Sulfotransferase (SULT) למחקר DDI, יציבות מטבולית ועיכוב אנזים

מילות מפתח: אינטראקציה תרופתית (DDI), סולפוטרנספראז (SULT), עיכוב אנזים, מטבולית SULT, יציבות מטבולית, אנזים אנושי SULT1A1, אנזים אנושי SULT1A3, אנזים אנושי SULT1B1, אנושי SULT1C2, אנושי SULT1C4, אנזים אנושי SULT1C4, אנזים אנושי SULT1E11, אנזים אנושי SULT2A

1 IPHASE מייצר

2 מחקר אנזימטי בפיתוח תרופות

בפיתוח תרופות יש חשיבות מכרעת לחקר הפנוטיפים המטבוליים ועיכוב האנזים של אנזימים מטבוליים כגון CYP450, UGT, SULT וכו'. מחקר פנוטיפ מטבולי משתמש במודלים חוץ גופיים בשילוב עם טכנולוגיית LC-MS/MS כדי לזהות את המסלולים המטבוליים העיקריים, אנזימים מטבוליים מרכזיים, והפרמטרים הקינטיים שלהם (כגון Km/Vmax) של תרופות, ולהעריך את ההשפעה של פולימורפיזם גנים על טיפול תרופתי מותאם אישית. מחקר עיכוב אנזימים מתמקד בהשפעות המעכבות של תרופות או תרכובות על אנזימים מטבוליים (כגון עיכוב הפיך/בלתי הפיך), מדידת ערכי IC50/Ki כדי לחזותאינטראקציה תרופתית-תרופתית (DDI)סיכון. מחקרים אלו מספקים בסיס מדעי לאופטימיזציה של עיצוב תרופות, הערכת בטיחות (כגון זיהוי מטבוליטים רעילים), והנחיית טיפול תרופתי מדויק. אתגר הליבה טמון בהמרה של נתוני in vitro ל-in vivo ורגישות הזיהוי של מטבוליטים בשפע נמוך. בעתיד, ניתן להשתמש במודלים מתקדמים כגון אורגנואידים כדי לשפר עוד יותר את מהימנות המחקר.

3 סולפוטרנספראז (SULT)

סולפוטרנספראז (SULT)הוא סוג של טרנספראז המזרז העברת קבוצות סולפט ומעורב בחילוף החומרים של תרכובות אנדוגניות (כגון הורמונים ונוירוטרנסמיטורים) ותרכובות אקסוגניות (כגון תרופות ומזהמים סביבתיים). סולפוטרנספראזות ממוקמות בעיקר בציטופלזמה ובמנגנון הגולגי, המעורבים בסולפטציה של מצעי מולקולות קטנות (כגון תרופות, הורמונים, נוירוטרנסמיטורים) ומולקולות גדולות (כגון פפטידים, חלבונים, שומנים, גליקוזאמינוגליקנים). סולפוטרנספראזות זוהו כבעלי תת-סוגים מרובים, בעיקר כולל SULT1, SULT2 ו-SULT4. תפקוד לקוי של sulfotransferase יכול להוביל לחילוף חומרים חריג של התרופה, סרטן, הפרעות אנדוקריניות והפרעות נוירולוגיות.

4 מטבוליזם של סולפציה/סולפציה

מטבוליזם של סולפונציה (המכונה גם מטבוליזם סולפאציה) ממלא תפקיד חשוב בסילוק in vivo של תרופות ומהווה בסיס חשוב לפיתוח תרופות חדשות ושימוש רציונלי בתרופות קליניות. לסולפוטרנספראז אנושי (המכונה גם סולפטאז) יש מגוון רחב של מצעים בגוף, המופצים בעיקר באיברים כמו כבד, מעי דק, כליות וריאות. SULTs אנושיים נפוצים כולליםSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2, וSULT1C4 (טבלה 1). עבור רוב המצעים, חילוף חומרים בתיווך סולפוטרנספראז מציג לרוב מאפייני עיכוב סובסטרט אופייניים; רמות ריכוז נמוכות של מצע מעוררות בדרך כלל ביטוי אנזים.

טבלה 1 התפלגות והתפקוד של משפחת העל SULT בחלקה בגוף האדם

5 יישומי מפתח של SULT בפיתוח תרופות

5.1 הערכה חוץ גופית של DDI בהתבסס על מטבוליזם

ההערכה החוץ-גופית של DDI בתיווך SULT מתבצעת בעיקר באמצעות מעכבים סלקטיביים (כגון quercetin, DCNP) או מערכות אנזימים רקומביננטיים בציטופלזמה כבדית אנושית או במודלים של תאים המבטאים תת-סוגים ספציפיים של SULT. עיצוב ניסיוני כולל בדרך כלל:

ניתוח פנוטיפ מטבולי: לכמת את קצב יצירת המטבוליטים הסולפטיים על ידי LC-MS/MS וחשב את קצב העיכוב (ערך IC50/Ki).

חיזוי סיכון קליני: אם המעכב מפחית באופן משמעותי את ייצור המטבוליטים (שיעור עיכוב>50%), זה מצביע על כך שהוא עלול להפריע לפינוי התרופות התלויות במטבוליזם SULT, ויש צורך באימות נוסף in vivo.

5.2 מחקר יציבות מטבולית SULT

בפיתוח תרופות, חקר היציבות המטבולית של SULT מתבצע באמצעות דגירה חוץ גופית (ציטופלסמה כבדית/APS) בשילוב עם ניתוח LC-MS/MS כדי לקבוע קצב סולפטציה של תרופה ויצירת מטבוליטים, לזהות תרומות מפתח של תת-סוג SULT, להעריך סיכונים לפינוי מטבולי ולהנחות אופטימיזציה מבנית.

5.3 מחקר מצע מטבולי

שיטת מחקר המצע (שיטת זיהוי מסלולים מטבוליים) של SULT יכולה להתייחס ישירות לתכנון של אנזימי CYP, שמשתמש תחילה בעיכוב כימי כדי לסנן תת-סוגים רלוונטיים, ולאחר מכן מאמת אותם עם רקומבינאזות גנים ומחשב את תרומתם היחסית.

העיקרון והדרך הטכנית של מבחן העיכוב הכימי של SULT הוא להעריך אם חילוף החומרים של האם או ייצור המטבוליטים מעוכבים על ידי שינוי המעכבים הסלקטיביים Quercetin ו-DCNP של SULT במערכת הציטופלזמה הכבדית האנושית.

5.4 מחקר עיכוב אנזים

SULT מעורב בחילוף החומרים של חומרים ותרופות אנדוגניים מרובים. אם מפתחים תרופות לעיכוב פעילות SULT, עלולות להיות בעיות בטיחות פוטנציאליות בעת שיתוף תרופות. העיקרון והדרך הטכנית של בדיקת עיכוב האנזים SULT היא שימוש במערכת אנזים טהורה SULT כדי לזהות אם ייצור המטבוליט p-nitrophenol sulfate מעוכב על ידי הוספת תרופות מחקר ומצעי בדיקה כגון p-nitrophenol.

6 מסקנה

סולפוטרנספראז (SULT) ממלא תפקיד קריטי במטבוליזם של תרופות, אינטראקציות בין תרופתיות (DDI) והערכת בטיחות. חילוף החומרים של סולפטציה המתווך על ידו משפיע על פינוי תרופות, הפעלה או רעילות (כגון מטבוליזם של תרופות הורמונים ומזהמים סביבתיים), בעוד שמחקרי עיכוב אנזימים יכולים לנבא סיכון קליני ל-DDI. על ידי שילוב של מודלים במבחנה (ציטופלזמה בכבד, אנזימים רקומביננטיים) עם טכנולוגיית LC-MS/MS, ניתן להבהיר את התרומות המטבוליות של תת-סוגי SULT (כגון SULT1A1, SULT2A1), המנחים אופטימיזציה של מבנה התרופה וטיפול תרופתי מותאם אישית. בעתיד, מודלים מתקדמים כגון אורגנואידים ישפרו עוד יותר את הערך התרגומי של מחקר SULT, ויספקו קריטריוני הערכה מדויקים יותר ליציבות מטבולית ובטיחות בפיתוח תרופות.

הפניה

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L., & Zhou, S. F. (2008). מבנה, תפקוד ופולימורפיזם של סולפוטרנספראזות ציטוזוליות אנושיות. חילוף החומרים הנוכחי של התרופה, 9(2), 99-105.