Évaluation in vitro du transporteur de médicaments in vitro: exploration des rôles des vésicules ABC et des cellules de transporteur SLC

Mots-clés: ATP - Cassette de liaison (ABC), transporteur ABC, transporteur SLC, vésicule membranaire, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, Mate1, Mate2 - K, Oat1, Oatp1b1 HEK293 MOCK, MOCK SLC Transporter.

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Arrière-plan

Dans les applications cliniques, les patients utilisent souvent plusieurs médicaments simultanément, et ces médicaments peuvent produire des interactions médicamenteuses (DDI) qui ont le potentiel de provoquer de graves réactions indésirables ou de modifier l'efficacité du traitement. L'évaluation DDI commence généralement par des tests in vitro pour identifier les facteurs qui peuvent affecter la disposition des médicaments pour élucider les mécanismes DDI potentiels et pour obtenir des paramètres cinétiques pour une étude plus approfondie. Les enzymes de métabolisation des médicaments sont depuis longtemps au centre de la recherche DDI. Ces dernières années, avec le développement de la technologie de biologie moléculaire, des progrès significatifs ont été réalisés dans l'étude des transporteurs de médicaments in vitro et l'importance de l'évaluation in vitro des DDIS basés sur les transporteurs a attiré une attention croissante.

Transporteurs et leurs rôles

Le transporteur fait référence aux protéines transmembranaires dans toute la membrane cellulaire de divers tissus qui assurent la médiation de l'entrée et de la sortie des substances endogènes ou exogènes dans et hors des membranes biologiques. Le transporteur de médicaments in vitro est un terme général pour les protéines qui prennent des médicaments sous forme de substrats, existent sur la surface de la membrane cellulaire des tissus ou des organes et occupent la fonction du transport de médicaments transmembranaires, incluant principalement deux familles: la ATP - Cassette de liaison (ABC)Superfamille et superfamille des transporteurs de soluté (transport SLC), qui dominent le processus de transport de médicaments transmembranaires.

Transporteurs ABCsont des transporteurs dépendants de l'ATP - qui déplacent activement divers substrats (par exemple, ions, lipides et médicaments) à travers les membranes cellulaires, souvent contre les gradients de concentration. Ils jouent un rôle clé dans la résistance aux médicaments, le métabolisme et la détoxification cellulaire.Transporteurs SLCsont principalement des transporteurs actifs ou facilités secondaires qui médient le mouvement des solutés tels que le glucose, les acides aminés et les neurotransmetteurs. Contrairement aux transporteurs ABC, ils ne nécessitent pas directement de l'ATP mais dépendent des gradients ioniques.

Les transporteurs qui médient l'efflux médicamenteux incluent principalement la p - glycoprotéine (p - gp) ou la protéine de résistance aux médicaments 1 (MDR1), la protéine de résistance au cancer du sein (BCRP). Ce sont des membres de la famille des transporteurs de la cassette de liaison (ABC), qui utilisent l'énergie de l'ATP hydrolysé pour le transport de médicaments et de substances endogènes. Les transporteurs qui médient l'entrée de médicaments dans la cellule peuvent prendre des substrats sur le site cible pour exercer des effets pharmacologiques et appartenir aux membres de la famille des transporteurs de soluté, comprenant principalement des anions organiques transportant du polypeptide (OATP), un transporteur d'anion organique (avoine), des protéines d'extrusion multidrug et de toxine), un transporteur de cation organique (OCT), etc.

Transporteurs clés et leurs rôles:

• -Bsep(Pompe d'exportation de sel biliaire):Critique pour la sécrétion d'acides biliaires dans le foie, le dysfonctionnement du BSEP est lié à une maladie hépatique cholestatique. Médicament - induit -- L'inhibition du BSEP peut provoquer une hépatotoxicité.
• -Bcrp(Protéine de résistance au cancer du sein):Le BCRP affecte la biodisponibilité de la chimiothérapie et des antiviraux, exportant des substrats des cellules et influençant la pénétration de la barrière placentaire et du sang -
• -Mate1 / Mate2 - K(Protéines d'extrusion multidrogue et de toxine):Situé dans les tissus rénaux et hépatiques, MATE1 et MATE2 - K Médicaments cationiques excrètes, travaillant en synergie avec OCT2 pour médier la sécrétion rénale.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Un transporteur d'absorption hépatique critique pour la clairance des statines. L'OATP1B1 joue un rôle crucial dans la médiation de l'absorption de composés endogènes tels que l'acide bilirubique, la bilirubine, les composés stéroïdes -
• -Avoine(SLC22A6):Médiate l'adoption rénale des anions, y compris les antiviraux et les AINS, influençant le risque de néphrotoxicité.

Inhibition du transporteur et DDI

Inhibition du transporteurest un aspect essentiel du développement de médicaments. L'inhibition du transporteur joue un rôle pivot dans les interactions médicamenteuses (DDI) en affectant l'absorption, la distribution, le métabolisme et l'excrétion des médicaments administrés. L'inhibition des transporteurs d'efflux tels que MDR1 (P - GP) et BCRP peut réduire l'extrusion cellulaire de médicaments, conduisant potentiellement à des concentrations intracellulaires et systémiques plus élevées. De même, l'inhibition des transporteurs d'absorption comme OATP1b1 peut diminuer la clairance des médicaments hépatiques, tandis que l'inhibition de la BSEP peut interférer avec le transport d'acide biliaire, ce qui augmente le risque de cholestase. De plus, des transporteurs comme MATO1, MAT2 - K et OAT1, qui sont cruciaux pour l'élimination rénale des médicaments, lorsqu'ils sont inhibés, peuvent modifier l'excrétion rénale et contribuer à l'accumulation de médicaments. Modèles in vitro, y comprisMDCK IIetCaco - 2Les lignées cellulaires sont largement utilisées pour évaluer ces interactions transporteur, fournissant des informations essentielles sur le potentiel DDI pendant le développement de médicaments.

Modèles in vitro pour les études de transporteur

Comprendre la fonction du transporteur et prédire les DDIS du transporteur - médié s'appuient sur des modèles de cellules spécialisés. Les chercheurs utilisentHEK293 MOCKLes cellules comme contrôle négatif, garantissant que tout transport observé est dû au transporteur spécifique. HEK293 Mock fournit un arrière-plan cohérent, tandis que la simulation HEK293 reste centrale pour valider la spécificité expérimentale. Une méthode utilisevésicules membranairesDes cellules surexprimant les transporteurs, souvent isolés des cellules simulées HEK293. De la même manière,Mot Transporter SLCLes modèles sont essentiels pour distinguer l'activité des transporteurs spécifiques de l'absorption non spécifique. Les tests de transporteur SLC Mock confirment que le mouvement observé du substrat est le transporteur - dépendant et que les expériences de transporteur SLC simulées renforcent la fiabilité du modèle. Cette double approche utilisant le transporteur de simulation et de simulation SLC HEK293 améliore notre capacité à étudier le transport dépendant de l'ATP - sans interférence du métabolisme cellulaire.

La lignée cellulaire Caco - 2, dérivée du carcinome du côlon humain, est un autre modèle standard utilisé pour simuler l'absorption des médicaments intestinaux. Sa capacité à se différencier en entérocytes - comme des cellules qui expriment divers transporteurs, comme P - GP et BCRP - le rendent inestimable pour évaluer à la fois la perméabilité du médicament et les interactions potentielles.

De plus, des modèles de transporteur - spécifiques comme les cellules exprimant le BCRP humain permettent d'étudier la spécificité du substrat, le comportement cinétique du transport des médicaments et la mesure dans laquelle les inhibiteurs peuvent moduler l'activité du transporteur. Lorsqu'ils sont combinés avec des données des tests vésiculaires, ces systèmes cellulaires fournissent des informations complètes sur la dynamique de la disposition des médicaments médiée.

Conclusion

En résumé, la compréhension des interactions du transporteur est vitale pour optimiser la sécurité et l'efficacité des médicaments. Les transporteurs tels que MDR1 (P - GP), BCRP et BSEP aux côtés des transporteurs d'absorption comme l'OATP 1B1 et le transporteur SLC OAT1 jouent un rôle critique dans la pharmacocinétique médicamenteuse. L'utilisation de modèles in vitro, notamment MDCK II, CACO - 2, les cellules exprimant le BCRP humain et les cellules humaines MDR1 Knockin MDCK II fournit un cadre robuste pour comprendre comment l'inhibition du transporteur peut affecter les interactions médicamenteuses et la disposition globale du médicament. Ces idées sont inestimables pour optimiser l'efficacité et la sécurité des médicaments en milieu clinique.