiagoak sor ditzake. Era berean, OATP1B1 bezalako harrapaketa-garraiatzaileak inhibitzeak gibeleko sendagaien garbiketa murriztu dezake, eta BSEP inhibizioak behazun-azidoen garraioa oztopatu dezake, kolestasi arriskua areagotuz. Gainera, giltzurruneko sendagaiak kentzeko funtsezkoak diren MATE1, MATE2-K eta OAT1 bezalako garraiatzaileek, inhibituta daudenean, giltzurruneko iraizpena alda dezakete eta sendagaiak metatzen lagun dezakete. In vitro ereduak, besteak besteMDCK IIetaKako-2zelula-lerroak, oso erabiliak dira garraiatzaileen elkarreragin hauek ebaluatzeko, DDI potentzialaren inguruko informazio ezinbestekoa emanez drogak garatzeko garaian.

Garraiolari Ikasketetarako In Vitro ereduak

Garraiatzaileen funtzioa ulertzea eta garraiatzaile/bitartekaritzako DDIak aurreikustea zelula-eredu espezializatuetan oinarritzen dira. Ikertzaileek erabiltzen duteHEK293 MOCKzelulak kontrol negatibo gisa, behatutako edozein garraio garraiatzaile espezifikoari zor zaiola ziurtatuz. HEK293 MOCK-k aurrekari koherentea eskaintzen du, eta HEK293 MOCK-k, berriz, funtsezkoa izaten jarraitzen du espezifikotasun esperimentala balioztatzeko. Metodo bat erabiltzen damintzaren besikulakGehiegi adierazten duten garraiagailuetatik, askotan HEK293 MOCK zeluletatik isolatuta. Era berean,MOCK SLC garraiolariaereduak funtsezkoak dira garraiatzaile-jarduera espezifikoa eta harrapaketa ez-espezifikoa bereizteko. MOCK SLC Transporter entseguek behatutako substratuaren mugimendua garraiatzaile-menpekoa dela baieztatzen dute, eta MOCK SLC Transporter esperimentuek ereduaren fidagarritasuna indartzen dute. HEK293 MOCK eta MOCK SLC Transporter erabiliz hurbilketa bikoitz honek ATP-menpeko garraioa aztertzeko gaitasuna hobetzen du zelulen metabolismoaren interferentziarik gabe.

Caco-2 zelula-lerroa, giza koloneko kartzinomatik eratorria, hesteetako sendagaien xurgapena simulatzeko erabiltzen den beste eredu estandar bat da. Hainbat garraiatzaile adierazten dituzten enterozitoen antzeko zeluletan bereizteko duen gaitasunak —esaterako, P-gp eta BCRP— balio handikoa egiten du sendagaien iragazkortasuna eta balizko elkarrekintzak ebaluatzeko.

Gainera, garraiatzaile-eredu espezifikoak, esaterako, Human BCRP Expressing zelulek substratuaren espezifikotasuna, sendagaien garraioaren portaera zinetikoa eta inhibitzaileek garraiatzaileen jarduera zenbateraino modula dezaketen ikertzen dute. Saiakuntza besikularretako datuekin konbinatuta, zelula-sistema hauek garraiatzaileen/bideratutako sendagaien banaketaren dinamikari buruzko ikuspegi zabala eskaintzen dute.

Ondorioa

Laburbilduz, garraiatzaileen elkarrekintzak ulertzea ezinbestekoa da sendagaien segurtasuna eta eraginkortasuna optimizatzeko. MDR1(P-gp), BCRP eta BSEP bezalako garraiatzaileek OATP 1B1 eta OAT1 slc Transporter bezalako harrapaketa garraiatzaileekin batera paper garrantzitsuak betetzen dituzte drogen farmakokinetikan. MDCK II, Caco-2, Human BCRP Expressing zelulak eta Human MDR1 Knockin MDCK II Cells-en in vitro ereduak erabiltzeak marko sendo bat eskaintzen du garraiatzaileen inhibizioak droga-droga-interakzioetan eta droga-disposizio orokorrean nola eragin dezakeen ulertzeko. Ikuspegi hauek ezinbestekoak dira sendagaien eraginkortasuna eta segurtasuna ezarpen klinikoetan optimizatzeko.