In vitro vaistų transporterio įvertinimas: ABC pūslelių ir SLC transporterių ląstelių vaidmenų tyrimas

Raktiniai žodžiai: ATP-rišamoji kasetė (ABC), ABC transporteris, SLC transporteris, membranos pūslelė, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, transporterio slopinimas, transporterio guvimas ir substratas M2gpacija Studijos, HEK293 MOCK, MOCK SLC Transporter.

IPHASE produktai

Fonas

Klinikiniais tikslais pacientai dažnai vartoja kelis vaistus vienu metu ir šie vaistai gali sukelti vaistų sąveiką (DDI), galinčią sukelti rimtų nepageidaujamų reakcijų arba pakeisti gydymo veiksmingumą. DDI vertinimas paprastai prasideda bandymu in vitro, siekiant nustatyti veiksnius, galinčius turėti įtakos vaisto disponavimui, siekiant išsiaiškinti galimus DDI mechanizmus ir gauti kinetinių parametrų tolesniam tyrimui. Vaistus metabolizuojantys fermentai jau seniai buvo DDI tyrimų dėmesio centre. Pastaraisiais metais, tobulėjant molekulinės biologijos technologijoms, buvo padaryta didelė pažanga tiriant in vitro vaistų nešiklius, o pernešėjų pagrindu veikiančių DDI įvertinimo in vitro svarba sulaukė vis didesnio dėmesio.

Vežėjai ir jų vaidmenys

Transporteris reiškia transmembraninius baltymus, esančius visoje įvairių audinių ląstelių membranoje, kurie tarpininkauja endogeninių arba egzogeninių medžiagų patekimui į biologines membranas ir iš jų išėjimo. In vitro vaistų pernešėjas yra bendras terminas baltymams, kurie ima vaistus kaip substratus, yra audinių ar organų ląstelių membranų paviršiuje ir atlieka transmembraninio vaistų transportavimo funkciją, daugiausia apimančių dvi šeimas: ATP-rišamoji kasetė (ABC)superšeima ir tirpių medžiagų nešiotojų superšeima (SLC transportavimas), kurios dominuoja transmembraniniame vaistų transportavimo procese.

ABC transporteriaiyra nuo ATP priklausomi transporteriai, kurie aktyviai perkelia įvairius substratus (pvz., jonus, lipidus ir vaistus) per ląstelių membranas, dažnai prieš koncentracijos gradientus. Jie atlieka pagrindinį vaidmenį atsparumui vaistams, medžiagų apykaitai ir ląstelių detoksikacijai.SLC transporteriaidažniausiai yra antriniai aktyvūs arba palengvinti transporteriai, tarpininkaujantys tirpių medžiagų, tokių kaip gliukozė, aminorūgštys ir neurotransmiteriai, judėjimui. Skirtingai nei ABC transporteriai, jiems ATP nereikia tiesiogiai, bet jie priklauso nuo jonų gradientų.

Transporteriai, tarpininkaujantys vaistų nutekėjimui, daugiausia yra P-glikoproteinas (P-gp) arba multi-atsparumo vaistams 1 baltymas (MDR1), atsparumo krūties vėžiui baltymas (BCRP). Jie priklauso ATP - rišamųjų kasetinių (ABC) transporterių šeimai, kuri naudoja hidrolizuoto ATP energiją vaistams ir endogeninėms medžiagoms transportuoti. Transporteriai, kurie tarpininkauja vaistų patekimui į ląstelę, gali paimti substratus į tikslinę vietą, kad padarytų farmakologinį poveikį, ir priklauso tirpių medžiagų pernešėjų šeimos nariams, daugiausia įskaitant organinius anijonus pernešančius polipeptidus (OATP), organinius anijonų transporterius (OAT), kelių vaistų ir toksinų ekstruzijos baltymus (MATE), organinius katijonų transporterius (OCT) ir kt.

Pagrindiniai vežėjai ir jų vaidmenys:

• -BSEP(tulžies druskos eksporto siurblys):BSEP disfunkcija, kuri yra labai svarbi tulžies rūgšties sekrecijai kepenyse, yra susijusi su cholestazine kepenų liga. Vaistų-sukeltas --BSEP slopinimas gali sukelti hepatotoksinį poveikį.
• -BCRP(Atsparumo krūties vėžiui baltymas):BCRP turi įtakos chemoterapinių ir antivirusinių vaistų biologiniam prieinamumui, išnešdamas substratus iš ląstelių ir darydamas įtaką placentos ir kraujo ir smegenų barjerų įsiskverbimui.
• -MATE1/MATE2-K(Kelių vaistų ir toksinų išspaudimo baltymai):Inkstų ir kepenų audiniuose esantys MATE1 ir MATE2-K išskiria katijoninius vaistus, veikdami sinergiškai su OCT2, kad tarpininkautų inkstų sekrecijai.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Kepenų įsisavinimo transporteris, labai svarbus statinų klirensui. OATP1B1 vaidina lemiamą vaidmenį tarpininkaujant endogeninių junginių, tokių kaip bilirubino rūgštis, bilirubinas, steroidiniai junginiai ir skydliaukės hormonai, įsisavinimui, taip pat daugelio klinikinių vaistų, tokių kaip statinai, antibiotikai, antivirusiniai ir priešvėžiniai vaistai, klirensui iš kepenų.
• -OAT1(SLC22A6):Tarpininkauja anijonų, įskaitant antivirusinius vaistus ir NVNU, įsisavinimui per inkstus, o tai daro įtaką nefrotoksiškumo rizikai.

Transporterio slopinimas ir DDI

Transporterio slopinimasyra esminis vaistų kūrimo aspektas. Transporterio slopinimas vaidina pagrindinį vaidmenį vaistų ir vaistų sąveikoje (DDI), paveikdamas kartu vartojamų vaistų absorbciją, pasiskirstymą, metabolizmą ir išskyrimą. Ištekėjimo pernešėjų, tokių kaip MDR1 (P-gp) ir BCRP, slopinimas gali sumažinti vaistų ekstruziją ląstelėse, todėl gali padidėti tarpląstelinė ir sisteminė koncentracija. Panašiai, slopinant įsisavinimo transporterius, tokius kaip OATP1B1, gali sumažėti vaistų klirensas kepenyse, o BSEP slopinimas gali trukdyti tulžies rūgšties transportavimui, padidindamas cholestazės riziką. Be to, pernešėjai, tokie kaip MATE1, MATE2-K ir OAT1, kurie yra labai svarbūs vaisto pašalinimui per inkstus, kai yra slopinami, gali pakeisti išsiskyrimą per inkstus ir prisidėti prie vaistų kaupimosi. In vitro modeliai, įskaitantMDCK IIirCaco-2ląstelių linijos yra plačiai naudojamos vertinant šias transporterių sąveikas, suteikiant esminių įžvalgų apie DDI potencialą kuriant vaistus.

In vitro modeliai transporterių tyrimams

Transporterio funkcijos supratimas ir transporterio - tarpininkaujamų DDI numatymas priklauso nuo specializuotų ląstelių modelių. Tyrėjai naudojasiHEK293 MOCKląsteles kaip neigiamą kontrolę, užtikrinančią, kad bet koks pastebėtas pernešimas vyksta dėl konkretaus transporterio. HEK293 MOCK suteikia nuoseklų foną, o HEK293 MOCK išlieka svarbiausias dalykas patvirtinant eksperimentinį specifiškumą. Taikomas vienas metodasmembranos pūslelėsiš ląstelių, per daug ekspresuojančių transporterius, dažnai išskirtas iš HEK293 MOCK ląstelių. Panašiai,MOCK SLC transporterismodeliai yra labai svarbūs norint atskirti specifinį transporterio aktyvumą nuo nespecifinio įsisavinimo. MOCK SLC Transporter tyrimai patvirtina, kad pastebėtas substrato judėjimas priklauso nuo transporterio, o MOCK SLC Transporter eksperimentai sustiprina modelio patikimumą. Šis dvigubas metodas, naudojant HEK293 MOCK ir MOCK SLC Transporter, pagerina mūsų gebėjimą tirti nuo ATP priklausomą transportą be trukdžių iš ląstelių metabolizmo.

Caco-2 ląstelių linija, gauta iš žmogaus gaubtinės žarnos karcinomos, yra dar vienas standartinis modelis, naudojamas vaistų absorbcijai iš žarnyno imituoti. Dėl jo gebėjimo diferencijuotis į enterocitus panašias ląsteles, ekspresuojančias įvairius transporterius, tokius kaip P-gp ir BCRP, jis yra neįkainojamas vertinant vaistų pralaidumą ir galimą sąveiką.

Be to, specifiniai transporterio modeliai, tokie kaip žmogaus BCRP ekspresuojančios ląstelės, leidžia ištirti substrato specifiškumą, kinetinį vaistų transportavimo elgesį ir mastą, kuriuo inhibitoriai gali modifikuoti transporterio aktyvumą. Kartu su vezikulinių tyrimų duomenimis, šios ląstelių sistemos suteikia išsamių įžvalgų apie pernešančiojo vaisto disponavimo dinamiką.

Išvada

Apibendrinant galima pasakyti, kad norint optimizuoti vaistų saugumą ir veiksmingumą, labai svarbu suprasti transporterių sąveiką. Transporteriai, tokie kaip MDR1(P-gp), BCRP ir BSEP, kartu su įsisavinimo transporteriais, tokiais kaip OATP 1B1 ir OAT1 slc Transporter, atlieka svarbų vaidmenį vaistų farmakokinetikoje. In vitro modelių, įskaitant MDCK II, Caco-2, žmogaus BCRP ekspresuojančias ląsteles ir žmogaus MDR1 Knockin MDCK II ląsteles, naudojimas suteikia tvirtą pagrindą suprasti, kaip transporterio slopinimas gali paveikti vaistų ir vaistų sąveiką ir bendrą vaistų disponavimą. Šios įžvalgos yra neįkainojamos siekiant optimizuoti vaistų veiksmingumą ir saugumą klinikinėje aplinkoje.