Mikrosomit: Edullinen in vitro -metabolinen malli ei -kliinisen lääkkeen tutkimuksen kannalta

Mikrosomit: Edullinen in vitro -metabolinen malli ei -kliinisen lääkkeen tutkimuksen kannalta

Mikrosomit: Määritelmä ja toiminnot

Useimmissa tapauksissa mikrosomit viittaavat pallomaiseen, vesikulaariseen membraanirakenteeseen, jonka halkaisija on noin 100 nm, muodostettu fragmentoidun endoplasmisen retikulumin (ER) fuusio solun homogenoinnin ja differentiaalisen sentrifugoinnin aikana. Nämä ovat heterogeenisiä kokoonpanoja, jotka käsittävät kaksi peruskomponenttia: ER -kalvot ja ribosomit. Mikrosomit rikastuvat pääasiassa sytokromi P450 (CYP450) oksidaasientsyymeillä, joilla on keskeinen rooli oksidatiivisessa aineenvaihdunnassa ja jotka ovat keskeisiä entsyymejä lääkeaineenvaihdunnan prosesseissa.

In vitro mikrosomit säilyttävät ER: n olennaiset toiminnot, mukaan lukien proteiinisynteesi, proteiinien glykosylaatio ja lipidien biosynteesi, tarjoamalla monipuolisen työkalun erilaisten biokemiallisten ja farmakologisten prosessien tutkimiseen.

Kuva 1: Mikrosomit (lähde: Internet)

1. Keskeiset elimet huumeiden aineenvaihdunnassa

Lääkkeen aineenvaihdunta viittaa kemiallisiin muutoksiin, joita lääkkeen avulla käy ilmi kehossa, mikä johtaa rakenteellisiin modifikaatioihin. Tämä prosessi, joka tunnetaan myös nimellä biotransformaatio, esiintyy pääasiassa elimissä, kuten maksassa, munuaiset, keuhkot, vatsa, suolet ja iho. Näistä maksa on lääkkeen aineenvaihdunnan pääkohta, jota seuraa munuaiset toiseksi merkittävimmänä elimenä.

Maksan sisällä lääke - metaboloivat entsyymit katalysoivat rakenteellisia transformaatioita, jotka voidaan yleensä luokitella kahteen vaiheeseen: vaiheen I aineenvaihdunta ja vaiheen II aineenvaihdunta.

• Vaiheen I aineenvaihdunta (vaiheen I reaktio): Tämä vaihe sisältää oksidatiiviset, pelkistävät tai hydrolyyttiset reaktiot, jotka tuottavat välituotteita, mukaan lukien elektrofiiliset ryhmät ja happiradikaalit. Nämä reaktiot voivat johtaa maksatoksisuuteen.
• Vaiheen II aineenvaihdunta (vaiheen II reaktio): Tämä vaihe koostuu konjugointireaktioista, jotka pääasiassa myrkyttävät lääkkeet. Aineenvaihdunnan jälkeen suurin osa lääkkeistä menettää farmakologisen aktiivisuuden, vaikka vähemmistöstä voi tulla aktiivisia terapeuttisia aineita.

Maksa käsittelee noin 70% - 80% lääkkeen aineenvaihdunnasta, korostaen sen keskeistä roolia biotransformaatiossa.

Maksan lisäksi munuaiset vaikuttavat merkittävästi lääkkeen aineenvaihduntaan, mikä on noin 10% - 20% kokonaismetabolisesta aktiivisuudesta. Munuaiset erittävät lääkkeitä ja niiden metaboliitteja suodatuksen ja erityksen kautta. Niiden kapasiteetti lääkkeiden erittymiselle on kuitenkin rajoitettu, mikä voi johtaa tiettyjen lääkkeiden kertymiseen ja potentiaalisen myrkyllisyyteen.

Maksan ja munuaisten lisäksi muilla elimillä, kuten suoliston entsyymijärjestelmillä ja keuhkoilla, on myös merkitys lääkkeen imeytymisen, jakautumisen ja aineenvaihdunnan vaikuttamisessa, vaikkakin vähemmässä määrin.

Kuva 2: Reaktio, jota katalysoidaan monooksigenaasilla (lähde: Internet)

2. Avain entsyymit lääkkeiden metaboloivissa elimissä

Kuten keskusteltiin, lääkkeen aineenvaihdunta riippuu ensisijaisesti eri entsyymijärjestelmien asianmukaisesta toiminnasta maksassa, munuaisissa, maha -suolikanavassa ja muissa elimissä. Näiden elinten entsymaattisten profiilien ymmärtäminen on välttämätöntä kattavalle tutkimukselle lääkkeen aineenvaihduntaprosesseista.

Lääkkeiden aineenvaihduntaan osallistuvat entsyymit luokitellaan yleensä kahteen luokkaan: mikrosomaaliset entsyymijärjestelmät ja ei -- mikrosomaaliset entsyymijärjestelmät.

• Mikrosomaalinen entsyymijärjestelmät:
  Nämä entsyymit ovat ensisijaisesti lokalisoituneet endoplasmisen retikulumin lipofiilisiin kalvoihin maksasoluissa ja muissa soluissa. Tärkein ryhmä oksidatiivisia entsyymejä maksan mikrosomeissa on maksan mikrosomaalinen sekoitettu - funktion oksidaasijärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä monoksigenaasit (CYP450). Nämä entsyymit edustavat ensisijaista polkua kehon lääkeaineenvaihdunnalle, joka kykenee katalysoimaan laajan valikoiman hapettumisreaktioita. Näiden entsyymien katalysoima biotransformaatioprosessi vaatii sytokromi P450: n (CYP450), koentsyymi II, molekyylin happea, mg²⁺, flavoproteiineja, ei - hemirautaproteiineja ja muita kofaktoreita.
  Lisäksi UDP - glukuronosyylitransferaasit (UGT), vaiheen II aineenvaihdunnan avainkomponentti, on myös endoplasmisen retikulumin luminaalisella puolella, mikä tekee UGT -entsyymeistä osaa mikrosomaalisen järjestelmän osaa.
• Ei - mikrosomaalinen entsyymijärjestelmä:
  Näitä tunnetaan myös nimellä tyypin II entsyymejä, joihin kuuluvat UGT: t, sulfotransferaasit (suljet), glutationi - S - Transferases (GST), N - asetyylitransferaasit (NAT) ja aminohappojen konjugoivat entsyymit. Ei -- mikrosomaaliset entsyymit helpottavat ensisijaisesti vaiheen II aineenvaihduntaa.

Fysiologisen roolinsa lisäksi veden ja elektrolyytin tasapainon ylläpitämisessä ja endogeenisten ja eksogeenisten aineiden erittymisessä, munuainen on myös avain elin vaiheen I ja vaiheen II aineenvaihduntabiotransformaatioille.

• Vaiheen I aineenvaihdunta munuaissa:
  Sisältää P450 -entsyymit, dehydrogenaasit ja erilaiset monoksigenaasit, vaikka niiden pitoisuudet ja aktiivisuudet ovat huomattavasti alhaisemmat kuin maksassa, mikä tekee munuaisvaiheen I aineenvaihdunnasta vähemmän hallitsevia.
• Vaiheen II aineenvaihdunta munuaisessa:
  Ensisijaisesti UGT: t, suljeja, GST: tä, Nats ja aminohappokonjugoivia entsyymejä on tärkeä rooli munuaislääkkeiden aineenvaihdunnassa.

Suolistolla, joka on yksi suurimmista ruuansulatuselimistä, on myös kriittinen rooli lääkkeen aineenvaihdunnassa. Suolenosassa monet lääkkeet läpikäyvät metabolisia reaktioita, jotka muuttavat ne entistä erottamattomiksi ja eliminoitavissa oleviksi metaboliiteiksi. Nämä aineenvaihduntaprosessit tapahtuvat kahden reitin kautta:

1. Entsymaattinen aineenvaihdunta suoliston epiteelisoluissa, joihin sisältyy entsyymejä, kuten CYP450, UGTS ja lipaasit.
2. Mikrobi - välitetty aineenvaihdunta suoliston mikrobiotalla.

Yhdessä nämä eri elimissä olevat entsymaattiset järjestelmät varmistavat lääkkeiden tehokkaan aineenvaihdunnan ja puhdistuman korostaen kehon lääkeaineenvaihduntien monimutkaisuutta ja integrointia.

Lääketieteen jatkuvan edistyksen myötä hengitetyt lääkkeet ovat kuitenkin saaneet merkittävää huomiota viime vuosina nopean imeytymisen, nopean vaikutuksen alkamisen ja kyvyn ohittamisen vuoksi ensin - kulkevan aineenvaihdunnan vuoksi. Toisin kuin tavanomaiset oraaliset lääkkeet, hengitetyt formulaatiot toimittavat lääkitystä suoraan keuhkokudoksiin välttäen maksan ensin - pass -vaikutuksia. Tämä korostaa lääkkeen aineenvaihdunnan tutkimisen tärkeyttä keuhkojen sisällä hengitettyjen formulaatioiden suhteen.

Keuhkot sisältävät erilaisia ​​lääkkeitä - metaboloivia entsyymejä, mukaan lukien p450 -entsyymit, hydrolaasit, konjugaatioentsyymit, monoamiinioksidaasit ja flaviinit, jotka sisältävät monooksigenaaseja. Näistä keuhkojen P450 -entsyymeillä on kriittinen rooli ksenobiotiikan biotransformaatiossa, hengitettyjen kemiallisten karsinogeenien inaktivoinnissa ja keuhkotoksiinien vieroitus.

Yhteenvetona,Lääkkeen aineenvaihdunta kehossa on tyypillisesti koordinoitu prosessi, johon liittyy useita elimiä ja entsyymijärjestelmiä. Siten varhaisen ei -kliinisen lääkekehitysvaiheen aikana sopivien in vitro -mallien valitseminen on ratkaisevan tärkeää metabolisten reittien selvittämiseksi ja keskeisten metaboloivien entsyymien tunnistamiseksi.

3. In vitro lääkeaineenvaihduntamallit: mikrosomit

Verrattuna in vivo -metaboliatutkimuksiin, in vitro -tutkimukset minimoivat fysiologisten tekijöiden häiriöt, mikä mahdollistaa lääkkeiden ja entsyymien välisen vuorovaikutuksen suoran havainnon. Näin ollen in vitro -metaboliamalleista on tullut suositeltava valinta varhaisen lääkkeen kehityksen aikana. Yleisiä malleja in vitro lääkeaineiden aineenvaihduntatutkimuksille ovat mikrosomit, S9 -fraktiot, sytosoli, kudoshomogenaatit ja primaarisolut. Ottaen huomioon, että maksa on lääkkeen aineenvaihdunnan, maksasolujen ja niiden solujen komponenttien pääkohta -kuten maksan mikrosomit, maksan S9 -fraktiot, maksakudoksen homogenaatit ja maksasytosoli-ovat ensisijaisia ​​malleja lääkkeen aineenvaihdunnan tutkimiseksi.

Mikrosomit ovat erityisesti vesikulaarisia membraanirakenteita, jotka on johdettu fragmentoidusta endoplasmisesta retikulumista, jotka itse - kokoontuu solun homogenisoinnin ja differentiaalisen sentrifugoinnin aikana. Ne jakautuvat laajasti elimiin, kuten maksa, munuaiset, suolet ja keuhkot. Koska mikrosomit sisältävät vaiheen I entsyymejä, kuten sytokromi P450 (CYP450) ja vaiheen II entsyymit, kuten UGT: t ja suljet, ne kattavat monenlaisia ​​metabolisia reittejä erilaisille lääkkeille. Siten kudoksen - spesifisten mikrosomien valitseminen on kriittinen vaihe in vitro lääkkeen aineenvaihdunnan tutkimuksessa.

Lisäksi yleisesti käytetään lääkkeiden, kokeellisten eläinten, kuten hiirien, rotien, kanien, marsujen, koirien, pienikokoisten sikojen ja apinojen teknisten ohjeiden mukaan. Innovatiivisten lääkkeiden osalta tulisi käyttää ainakin kahta lajia, joista toinen on jyrsijä ja toinen ei -- jyrsijälaji. Eläinlajien ulkopuolella, humanisoidut materiaalit -kuten ihmisen maksan mikrosomit-on myös korostettu keskeisinä työkaluina ei -kliinisiin ADME -tutkimuksiin. Tämän seurauksena mikrosomien valitseminen useista lajeista, mukaan lukien ihmiset, on keskeinen huomio lääkkeen aineenvaihdunnan tutkimuksessa.

Tämän valossa,Tenttijohtavana in vitro biologisten reagenssien tarjoajana on onnistuneesti kehittänyt mikrosomituotteita, jotka on johdettu useiden lajien eri kudoksista, mukaan lukien ihmiset, apinat, koirat, rotat ja hiiret. Nämä tuotteet tarjoavat laajan valikoiman vaihtoehtoja lajien eroja, metabolista stabiilisuutta, P450 -estämistä ja metabolista entsyymien fenotyyppiä koskevia tutkimuksia.

Tiukoilla laadunvalvontatoimenpiteillä IPhaase varmistaa tuotteiden luotettavuuden, auttaa asiakkaita säästämään aikaa ja parantamaan tehokkuutta. Ifaasimikrosomit ovat ihanteellinen valinta in vitro ei -kliiniseen tutkimukseen.

Iphase -mikrosomituotteiden edut:

• Vaatimustenmukaisuus:Kaikki tuotannossa käytetyt kudokset saadaan sertifioitujen kanavien kautta selkeällä jäljitettävyydellä.
• Turvallisuus:Tuotantokudokset testataan patogeenien varalta tuotteen laadun ja turvallisuuden varmistamiseksi.
• Korkea laatu:Tuotteet käyvät läpi tiukan sisäisen laadunvalvonnan ja varmistavat suuret eräkoot minimaalisella Inter - erän vaihtelussa.
• Mukauttavuus:Räätälöityjä mikrosomituotteita tietyistä lajeista tai kudoksista on saatavana vastaamaan ainutlaatuisia asiakasvaatimuksia.

Hyödyntää vuosien tutkimus- ja kehitysasiantuntemusta,Tenttion käynnistänyt korkeat - loppututkimusreagenssit useilla aloilla ja luokissa. Nämä tuotteet ovat välttämättömiä työkaluja varhaisessa - lava -lääkkeen kehittämisessä, tarjoamalla uusia materiaaleja, menetelmiä ja tekniikoita biotieteiden tutkimiseksi. Ne tarjoavat myös käteviä ratkaisuja geneettisiin myrkyllisyystutkimuksiin elintarvikkeissa, lääkkeissä ja kemikaaleissa.

Odotamme tukevan tutkijoita innovatiivisilla ja luotettavilla tuotteillamme!



Napsauta oikeaa painiketta ottaaksesi meihin yhteyttä！