Valutazione in vitro del trasportatore di farmaci in vitro: esplorare i ruoli delle vescicole ABC e delle cellule del trasportatore SLC

Parole chiave: ATP - Cassetta vincolante (ABC), ABC Transporter, SLC Transporter, Membrane Vesicle, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, Mate1, Mate2 - K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco - 2, inibizione del trasporto di trasporto di droga, ICHING DI DRUM AD DROGATS, ICHIDAZIONE DI DRUMATURA, ICHING ATTUATI HEK293 Mock, finto trasportatore SLC.

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Sfondo

Nelle applicazioni cliniche i pazienti usano spesso più farmaci contemporaneamente e questi farmaci possono produrre interazioni farmacologiche (DDI) che hanno il potenziale per causare gravi reazioni avverse o alterare l'efficacia del trattamento. La valutazione DDI di solito inizia con i test in vitro per identificare i fattori che possono influenzare la disposizione dei farmaci per chiarire i potenziali meccanismi DDI e ottenere parametri cinetici per ulteriori studi. Gli enzimi metabolizzanti dei farmaci sono stati a lungo al centro della ricerca DDI. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della tecnologia di biologia molecolare, sono stati compiuti progressi significativi nello studio dei trasportatori di farmaci in vitro e l'importanza della valutazione in vitro dei DDI a base di trasportatori ha attirato una crescente attenzione.

Trasportatori e loro ruoli

Il trasportatore si riferisce alle proteine ​​transmembrane in tutta la membrana cellulare di vari tessuti che mediano l'ingresso e l'uscita di sostanze endogene o esogene dentro e fuori dalle membrane biologiche. Il trasportatore di farmaci in vitro è un termine generale per le proteine ​​che assumono droghe come substrati, esistono sulla superficie della membrana cellulare di tessuti o organi e intraprendono la funzione del trasporto di farmaci transmembrana, tra cui due famiglie: il ATP - Cassetta vincolante (ABC)Superfamiglia e supporto soluto Superfamiglia (SLC Transport), che dominano il processo di trasporto di farmaci transmembrane.

Trasportatori ABCsono trasportatori ATP - dipendenti che muovono attivamente vari substrati (ad es. Ioni, lipidi e farmaci) attraverso le membrane cellulari, spesso contro i gradienti di concentrazione. Fanno ruoli chiave nella resistenza ai farmaci, nel metabolismo e nella disintossicazione cellulare.Trasportatori SLCsono per lo più trasportatori attivi o facilitati secondari che mediano il movimento di soluti come glucosio, aminoacidi e neurotrasmettitori. A differenza dei trasportatori ABC, non richiedono direttamente ATP ma si basano su gradienti ionici.

I trasportatori che mediano l'efflusso di farmaci includono principalmente la glicoproteina (P - GP) o la proteina Multi - Drug Resistance 1 (MDR1), la proteina di resistenza al cancro al seno (BCRP). Sono membri della famiglia Transporter ATP - Binding Cassette (ABC), che usano l'energia dell'ATP idrolizzato per il trasporto di farmaci e sostanze endogene. I trasportatori che mediano l'ingresso di farmaci nella cellula possono assumere substrati al sito target per esercitare effetti farmacologici e appartengono ai membri della famiglia del trasportatore di soluti, principalmente tra cui il polipeptide di trasporto di anioni organici (OATP), il trasporto di anioni organici (OATS), le proteine ​​di estrusione multidrug e la tossina (mates), il trasporto organico (OATS), ecc.

Trasportatori chiave e loro ruoli:

• -BSEP(Pompa di esportazione di sale biliare):Critico per la secrezione di acido biliare nel fegato, la disfunzione BSEP è legata alla malattia epatica colestatica. Drug - indotto -- l'inibizione BSEP può causare epatotossicità.
• -Bcrp(Proteina di resistenza al cancro al seno):Il BCRP influenza la biodisponibilità di chemioterapici e antivirali, esportando substrati dalle cellule e influenzando la penetrazione della barriera cerebrale e del sangue -
• -Mate1/Mate2 - k(Proteine ​​di estrusione multidrug e tossina):Situato nei tessuti renali ed epatici, Mate1 e Mate2 - K espongono farmaci cationici, lavorando sinergicamente con OCT2 per mediare la secrezione renale.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Un trasportatore di assorbimento epatico critico per la clearance delle statine. OATP1B1 svolge un ruolo cruciale nel mediare l'assorbimento di composti endogeni come acido bilirubico, bilirubina, steroide - composti accoppiati e ormoni tiroidei, nonché la clearance epatica di una vasta gamma di farmaci clinici come statine come statine, antibiotici, antivirali e droghe anticavi.
• -Avena1(SLC22A6):Media l'assorbimento renale di anioni, inclusi antivirali e FANS, influenzando il rischio di nefrotossicità.

Inibizione del trasportatore e DDI

Inibizione del trasportatoreè un aspetto essenziale dello sviluppo dei farmaci. L'inibizione del trasportatore svolge un ruolo fondamentale nelle interazioni farmacologiche (DDI) influenzando l'assorbimento, la distribuzione, il metabolismo ed l'escrezione di farmaci somministrati. L'inibizione dei trasportatori di efflusso come MDR1 (P - GP) e BCRP può ridurre l'estrusione cellulare di farmaci, portando potenzialmente a concentrazioni intracellulari e sistemiche più elevate. Allo stesso modo, l'inibizione di trasportatori di assorbimento come OATP1B1 può ridurre la clearance epatica del farmaco, mentre l'inibizione di BSEP può interferire con il trasporto di acido biliare, aumentando il rischio di colestasi. Inoltre, trasportatori come Mate1, Mate2 - K e OAT1, che sono cruciali per l'eliminazione dei farmaci renali, quando inibiti, possono alterare l'escrezione renale e contribuire all'accumulo di droghe. Modelli in vitro, inclusoMDCK IIECaco - 2Le linee cellulari, sono ampiamente utilizzate per valutare queste interazioni trasportatori, fornendo approfondimenti essenziali sul potenziale DDI durante lo sviluppo dei farmaci.

Modelli in vitro per studi di trasportatore

La comprensione della funzione del trasportatore e la previsione del trasportatore - dDIS mediata si basano su modelli cellulari specializzati. I ricercatori usanoHEK293 MockLe cellule come controllo negativo, garantendo che qualsiasi trasporto osservato sia dovuto al trasportatore specifico. HEK293 Mock fornisce uno sfondo coerente, mentre HEK293 Mock rimane fondamentale per convalidare la specificità sperimentale. Un metodo impiegavescicole a membranadalle cellule che sovraesprimono i trasportatori, spesso isolati da cellule finte HEK293. Allo stesso modo,Finto trasportatore SLCI modelli sono fondamentali per distinguere l'attività di trasportatore specifica dall'assorbimento non specifico. I saggi di trasportatore SLC finto confermano che il movimento del substrato osservato è trasportatore - dipendente e gli esperimenti di trasportatore SLC finti rafforzano l'affidabilità del modello. Questo doppio approccio che utilizza HEK293 Mock e Mock SLC Transporter migliora la nostra capacità di studiare il trasporto ATP - dipendente senza interferenze dal metabolismo cellulare.

La linea cellulare Caco - 2, derivata dal carcinoma del colon umano, è un altro modello standard utilizzato per simulare l'assorbimento del farmaco intestinale. La sua capacità di differenziarsi in cellule come enterocite che esprimono vari trasportatori - come P - GP e BCRP - lo rende inestimabile per valutare sia la permeabilità ai farmaci che le potenziali interazioni.

Inoltre, i modelli specifici del trasportatore - Se combinati con i dati dei test vescicolari, questi sistemi cellulari forniscono approfondimenti completi sulla dinamica del trasportatore - disposizione mediata da farmaci.

Conclusione

In sintesi, la comprensione delle interazioni del trasportatore è vitale per ottimizzare la sicurezza e l'efficacia dei farmaci. Trasportatori come MDR1 (P - GP), BCRP e BSEP insieme a trasportatori di assorbimento come OATP 1B1 e OAT1 SLC Transporter svolgono ruoli critici nella farmacocinetica farmacologica. L'uso di modelli in vitro tra cui MDCK II, Caco - 2, BCRP umano che esprimono cellule e le cellule MDR1 MDR1 MDCK II forniscono una struttura robusta per comprendere come l'inibizione del trasportatore può influenzare le interazioni farmaco -farmaco e la disposizione generale dei farmaci. Queste intuizioni sono preziose per ottimizzare l'efficacia e la sicurezza dei farmaci in contesti clinici.