Примена на цитохром P450 (CYP450) и UDP - глукуронозилтрансфераза (UGT) ензими во лекови - Студии за интеракција со лекови во врска со метаболички фенотип и инхибиција на ензимот

Клучни зборови: drug-drug interaction (DDI), cytochrome p450 (CYP450 enzyme), udp-glucuronosyltransferase (UGT), Enzyme inhibition, CYP450 enzyme metabolic phenotyping study, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• Iphase производ

Белешка: CYP ензимите обично се користат соСистем за регенерација на NADPH/ НадфиПБС
UGT ензимите обично се користат соUGT систем за инкубацијаи ПБС.

Метаболизмот игра клучна улога во судбината на лековите, влијае на нивното отстранување низ целото тело и со тоа влијае на изложеноста и влијанието на целните локации. Ова главно се јавува во црниот дроб, но може да се појави и кај екстрахепатични органи. Неодамнешните студии го открија постоењето и функционалното значење на ензимите за метаболизирање на лековите (ДМЕ) во мозокот.Цитохром P450 ензим (CYP)иUDP - глукуроносилтрансфераза (UGT) исто така се клучни учесници во биотрансформацијата на лекови во рамките на централниот нервен систем (ЦНС).

• Цитохром P450 (CYP)

Цитохром P450 доминира во метаболизмот на фаза I (оксидација, намалување, хидролиза), со над 75% од метаболизмот на лекови. Клучните подтипови вклучуваат CYP3A4 (50% метаболизам на лекови) и CYP2D6 (20% метаболизам на лекови). CYP ги претвора липофилните лекови во поларни метаболити, промовирајќи екскреција.

Примарните хепатоцити се хепатоцити изолирани директно од човечки или животински црн дроб и станаа најпосакуван модел за истражување на метаболизмот на лекови заради нивното зачувување на недопрената активност на ензимот на ЦИП и физиолошка релевантност. Примарниот модел на хепатоцити е најшироко прифатениот модел на евалуација за индукција на ензими на CYP во индустријата, академијата и регулаторните агенции. Како клеточен систем, човечкиот хепатоцит се состојат од нуклеарни рецептори, активирачи на СО и инхибитори, целните гени и промотори, како и ензимот што метаболизира лекови, способен за оние на црниот дроб и може ефикасно да симулира индукција на кандидатски лекови и нивните метаболити.

• UDP - глукуроносилтрансфераза (UGT)

UDP - глукуронозилтрансферазите е примарна фаза ⅱ ензим што користи глукуронска киселина како донатор на шеќер за да го катализира врзувањето на глукуронска киселина со егзогени материи и поларни групи, промовирајќи го нејзиниот дозвола. Човечкиот UGT е широко распространет и изразен во ткива како што се црниот дроб, тенкото црево, бубрезите, стомакот и белите дробови. Црниот дроб е главниот орган во човечкото тело што се подложува на реакции за врзување на глукуронска киселина, а повеќето подтипови на УГТ се изразени во црниот дроб. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 и UGT2A1 се дистрибуираат во екстрахепатични ткива, а реакцијата за врзување на глукуронска киселина што се јавува во екстрахепатични ткива главно е поврзана со апсорпцијата и екскрецијата на лековите.

• Клучни апликации за развој на лекови

Ин витро модел на скрининг: CYP или UGT ензими како што се микрозоми на црниот дроб/ примарни хепатоцити се користат за експерименти за инкубација на микрозоми на црниот дроб/ хепатоцити за проценка на метаболичката стапка и половина - живот на кандидатски лекови, а потоа и оценете ја метаболичката стабилност на кандидатите за лекови (како што се CYP3A4 инхибиција). Користејќи клетки уредувани гени за да се предвидат клинички метаболички разлики.

Лек - Интеракција со лекови (ДДИ)Студија: Спроведување на експерименти за инхибиција на CYP за да откриете дали кандидатите лекови ги инхибираат клучните ензими на CYP (како што се CYP3A4, CYP2C9) и предвидуваат клинички ризик од ДДИ. Спроведете експерименти за инхибиција на UGT за да се процени ефектот на лековите врз UGT активност. Откривање на индукцискиот ефект на лекови врз CYP/UGT преку примарна анализа на хепатоцити.

Развој на методи на биолошка анализа: Студијата на ензимите на CYP и UGT игра клучна улога во развојот и валидацијата на биоаналитичкиот метод за студии за метаболизам на лекови и фармакокинетички (DMPK). Користете биолошки матрици кои содржат CYP/UGT метаболити (како што се жолчката и плазмата) за проценка на ефектот на матрицата, оптимизирајте ги методите LC - MS/MS и избегнувајте ефекти на инхибиција/подобрување на јон.

Истражување за генетски полиморфизам: UGT1A1 и други гени кои го контролираат изразот на ензимот на UGT се важни гени вклучени во метаболички циклуси на човекот. Со развојот на фармакогеномика, откриено е дека нивниот генетски полиморфизам е поврзан со одредени нивоа на метаболизам на лекови, што пак влијае на појавата, развојот и третманот на болести и многу други аспекти.

Студија за разликите во видовите: Споредете ги разликите во активноста на ензимот на CYP на примарни хепатоцити како што се луѓе, стаорци и кучиња и оптимизирајте ја стратегијата за транзиција од претклинички во клиничка употреба.

• Инхибиција на ензимот

CYP ензим со посредствоИнхибиција на ензимотСе однесува на феноменот каде што одредени соединенија можат да ја инхибираат активноста на одредени метаболички ензими на CYP450, што резултира во забавен метаболизам, намалена стапка на дозвола и зголемена изложеност на одредени лекови кога се користи во комбинација, со што се претставува опасност од безбедност. Според различните механизми на инхибиција, инхибиторниот ефект на лековите врз ензимите CYP450 може да се подели на реверзибилна инхибиција и време - зависна инхибиција (TDI). Инхибиција зависна од времето, позната и како неповратна инхибиција, генерално се однесува на формирање на комплекс помеѓу кандидат лек и ензим на ЦИП преку ковалентни врски, што резултира во неповратна инактивација на ензимите. Инхибиторниот ефект на инхибиторот врз ензимот не исчезнува веднаш откако ќе се отстрани инхибиторот, но покажува време - зависни карактеристики.

• Студија за метаболички фенотипирање на ензимот CYP450

Во моментов, постојат три главни методи за идентификување на ензимскиот метаболички фенотип на CYP450: метод на селективна инхибиција, метод на рекомбинантен човечки CYP450 изоензим и метод на корелација. Селективниот метод на инхибиција може да се подели на метод на хемиска инхибиција и метод на инхибиција на антитела. Вклучува мерење на метаболичката активност на микрозомите на црниот дроб на човекот на лекови со и без додавање на серија на селективни хемиски инхибитори или антитела на ензим CYP450 CYP450 ензим метаболички фенотип. Меѓу нив, методот на хемиска инхибиција е широко користен заради неговата едноставна работа и ниската цена.

• Заклучок

CYP ензими и UGT ензими, како основни ензимски системи на метаболизмот на лекови, соодветно доминираат во фазата I (оксидација, намалување) и фаза II (глукуронидација) реакции, длабоко влијаат на ефикасноста, токсичноста и персонализираната употреба на лекови. Подтиповите како што се CYP3A4 и CYP2D6, заедно со ензими како што се UGT1A1 и UGT2B7, формираат комплексна метаболичка мрежа. Нивните разлики во активноста (како што се генот полиморфизам и специфичноста на видовите) може точно да се анализираат преку моделите на примарни хепатоцити и технологијата LC - MS/MS, обезбедувајќи клучна поддршка за податоци за развој на лекови.

Референца

Zhang, M., Rottschäfer, V., & CM de Lange, E. (2024). Потенцијалното влијание на лекот CYP и UGT - метаболизирачки ензими врз изложеноста на лекови на лекови на мозокот. Прегледи за метаболизам на лекови, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Цитохром P450 (CYP) и UDP - глукуроносилтрансфераза (UGT) ензими: улога во метаболизмот на лековите, полиморфизмот и идентификувањето на нивното вклучување во метаболизмот на лекови. Во Напредок во фармацевтската и биомедицинската анализа (Том 6, стр. 295 - 336). Елсевиер.