Ин витро евалуација на ин витро транспортерот на лекови: Истражување на улогите на ABC везикулите и SLC транспортерските клетки

Клучни зборови: ATP-врзувачка касета(ABC), ABC транспортер, SLC транспортер, мембранска везикула, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, транспортер инхибиција, транспортерска супстрат на ДРГИД1аден. Студии, HEK293 MOCK, MOCK SLC Transporter.

IPHASE производи

Позадина

Во клиничките апликации, пациентите често користат повеќе лекови истовремено, и овие лекови може да предизвикаат интеракции на лекови/лек (DDI) кои имаат потенцијал да предизвикаат сериозни несакани реакции или да ја променат ефективноста на третманот. Проценката на DDI обично започнува со ин витро тестирање за да се идентификуваат факторите кои можат да влијаат на диспозицијата на лекот за да се разјаснат потенцијалните механизми на DDI и да се добијат кинетички параметри за понатамошни студии. Ензимите кои метаболизираат лекови долго време се во фокусот на истражувањето на DDI. Во последниве години, со развојот на технологијата за молекуларна биологија, постигнат е значителен напредок во проучувањето на ин витро транспортерите на лекови, а важноста на ин витро евалуацијата на DDI базирани на транспортери привлече се поголемо внимание.

Транспортерите и нивните улоги

Транспортер се однесува на трансмембрански протеини низ клеточната мембрана на различни ткива кои посредуваат во влезот и излезот на ендогени или егзогени супстанции во и надвор од биолошките мембрани. Ин витро транспортер на лекови е општ термин за протеини кои земаат лекови како супстрати, постојат на површината на клеточната мембрана на ткивата или органите и ја преземаат функцијата на трансмембрански транспорт на лекови, главно вклучувајќи две фамилии: ATP-врзувачка касета(ABC)суперфамилија и суперфамилија носител на растворени материи (SLC транспорт), кои доминираат во процесот на трансмембрански транспорт на лекови.

ABC транспортерисе АТП-зависни транспортери кои активно движат различни супстрати (на пример, јони, липиди и лекови) низ клеточните мембрани, често против градиентите на концентрацијата. Тие играат клучна улога во отпорноста на лекови, метаболизмот и клеточната детоксикација.SLC транспортерисе главно секундарни активни или олеснети транспортери кои посредуваат во движењето на растворените материи како што се гликозата, амино киселините и невротрансмитери. За разлика од ABC транспортерите, тие не бараат директно ATP, туку се потпираат на јонски градиенти.

Транспортери кои посредуваат во одливот на лекови главно вклучуваат P-гликопротеин (P-gp) или мулти-резистентност на лекови 1 протеин (MDR1), протеин отпорен на рак на дојка (BCRP). Тие се членови на семејството на транспортери на ATP-врзувачки касети (ABC), кои ја користат енергијата на хидролизираниот АТП за транспорт на лекови и ендогени супстанции. Транспортерите кои посредуваат во влегувањето на лековите во клетката можат да зафаќаат супстрати до целното место за да извршат фармаколошки ефекти и припаѓаат на членовите на семејството транспортери на растворени материи, главно вклучувајќи го органски анјонски транспортер полипептид (OATPs), органски транспортер на анјони (OATs), протеини за истиснување на повеќе лекови и токсини (MATEs), транспортер (OCT), органски c.

Клучни транспортери и нивните улоги:

• -БСЕП(Пумпа за извоз на жолчна сол):Критично за секрецијата на жолчната киселина во црниот дроб, дисфункција на BSEP е поврзана со холестатско заболување на црниот дроб. Инхибицијата на BSEP може да предизвика хепатотоксичност.
• -BCRP(протеин отпорен на рак на дојка):BCRP влијае на биорасположивоста на хемотерапевти и антивируси, извезувајќи супстрати од клетките и влијаејќи на пенетрацијата на плацентарната и крвната-мозочната бариера.
• -МАТЕ1/МАТЕ2-К(Протеини за истиснување на повеќе лекови и токсини):Лоцирани во бубрежните и хепаталните ткива, MATE1 и MATE2-K излачуваат катјонски лекови, кои работат синергетски со OCT2 за да посредуваат во бубрежната секреција.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Транспортер на хепатално навлегување од клучно значење за клиренсот на статините. OATP1B1 игра клучна улога во посредувањето на навлегувањето на ендогени соединенија како што се билирубинска киселина, билирубин, стероидни соединенија и тироидни хормони, како и хепаталниот клиренс на широк спектар на клинички лекови како што се статини, антибиотици, антивирусни и антиканцерогени лекови.
• -OAT1(SLC22A6):Посредува во бубрежното навлегување на анјони, вклучително и антивирусни и НСАИЛ, што влијае на ризикот од нефротоксичност.

Инхибиција на транспортер и DDI

Инхибиција на транспортероте суштински аспект на развојот на лекови. Инхибицијата на транспортерот игра клучна улога во интеракциите на лекови/дрога (DDI) со тоа што влијае на апсорпцијата, дистрибуцијата, метаболизмот и екскрецијата на истовремените лекови. Инхибицијата на транспортерите на ефлукс како што се MDR1(P-gp) и BCRP може да ја намали клеточната екструзија на лековите, што потенцијално води до повисоки интрацелуларни и системски концентрации. Слично на тоа, инхибирањето на транспортерите на апсорпција како OATP1B1 може да го намали хепаталниот клиренс на лекот, додека инхибицијата на BSEP може да се меша со транспортот на жолчните киселини, зголемувајќи го ризикот од холестаза. Дополнително, транспортерите како MATE1, MATE2-K и OAT1, кои се клучни за бубрежната елиминација на лекот, кога се инхибирани, можат да ја променат бубрежната екскреција и да придонесат за акумулација на лекот. Ин витро модели, вклучувајќиMDCK IIиКако-2клеточните линии се широко користени за евалуација на овие транспортерски интеракции, обезбедувајќи суштински увид во потенцијалот на DDI за време на развојот на лекот.

Ин витро модели за транспортни студии

Разбирањето на функцијата на транспортерот и предвидувањето на DDI со посредство на транспортер се потпираат на специјализирани модели на клетки. Истражувачите користатHEK293 MOCKклетките како негативна контрола, осигурувајќи дека секој забележан транспорт се должи на специфичниот транспортер. HEK293 MOCK обезбедува конзистентна позадина, додека HEK293 MOCK останува централен за потврдување на експерименталната специфичност. Еден метод се користимембрански везикулиод клетки кои прекумерно изразуваат транспортери, често изолирани од HEK293 MOCK клетките. Слично на тоа,MOCK SLC транспортермоделите се клучни за разликување на специфичната активност на транспортерот од неспецифичното навлегување. Анализите на MOCK SLC Transporter потврдуваат дека набљудуваното движење на подлогата зависи од транспортерот, а експериментите на MOCK SLC Transporter ја зајакнуваат веродостојноста на моделот. Овој двоен пристап со користење на HEK293 MOCK и MOCK SLC Transporter ја подобрува нашата способност да го проучуваме транспортот зависен од ATP без мешање од клеточниот метаболизам.

Клеточната линија Caco-2, добиена од човечки карцином на дебелото црево, е уште еден стандарден модел што се користи за симулирање на апсорпција на лекот во цревата. Неговата способност да се диференцира во клетки слични на ентероцити кои изразуваат различни транспортери - како што се P-gp и BCRP - го прави непроценлив за проценка на пропустливоста на лекот и потенцијалните интеракции.

Згора на тоа, специфичните модели на транспортер, како што се клетките што изразуваат човечки BCRP, овозможуваат истражување на специфичноста на супстратот, кинетичкото однесување на транспортот на лекот и степенот до кој инхибиторите можат да ја модулираат активноста на транспортерот. Кога се комбинираат со податоци од везикуларни анализи, овие клеточни системи обезбедуваат сеопфатен увид во динамиката на диспозиција на лекови посредувана од транспортерот.

Заклучок

Накратко, разбирањето на интеракциите на транспортерите е од витално значење за оптимизирање на безбедноста и ефикасноста на лекот. Транспортерите како што се MDR1(P-gp), BCRP и BSEP заедно со транспортерите за навлегување како OATP 1B1 и OAT1 slc Transporter играат критична улога во фармакокинетиката на лековите. Употребата на ин витро модели вклучувајќи MDCK II, Caco-2, Human BCRP Expressing клетки и Human MDR1 Knockin MDCK II клетки обезбедува цврста рамка за разбирање како инхибицијата на транспортерот може да влијае на интеракциите на лекот-лек и целокупната диспозиција на лекот. Овие сознанија се непроценливи за оптимизирање на ефикасноста и безбедноста на лекот во клинички услови.