Penerapan sitokrom P450 (CYP450) dan UDP - Enzim Glucuronosyltransferase (UGT) dalam Obat - Studi Interaksi Obat Mengenai Fenotip Metabolik dan Penghambatan Enzim

Kata kunci: drug-drug interaction (DDI), cytochrome p450 (CYP450 enzyme), udp-glucuronosyltransferase (UGT), Enzyme inhibition, CYP450 enzyme metabolic phenotyping study, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• Produk iPhase

Catatan: Enzim CYP biasanya digunakanSistem Regenerasi NADPH/ NADPHDanPBS
Enzim UGT biasanya digunakan denganSistem Inkubasi UGTdan PBS.

Metabolisme memainkan peran penting dalam nasib obat -obatan, mempengaruhi pembuangannya di seluruh tubuh dan dengan demikian memengaruhi paparan dan dampak lokasi target. Ini terutama terjadi di hati, tetapi mungkin juga terjadi pada organ ekstrahepatik. Studi terbaru telah mengungkapkan keberadaan dan signifikansi fungsional enzim metabolisme obat (DME) di otak.Sitokrom P450 Enzyme (CYP)DanUDP - Glucuronosyltransferase (UGT) juga peserta kunci dalam biotransformasi obat dalam sistem saraf pusat (SSP).

• Sitokrom P450 (CYP)

Sitokrom P450 mendominasi metabolisme fase I (oksidasi, reduksi, hidrolisis), menyumbang lebih dari 75% metabolisme obat. Subtipe utama termasuk CYP3A4 (50% metabolisme obat) dan CYP2D6 (20% metabolisme obat). CYP mengubah obat lipofilik menjadi metabolit kutub, mempromosikan ekskresi.

Hepatosit primer adalah hepatosit yang diisolasi langsung dari hati manusia atau hewan, dan telah menjadi model yang disukai untuk penelitian metabolisme obat karena pelestarian aktivitas enzim CYP yang utuh dan relevansi fisiologis. Model hepatosit utama adalah model evaluasi yang paling banyak diterima untuk induksi enzim CYP dalam industri, akademisi, dan lembaga pengatur. Sebagai sistem seluler, hepatosit manusia terdiri dari reseptor nuklir, aktivator CO dan inhibitor, gen dan promotor target, serta enzim memetabolisme obat yang mampu dari hati dari hati dan dapat secara efektif mensimulasikan induksi obat kandidat dan metabolitnya.

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

UDP - Glucuronosyltransferases adalah fase primer ⅱ enzim yang menggunakan asam glukuronat sebagai donor gula untuk mengkatalisasi pengikatan asam glukuronat dengan zat eksogen dan gugus kutub, mempromosikan pembersihannya. UGT manusia didistribusikan secara luas dan diekspresikan dalam jaringan seperti hati, usus kecil, ginjal, lambung, dan paru -paru. Hati adalah organ utama dalam tubuh manusia yang mengalami reaksi pengikatan asam glukuronat, dan sebagian besar subtipe UGT diekspresikan dalam hati. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10, dan UGT2A1 didistribusikan dalam jaringan ekstrahepatik, dan reaksi pengikatan asam glukuronat yang terjadi pada jaringan ekstrahepatik terutama terkait dengan penyerapan dan ekskresi obat.

• Aplikasi utama dalam pengembangan obat

Model skrining in vitro: enzim CYP atau UGT seperti mikrosom hati/ hepatosit primer digunakan untuk percobaan mikrosom/ hepatosit hati untuk mengevaluasi laju metabolisme dan setengah - kehidupan obat kandidat, dan kemudian mengevaluasi stabilitas metabolisme. Menggunakan sel yang diedit gen untuk memprediksi perbedaan metabolisme klinis.

Obat - Interaksi Obat (DDI)Studi: Melakukan percobaan penghambatan CYP untuk mendeteksi apakah kandidat obat menghambat enzim CYP utama (seperti CYP3A4, CYP2C9) dan memprediksi risiko DDI klinis. Melakukan percobaan penghambatan UGT untuk mengevaluasi efek obat pada aktivitas UGT. Mendeteksi efek induksi obat pada CYP/UGT melalui analisis hepatosit primer.

Pengembangan metode analisis biologis: Studi enzim CYP dan UGT memainkan peran penting dalam pengembangan metode bioanalitik dan validasi untuk metabolisme obat dan studi farmakokinetik (DMPK). Gunakan matriks biologis yang mengandung metabolit CYP/UGT (seperti empedu dan plasma) untuk evaluasi efek matriks, mengoptimalkan metode LC - MS/MS, dan menghindari efek penghambatan/peningkatan ion.

Penelitian polimorfisme genetik: UGT1A1 dan gen lain yang mengendalikan ekspresi enzim UGT adalah gen penting yang terlibat dalam siklus metabolisme manusia. Dengan perkembangan farmakogenomik, telah ditemukan bahwa polimorfisme genetiknya terkait dengan tingkat metabolisme obat tertentu, yang pada gilirannya mempengaruhi kejadian, perkembangan, dan pengobatan penyakit dan banyak aspek lainnya.

Studi tentang perbedaan spesies: Bandingkan perbedaan dalam aktivitas enzim CYP dari hepatosit primer seperti manusia, tikus, dan anjing, dan mengoptimalkan strategi transisi dari penggunaan praklinis ke klinis.

• Penghambatan enzim

Enzim CYP dimediasipenghambatan enzimMengacu pada fenomena di mana senyawa tertentu dapat menghambat aktivitas enzim metabolik CYP450 tertentu, menghasilkan metabolisme yang melambat, berkurangnya laju pembersihan, dan peningkatan paparan obat -obatan tertentu ketika digunakan dalam kombinasi, sehingga menimbulkan bahaya keamanan. Menurut berbagai mekanisme penghambatan, efek penghambatan obat pada enzim CYP450 dapat dibagi menjadi penghambatan reversibel dan penghambatan tergantung waktu (TDI). Penghambatan tergantung waktu, juga dikenal sebagai penghambatan ireversibel, umumnya mengacu pada pembentukan kompleks antara obat kandidat dan enzim CYP melalui ikatan kovalen, yang mengakibatkan inaktivasi enzim ireversibel. Efek penghambatan inhibitor pada enzim tidak segera menghilang setelah inhibitor dihilangkan, tetapi menunjukkan waktu - karakteristik dependen.

• Studi fenotip metabolik enzim CYP450

Saat ini, ada tiga metode utama untuk mengidentifikasi fenotip metabolik enzim CYP450: metode penghambatan selektif, metode isoenzim CYP450 manusia rekombinan, dan metode analisis korelasi. Metode penghambatan selektif dapat dibagi menjadi metode penghambatan kimia dan metode penghambatan antibodi. Ini melibatkan pengukuran aktivitas metabolisme mikrosom hati manusia pada obat dengan dan tanpa penambahan serangkaian enzim CYP450 subtipe inhibitor kimia selektif atau antibodi, untuk menyelidiki apakah metabolisme dan penghambatan selektif yang tidak ada dalam mikro. Fenotip metabolik enzim CYP450. Di antara mereka, metode penghambatan kimia telah banyak digunakan karena operasinya yang sederhana dan biaya rendah.

• Kesimpulan

Enzim CYP dan enzim UGT, sebagai sistem enzim inti metabolisme obat, masing -masing mendominasi fase I (oksidasi, reduksi) dan reaksi fase II (glukuronidasi), secara mendalam mempengaruhi kemanjuran, toksisitas, dan penggunaan obat yang dipersonalisasi. Subtipe seperti CYP3A4 dan CYP2D6, bersama dengan enzim seperti UGT1A1 dan UGT2B7, membentuk jaringan metabolisme yang kompleks. Perbedaan aktivitas mereka (seperti polimorfisme gen dan spesifisitas spesies) dapat dianalisis secara akurat melalui model hepatosit primer dan teknologi LC - MS/MS, memberikan dukungan data utama untuk pengembangan obat.

Referensi

Zhang, M., Rottschäfer, V., & CM de Lange, E. (2024). Dampak potensial dari CYP dan OBAT UGT - Metabolisme enzim pada paparan obat situs target otak. Ulasan Metabolisme Obat, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Sitokrom P450 (CYP) dan UDP - Enzim glucuronosyltransferase (UGT): Peran dalam metabolisme obat, polimorfisme, dan identifikasi keterlibatannya dalam metabolisme obat. Di dalam Kemajuan dalam analisis farmasi dan biomedis (Vol. 6, hlm. 295 - 336). Elsevier.