Aplicación de encimas de citocromo P450 (CYP450) e UDP - Glucuronosyltransferase (UGT) en estudos de interacción con drogas sobre fármacos sobre fenotipo metabólico e inhibición da enzima

Palabras clave: Interacción con drogas (DDI), citocromo P450 (encima CYP450), UDP - Glucuronosiltransferase (UGT), inhibición do encima, CYP450 Enzymy Metabolic Fenotyping Study, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C19, CYP2B6, CYP2C9, CYP19, CYP2C19, CYP2C19, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2C9, CYP2B68, CYP2. CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• Produce IPHase

Nota: normalmente úsanse enzimas CYP conSistema de rexeneración NADPH/ NadphePBS
Normalmente úsanse enzimas UGT conSistema de incubación de UGTe PBS.

O metabolismo xoga un papel crucial no destino das drogas, afectando a súa eliminación por todo o corpo e afectando así á exposición e ao impacto do sitio. Isto ocorre principalmente no fígado, pero tamén pode ocorrer en órganos extrahepáticos. Estudos recentes revelaron a existencia e o significado funcional das encimas metabolizadoras de drogas (DME) no cerebro.Encima citocromo P450 (CYP)eUDP - glucuronosiltransferase (UGT) son tamén participantes clave na biotransformación de drogas dentro do sistema nervioso central (SNC).

• Citocromo P450 (CYP)

O citocromo P450 domina o metabolismo da fase I (oxidación, redución, hidrólise), representando máis do 75% do metabolismo das drogas. Os subtipos clave inclúen CYP3A4 (metabolismo do 50% de drogas) e CYP2D6 (metabolismo do 20% de drogas). CYP converte os fármacos lipófilos en metabolitos polares, promovendo a excreción.

Os hepatocitos primarios son hepatocitos illados directamente do fígado humano ou animal, e convertéronse no modelo preferido para a investigación do metabolismo de drogas debido á súa preservación da actividade enzimática CYP intacta e a relevancia fisiolóxica. O modelo principal de hepatocitos é o modelo de avaliación máis aceptado para a indución de enzimas CYP na industria, academia e axencias reguladoras. Como sistema celular, os hepatocitos humanos están compostos por receptores nucleares, activadores de CO e inhibidores, xenes e promotores de destino, así como enzimas metabolizadoras de drogas capaces dos do fígado e poden simular efectivamente a indución de medicamentos candidatos e os seus metabolitos.

• UDP - glucuronosiltransferase (UGT)

UDP - glucuronosiltransferases é unha fase primaria ⅱ enzima que usa o ácido glucurónico como doante de azucre para catalizar a unión do ácido glucurónico con substancias exóxenas e grupos polares, promovendo a súa eliminación. O UGT humano está moi distribuído e expresado en tecidos como o fígado, o intestino delgado, o ril, o estómago e os pulmóns. O fígado é o principal órgano do corpo humano que sofre reaccións de unión ao ácido glucurónico, e a maioría dos subtipos UGT están expresados ​​no fígado. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 e UGT2A1 distribúense en tecidos extrahepáticos, e a reacción de unión ao ácido glucurónico que se produce nos tecidos extrahepáticos está relacionada principalmente coa absorción e a excreción de fármacos.

• Aplicacións clave no desenvolvemento de drogas

Modelo de cribado in vitro: enzimas CYP ou UGT como microsomas hepáticos/ hepatocitos primarios úsanse para experimentos de incubación de microsoma hepático/ hepatocitos para avaliar a taxa metabólica e a metade de drogas candidatas e logo avaliar a estabilidade metabólica dos fármacos candidatos (como os experimentos de inhibición CYP3A4). Usando células editadas xénicas para predecir diferenzas metabólicas clínicas.

Droga - Interacción da droga (DDI)Estudo: realizar experimentos de inhibición do CYP para detectar se os medicamentos candidatos inhiben as enzimas CYP clave (como CYP3A4, CYP2C9) e predicen o risco clínico DDI. Realizar experimentos de inhibición de UGT para avaliar o efecto das drogas na actividade de UGT. Detectando o efecto de indución dos fármacos sobre CYP/UGT mediante análises de hepatocitos primarios.

Desenvolvemento de métodos de análise biolóxica: O estudo de encimas CYP e UGT xoga un papel crítico no desenvolvemento e validación do método bioanalítico para o metabolismo dos fármacos e os estudos farmacocinéticos (DMPK). Use matrices biolóxicas que conteñen metabolitos CYP/UGT (como bile e plasma) para a avaliación de efectos de matriz, optimizar os métodos LC - MS/MS e evitar os efectos de inhibición/mellora de ións.

Investigación do polimorfismo xenético: UGT1A1 e outros xenes que controlan a expresión de encima UGT son xenes importantes implicados nos ciclos metabólicos humanos. Co desenvolvemento da farmacoxenómica, descubriuse que o seu polimorfismo xenético está relacionado con certos niveis de metabolismo dos fármacos, o que á súa vez afecta a aparición, desenvolvemento e tratamento de enfermidades e moitos outros aspectos.

Estudo sobre diferenzas de especies: comparar as diferenzas na actividade da encima CYP de hepatocitos primarios como humanos, ratas e cans e optimizar a estratexia de transición de uso preclínico ao uso clínico.

• Inhibición do encima

CYP enzima mediadainhibición do encimarefírese ao fenómeno onde certos compostos poden inhibir a actividade de certos encimas metabólicas CYP450, obtendo un metabolismo máis lento, redución das taxas de depuración e aumento da exposición de certos fármacos cando se usa en combinación, representando así un perigo de seguridade. Segundo os diferentes mecanismos de inhibición, o efecto inhibidor dos fármacos sobre as enzimas CYP450 pódese dividir en inhibición reversible e inhibición do tempo - dependente (TDI). A inhibición dependente do tempo, tamén coñecida como inhibición irreversible, refírese xeralmente á formación dun complexo entre un medicamento candidato e un encima CYP a través de enlaces covalentes, dando lugar a unha inactivación de encima irreversible. O efecto inhibidor do inhibidor na enzima non desaparece inmediatamente despois de que o inhibidor sexa eliminado, pero presenta tempo - Características dependentes.

• Estudo de fenotipado metabólico de encima CYP450

Na actualidade, hai tres métodos principais para identificar o fenotipo metabólico do encima de CYP450: método de inhibición selectiva, método de isoenzima CYP450 humano recombinante e método de análise de correlación. O método de inhibición selectiva pódese dividir en método de inhibición química e método de inhibición de anticorpos. Supón medir a actividade metabólica dos microsomas hepáticos humanos sobre medicamentos con e sen a adición dunha serie de subtipo CYP450 Subtipo selectivo Inhibidores ou anticorpos químicos, para investigar se o metabolismo dos fármacos está afectado pola inhibición selectiva do cyp450 porcentuales e o cyp450, calcula a inhibición selectiva. Fenotipo metabólico enzimático. Entre eles, o método de inhibición química foi moi utilizado debido ao seu simple funcionamento e baixo custo.

• Conclusión

Enzimas CYP e encimas UGT, como sistemas básicos de enzimas do metabolismo dos fármacos, dominan respectivamente as reaccións en fase I (oxidación, redución) e fase II (glucuronidación), afectando profundamente a eficacia, a toxicidade e o uso personalizado de fármacos. Os subtipos como CYP3A4 e CYP2D6, xunto con enzimas como UGT1A1 e UGT2B7, forman unha rede metabólica complexa. As súas diferenzas de actividade (como o polimorfismo xénico e a especie de especie) pódense analizar con precisión a través de modelos de hepatocitos primarios e tecnoloxía LC - MS/MS, proporcionando soporte de datos clave para o desenvolvemento de fármacos.

Referencia

Zhang, M., Rottschäfer, V., & Cm de Lange, E. (2024). O impacto potencial do medicamento CYP e UGT - Metabolización de encimas sobre a exposición ao droga do sitio cerebral. Revisións do metabolismo de drogas, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Enzimas do citocromo P450 (CYP) e UDP - Glucuronosiltransferase (UGT): papel no metabolismo, polimorfismo e identificación da súa implicación no metabolismo dos fármacos. En Progreso na análise farmacéutica e biomédica (Vol. 6, pp. 295 - 336). Elsevier.