Mikrosomas: vēlamais in vitro metabolisma modelis neklīnisko zāļu izpētei

Mikrosomas: vēlamais in vitro metabolisma modelis neklīnisko zāļu izpētei

Mikrosomas: definīcija un funkcijas

Vairumā gadījumu mikrosomas attiecas uz sfēriskām, vezikulārām membrānas struktūrām, kuru diametrs ir aptuveni 100 nm, ko veido sadrumstalota endoplazmatiskā retikuluma (ER) saplūšana šūnu homogenizācijas un diferenciālas centrifugēšanas laikā. Tie ir neviendabīgi komplekti, kas satur divus pamatkomponentus: ER membrānas un ribosomas. Mikrosomas galvenokārt bagātina ar citohroma P450 (CYP450) oksidāzes enzīmiem, kuriem ir galvenā loma oksidatīvajā metabolismā un ir galvenie fermenti zāļu metabolisma procesos.

In vitro mikrosomas saglabā ER būtiskās funkcijas, ieskaitot olbaltumvielu sintēzi, olbaltumvielu glikozilēšanu un lipīdu biosintēzi, nodrošinot daudzpusīgu instrumentu dažādu bioķīmisko un farmakoloģisko procesu izpētei.

1. attēls: mikrosomas (avots: internets)

1. Galvenie orgāni narkotiku metabolismā

Narkotiku metabolisms attiecas uz ķīmiskajām izmaiņām, kuras ķermenī izietas zāles, kā rezultātā rodas strukturālās modifikācijas. Šis process, kas pazīstams arī kā biotransformācija, galvenokārt notiek tādos orgānos kā aknas, nieres, plaušas, kuņģis, zarnas un āda. Starp tām aknas ir galvenā narkotiku metabolisma vieta, kam seko nieres kā otrā nozīmīgākā orgāna.

Aknu ietvaros narkotikas - Metabolizējošie fermenti katalizē strukturālās pārvērtības, kuras parasti var iedalīt divās fāzēs: I fāzes metabolisms un II fāzes metabolisms.

• I fāzes metabolisms (I fāzes reakcija): Šī fāze ietver oksidatīvas, reducējošas vai hidrolītiskas reakcijas, kas rada starpposma produktus, bieži vien iekļaujot elektrofilās grupas un skābekļa radikāļus. Šīs reakcijas var izraisīt hepatotoksicitāti.
• II fāzes metabolisms (II fāzes reakcija): Šī fāze sastāv no konjugācijas reakcijām, kas galvenokārt kalpo zāļu detoksikēšanai. Pēc metabolisma lielākā daļa narkotiku zaudē farmakoloģisko aktivitāti, lai gan mazākums var kļūt par aktīviem terapeitiskiem līdzekļiem.

Aknas apstrādā aptuveni 70% - 80% no kopējā narkotiku metabolisma, uzsverot tās galveno lomu biotransformācijā.

Papildus aknām nieres ievērojami veicina zāļu metabolismu, veidojot apmēram 10% - 20% no kopējās metabolisma aktivitātes. Nieres izdala narkotikas un to metabolītus, izmantojot filtrēšanu un sekrēciju. Tomēr to spējas narkotiku izdalīšanai ir ierobežota, kas var izraisīt noteiktu zāļu uzkrāšanos un potenciālu toksicitāti.

Papildus aknām un nierēm, arī citiem orgāniem, piemēram, zarnu enzīmu sistēmām un plaušām, ir nozīme arī narkotiku absorbcijas, izplatības un metabolisma ietekmē, kaut arī mazākā mērā.

2. attēls: Monooksigenāzes katalizēta reakcija (avots: internets)

2. Galvenie fermenti narkotiku metabolizējošos orgānos

Kā apspriests, narkotiku metabolisms galvenokārt ir atkarīgs no dažādu enzīmu sistēmu pareizas darbības aknās, nierēs, kuņģa -zarnu trakta un citiem orgāniem. Izpratne par šo orgānu fermentatīvajiem profiliem ir būtiska, lai veiktu visaptverošu zāļu metabolisma procesu izpēti.

Fermenti, kas iesaistīti zāļu metabolismā, parasti tiek klasificēti divās klasēs: mikrosomu enzīmu sistēmas un bez - mikrosomālu enzīmu sistēmas.

• Mikrosomu enzīmu sistēmas:
  Šie fermenti galvenokārt ir lokalizēti endoplazmas retikuluma lipofīlajās membrānās aknu šūnās un citās šūnās. Vissvarīgākā oksidatīvo enzīmu grupa aknu mikrosomās ir aknu mikrosomu sajaukta - funkciju oksidāzes sistēma, kas pazīstama arī kā monoksigenāzes (CYP450). Šie fermenti attēlo primāro ceļu uz zāļu metabolismu ķermenī, kas spēj katalizēt plašu oksidatīvo reakciju klāstu. Biotransformācijas procesam, kas katalizēts ar šiem enzīmiem, ir jāiesaista citohroma P450 (CYP450), koenzīma II, molekulārā skābekļa, mg²⁺, flavoproteīnu, ne - hema dzelzs olbaltumvielu un citu kofaktoru.
  Turklāt UDP - Glikuronoziltransferāzes (UGTS), kas ir II fāzes metabolisma galvenā sastāvdaļa, atrodas arī endoplazmatiskā retikuluma luminālajā pusē, padarot UGT enzīmus mikrosomālās sistēmas daļas.
• Non - mikrosomu enzīmu sistēmas:
  Pazīstami arī kā II tipa fermenti, tie ietver UGTS, sulfotransferāzes (SULT), glutationu - S - transferāzes (GST), n - acetiltransferāzes (NATS) un aminoskābju konjugācijas fermenti. Non - mikrosomāli enzīmi galvenokārt atvieglo II fāzes metabolismu.

Papildus tā fizioloģiskajai lomai ūdens un elektrolītu līdzsvara saglabāšanā un endogēno un eksogēno vielu izdalīšanā nieres ir arī galvenais I un II fāzes metaboliskās biotransformācijas orgāns.

• I fāzes metabolisms nierēs:
  Ietver P450 fermentus, dehidrogenāzes un dažādas monoksigenāzes, lai gan to koncentrācija un aktivitātes ir ievērojami zemākas nekā aknās, padarot nieru fāzes I metabolismu mazāk dominējošu.
• II fāzes metabolisms nierēs:
  Galvenokārt ietilpst UGTS, SULT, GST, NATS un aminoskābes konjugējošie enzīmi, kuriem ir liela loma nieru zāļu metabolismā.

Zarnai kā vienai no lielākajām gremošanas orgāniem ir arī kritiska loma narkotiku metabolismā. Zarnu traktā daudzas zāles iziet metabolisma reakcijas, kas tās pārveido par ekskluzīvākiem un eliminātamiem metabolītiem. Šie metabolisma procesi notiek pa diviem ceļiem:

1. Fermentatīvais metabolisms zarnu epitēlija šūnās, kas ietver tādus enzīmus kā CYP450, UGT un lipāzes.
2. Mikrobu - mediēts metabolisms ar zarnu mikrobiotu.

Kopā šīs fermentatīvās sistēmas dažādos orgānos nodrošina efektīvu zāļu metabolismu un klīrensu, uzsverot zāļu metabolisma ceļu sarežģītību un integrāciju organismā.

Tomēr, nepārtraukti attīstoties medicīnā, ieelpotās zāles pēdējos gados ir pievērsušas ievērojamu uzmanību, pateicoties to straujajai absorbcijai, ātrai darbības sākumam un spējai vispirms apiet metabolismu. Atšķirībā no parastajām perorālajām zālēm, ieelpotie preparāti piegādā medikamentus tieši plaušu audos, izvairoties no vispirms aknu - caurlaides efektiem. Tas uzsver, cik svarīgi ir izpētīt zāļu metabolismu plaušās ieelpotām zāļu formām.

Plaušās ir dažādas zāles Metabolizējošie fermenti, ieskaitot P450 enzīmus, hidrolāzes, konjugācijas enzīmus, monoamīnu oksidāzes un flavin - saturošās monoksigenāzes. Starp tiem plaušu P450 enzīmiem ir kritiska loma ksenobiotiku biotransformācijā, ieelpoto ķīmisko kancerogēnu inaktivācija un plaušu toksīnu detoksikācija.

Kopsavilkumā,Narkotiku metabolisms organismā parasti ir koordinēts process, kurā iesaistīti vairāki orgāni un fermentu sistēmas. Tādējādi agrīnās neklīniskās zāļu izstrādes fāzes laikā piemērotu in vitro modeļu izvēlei ir izšķiroša nozīme, lai noskaidrotu metabolisma ceļus un identificētu galvenos metabolizējošos enzīmus.

3. In vitro zāļu metabolisma modeļi: mikrosomas

Salīdzinot ar in vivo metabolisma pētījumiem, in vitro pētījumi samazina fizioloģisko faktoru traucējumus, ļaujot tiešu mijiedarbību novērot starp zālēm un fermentiem. Līdz ar to in vitro metabolisma modeļi ir kļuvuši par vēlamo izvēli agrīnās zāļu izstrādes laikā. In vitro zāļu metabolisma pētījumu modeļi ietver mikrosomas, S9 frakcijas, citosolu, audu homogenātus un primārās šūnas. Ņemot vērā to, ka aknas ir galvenā zāļu metabolisma, aknu šūnu un to subcelulāro komponentu vieta -piemēram, aknu mikrosomas, aknu S9 frakcijas, aknu audu homogenāti un aknu citosols-ir galvenie zāļu metabolisma izpētes modeļi.

Mikrosomas, it īpaši, ir vezikulāras membrānas struktūras, kas iegūtas no sadrumstalota endoplazmatiskā retikuluma, kuras pašpārliecinātas šūnu homogenizācijas un diferenciālās centrifugēšanas laikā. Tie ir plaši izplatīti orgānos, piemēram, aknās, nierēs, zarnās un plaušās. Tā kā mikrosomas satur I fāzes enzīmus, piemēram, citohroma P450 (CYP450) un II fāzes enzīmus, piemēram, UGT un SULT, tie aptver plašu metabolisma ceļu klāstu dažādām zālēm. Tādējādi audu izvēle - specifiskas mikrosomas ir kritisks solis in vitro zāļu metabolisma pētījumos.

Turklāt saskaņā ar neklīniskiem farmakokinētiskiem pētījumiem par narkotikām, eksperimentāliem dzīvniekiem, piemēram, pelēm, žurkām, trušiem, jūrascūciņām, suņiem, miniatūrām cūkām un pērtiķiem. Inovatīvām narkotikām ir jāizmanto vismaz divas sugas, un viena ir grauzējs, bet otra - grauzēju suga, kas nav -. Ārpus dzīvnieku sugām, humanizēti materiāli -piemēram, cilvēka aknu mikrosomas-tiek uzsvērti arī kā galvenie instrumenti neklīniskiem ADME pētījumiem. Līdz ar to mikrosomu izvēle no vairākām sugām, ieskaitot cilvēkus, ir galvenais apsvērums zāļu metabolisma pētījumos.

Ņemot to vērā,IPhase, kā vadošais in vitro bioloģisko reaģentu nodrošinātājs, ir veiksmīgi izstrādājis mikrosomu produktus, kas iegūti no dažādiem vairāku sugu audiem, ieskaitot cilvēkus, pērtiķus, suņus, žurkas un peles. Šie produkti piedāvā plašu iespēju klāstu sugu atšķirību, metabolisma stabilitātes, P450 inhibīcijas un metaboliskā enzīma fenotipēšanas iespēju klāstam.

Ar stingriem kvalitātes kontroles pasākumiem iPhase nodrošina produktu uzticamību, palīdzot klientiem ietaupīt laiku un uzlabot efektivitāti. Iphase mikrosomas ir ideāla izvēle in vitro neklīniskiem pētījumiem.

IPhase mikrosomu produktu priekšrocības:

• Atbilstība:Visi ražošanā izmantotie audi tiek iegūti, izmantojot sertificētus kanālus ar skaidru izsekojamību.
• Drošība:Ražošanas audos tiek pārbaudīti patogēni, lai nodrošinātu produkta kvalitāti un drošību.
• Augsta kvalitāte:Produktiem tiek veikta stingra iekšējā kvalitātes kontrole, nodrošinot lielus partijas izmērus ar minimālu starpposma mainīgumu.
• Pielāgojamība:Lai izpildītu unikālas klientu prasības, ir pieejami pielāgoti mikrosomu produkti no noteiktām sugām vai audiem.

Piesaistot gadu pieredzi pētniecībā un attīstībā,IPhaseir uzsācis augstus - gala pētījumu reaģentus vairākās jomās un kategorijās. Šie produkti kalpo kā būtiski instrumenti agrīnai narkotiku izstrādei, piedāvājot jaunus materiālus, metodes un paņēmienus dzīvības zinātņu izpētei. Tie arī nodrošina ērtus risinājumus ģenētiskās toksicitātes pētījumiem pārtikā, farmaceitiskos izstrādājumos un ķīmiskajās vielās.

Mēs ceram atbalstīt pētniekus ar mūsu novatoriskajiem un uzticamajiem produktiem!



Noklikšķiniet uz labās pogas, lai sazinātos ar mums！