In vitro zāļu transportētāja novērtējums: ABC pūslīšu un SLC transportētāju šūnu lomu izpēte

Atslēgvārdi: ATP-saistīšanas kasete (ABC), ABC Transporter, SLC Transporter, Membrane Vesicle, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, Transporter Inhibition, Transporter Guidance on D, Druraft Guidance M2gp Studijas, HEK293 MOCK, MOCK SLC Transporter.

IPHASE produkti

Fons

Klīniskajos lietojumos pacienti bieži lieto vairākas zāles vienlaikus, un šīs zāles var izraisīt zāļu un zāļu mijiedarbību (DDI), kas var izraisīt nopietnas blakusparādības vai mainīt ārstēšanas efektivitāti. DDI novērtējums parasti sākas ar in vitro testēšanu, lai noteiktu faktorus, kas var ietekmēt zāļu izvietojumu, lai noskaidrotu iespējamos DDI mehānismus un iegūtu kinētiskos parametrus turpmākai izpētei. Zāļu metabolizējošie enzīmi jau sen ir bijuši DDI pētījumu uzmanības centrā. Pēdējos gados, attīstoties molekulārās bioloģijas tehnoloģijai, ir panākts būtisks progress in vitro zāļu transportētāju izpētē, un arvien lielāku uzmanību ir piesaistījusi uz transportētāju balstītu DDI in vitro novērtēšanas nozīme.

Pārvadātāji un viņu lomas

Transporteris attiecas uz transmembrānu proteīniem visā dažādu audu šūnu membrānā, kas veicina endogēno vai eksogēno vielu iekļūšanu un izeju no bioloģiskajām membrānām. In vitro zāļu transportētājs ir vispārīgs termins proteīniem, kas uzņem zāles kā substrātus, atrodas uz audu vai orgānu šūnu membrānas virsmas un veic transmembrānu zāļu transportēšanas funkciju, galvenokārt ietverot divas grupas: ATP - saistošā kasete (ABC)superģimene un izšķīdušo vielu nesēju superģimene (SLC transports), kas dominē transmembrānas zāļu transportēšanas procesā.

ABC transportieriir no ATP atkarīgi transportētāji, kas aktīvi pārvieto dažādus substrātus (piemēram, jonus, lipīdus un zāles) pa šūnu membrānām, bieži vien pret koncentrācijas gradientiem. Viņiem ir galvenā loma zāļu rezistencē, vielmaiņā un šūnu detoksikācijā.SLC transportieripārsvarā ir sekundāri aktīvi vai atviegloti transportētāji, kas mediē izšķīdušo vielu, piemēram, glikozes, aminoskābju un neirotransmiteru, kustību. Atšķirībā no ABC transportieriem, tiem nav nepieciešams tieši ATP, bet tie ir paļauti uz jonu gradientiem.

Transportētāji, kas veicina zāļu izplūdi, galvenokārt ietver P-glikoproteīnu (P-gp) vai multi-zāļu rezistences 1 proteīnu (MDR1), krūts vēža rezistences proteīnu (BCRP). Tie ir ATP - saistošo kasešu (ABC) transportētāju saimes locekļi, kas izmanto hidrolizētā ATP enerģiju zāļu un endogēno vielu transportēšanai. Transporteri, kas veicina zāļu iekļūšanu šūnā, var uzņemt substrātus uz mērķa vietu, lai radītu farmakoloģisku iedarbību, un pieder pie izšķīdušo vielu transportētāju ģimenes locekļiem, galvenokārt ietverot organisko anjonu transportētāju polipeptīdu (OATP), organisko anjonu transportētāju (OAT), daudzu zāļu un toksīnu ekstrūzijas proteīnus (MATE), organisko katjonu transportētāju (OCT) utt.

Galvenie pārvadātāji un viņu lomas:

• -BSEP(žults sāls eksporta sūknis):BSEP disfunkcija, kas ir kritiska žultsskābes sekrēcijai aknās, ir saistīta ar holestātisku aknu slimību. Zāļu-inducēta --BSEP inhibīcija var izraisīt hepatotoksicitāti.
• -BCRP(Krūts vēža rezistences proteīns):BCRP ietekmē ķīmijterapijas un pretvīrusu līdzekļu biopieejamību, eksportējot substrātus no šūnām un ietekmējot placentas un asins un smadzeņu barjeras iekļūšanu.
• -MATE1/MATE2-K(vairāku zāļu un toksīnu ekstrūzijas proteīni):Atrodas nieru un aknu audos, MATE1 un MATE2-K izdala katjonu zāles, darbojoties sinerģiski ar OCT2, lai mediētu nieru sekrēciju.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Aknu uzņemšanas transportētājs, kas ir būtisks statīnu klīrensam. OATP1B1 ir izšķiroša loma endogēno savienojumu, piemēram, bilirubskābes, bilirubīna, steroīdu savienojumu un vairogdziedzera hormonu, uzņemšanas starpniecībā, kā arī dažādu klīnisko zāļu, piemēram, statīnu, antibiotiku, pretvīrusu un pretvēža zāļu, aknu klīrensā.
• -OAT1(SLC22A6):Mediē anjonu, tostarp pretvīrusu un NPL, uzņemšanu caur nierēm, ietekmējot nefrotoksicitātes risku.

Transportera inhibīcija un DDI

Transportera kavēšanair būtisks zāļu izstrādes aspekts. Transportera inhibīcijai ir galvenā loma zāļu un zāļu mijiedarbībā (DDI), ietekmējot vienlaikus lietoto zāļu uzsūkšanos, izplatīšanos, metabolismu un izdalīšanos. Izplūdes transportētāju, piemēram, MDR1 (P - gp) un BCRP, inhibīcija var samazināt zāļu ekstrūzijas šūnās, potenciāli izraisot augstāku intracelulāro un sistēmisko koncentrāciju. Līdzīgi uzņemšanas transportētāju, piemēram, OATP1B1, kavēšana var samazināt zāļu klīrensu aknās, savukārt BSEP inhibīcija var traucēt žultsskābes transportēšanu, palielinot holestāzes risku. Turklāt transporteri, piemēram, MATE1, MATE2-K un OAT1, kas ir ļoti svarīgi zāļu eliminācijai caur nierēm, ja tie tiek inhibēti, var mainīt izdalīšanos caur nierēm un veicināt zāļu uzkrāšanos. In vitro modeļi, tostarpMDCK IIunCaco-2šūnu līnijas tiek plaši izmantotas, lai novērtētu šo transportētāju mijiedarbību, sniedzot būtisku ieskatu DDI potenciālā zāļu izstrādes laikā.

In vitro modeļi transportētāju pētījumiem

Transportera funkcijas izpratne un transportētāja starpniecības DDI prognozēšana balstās uz specializētiem šūnu modeļiem. Pētnieki izmantoHEK293 MOCKšūnas kā negatīvu kontroli, nodrošinot, ka jebkura novērotā transportēšana ir saistīta ar konkrēto transportētāju. HEK293 MOCK nodrošina konsekventu fonu, savukārt HEK293 MOCK joprojām ir galvenais, lai apstiprinātu eksperimentālo specifiku. Tiek izmantota viena metodemembrānas pūslīšino šūnām, kas pārmērīgi ekspresē transportētājus, bieži izolētas no HEK293 MOCK šūnām. Līdzīgi,MOCK SLC Transporterismodeļi ir ļoti svarīgi, lai atšķirtu specifisku transportētāja darbību no nespecifiskas uzņemšanas. MOCK SLC Transporter testi apstiprina, ka novērotā substrāta kustība ir atkarīga no transportētāja, un MOCK SLC Transporter eksperimenti pastiprina modeļa uzticamību. Šī dubultā pieeja, izmantojot HEK293 MOCK un MOCK SLC Transporter, uzlabo mūsu spēju pētīt no ATP atkarīgo transportu bez traucējumiem no šūnu metabolisma.

Caco-2 šūnu līnija, kas iegūta no cilvēka resnās zarnas karcinomas, ir vēl viens standarta modelis, ko izmanto, lai modelētu zāļu uzsūkšanos zarnās. Tā spēja diferencēties enterocītiem līdzīgās šūnās, kas ekspresē dažādus transportētājus, piemēram, P-gp un BCRP, padara to nenovērtējamu gan zāļu caurlaidības, gan iespējamās mijiedarbības novērtēšanā.

Turklāt transportētāja specifiskie modeļi, piemēram, cilvēka BCRP ekspresējošās šūnas, ļauj izpētīt substrāta specifiku, zāļu transportēšanas kinētisko uzvedību un to, cik lielā mērā inhibitori var modulēt transportera aktivitāti. Apvienojot tos ar vezikulāro testu datiem, šīs šūnu sistēmas sniedz visaptverošu ieskatu par transportētāja izraisīto zāļu izvietojuma dinamiku.

Secinājums

Rezumējot, izpratne par transportētāju mijiedarbību ir ļoti svarīga, lai optimizētu zāļu drošību un efektivitāti. Transportētājiem, piemēram, MDR1(P-gp), BCRP un BSEP, kā arī uzņemšanas transportieriem, piemēram, OATP 1B1 un OAT1 slc Transporter, ir būtiska loma zāļu farmakokinētikā. In vitro modeļu, tostarp MDCK II, Caco-2, cilvēka BCRP ekspresējošās šūnas un cilvēka MDR1 Knockin MDCK II šūnas, izmantošana nodrošina stabilu sistēmu, lai izprastu, kā transportera inhibīcija var ietekmēt zāļu un zāļu mijiedarbību un vispārējo zāļu izvietojumu. Šīs atziņas ir nenovērtējamas, lai optimizētu zāļu efektivitāti un drošību klīniskajos apstākļos.