इन विट्रो ड्रग ट्रान्सपोर्टरचे इन विट्रो मूल्यमापन: एबीसी वेसिकल्स आणि एसएलसी ट्रान्सपोर्टर सेलच्या भूमिकांचे अन्वेषण

कीवर्ड: ATP-बाइंडिंग कॅसेट(ABC), ABC ट्रान्सपोर्टर, SLC ट्रान्सपोर्टर, मेम्ब्रेन व्हेसिकल, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, ट्रान्सपोर्टर इनहिबिशन, ट्रान्सपोर्टर इनहिबिशन, ICH2 ICH2 सब्सपोर्टर, DCH2 सब्सपोर्टर इंटरॅक्शन स्टडीज, HEK293 MOCK, MOCK SLC ट्रान्सपोर्टर.

आयफेस उत्पादने

पार्श्वभूमी

क्लिनिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये रुग्ण अनेकदा एकाच वेळी अनेक औषधे वापरतात आणि ही औषधे ड्रग-ड्रग इंटरॅक्शन(DDI) तयार करू शकतात ज्यात गंभीर प्रतिकूल प्रतिक्रिया निर्माण करण्याची किंवा उपचाराची प्रभावीता बदलण्याची क्षमता असते. संभाव्य DDI यंत्रणा स्पष्ट करण्यासाठी आणि पुढील अभ्यासासाठी गतिज मापदंड प्राप्त करण्यासाठी औषधांच्या स्वभावावर परिणाम करणारे घटक ओळखण्यासाठी डीडीआय मूल्यांकन सहसा इन विट्रो चाचणीने सुरू होते. ड्रग मेटाबोलायझिंग एन्झाईम्स दीर्घकाळापासून डीडीआय संशोधनाचा केंद्रबिंदू आहेत. अलिकडच्या वर्षांत, आण्विक जीवशास्त्र तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, इन विट्रो ड्रग ट्रान्सपोर्टर्सच्या अभ्यासात लक्षणीय प्रगती झाली आहे आणि ट्रान्सपोर्टर आधारित डीडीआयच्या इन विट्रो मूल्यमापनाच्या महत्त्वाकडे लक्ष वेधले गेले आहे.

वाहतूकदार आणि त्यांची भूमिका

ट्रान्सपोर्टर म्हणजे विविध ऊतकांच्या सेल झिल्लीमध्ये ट्रान्समेम्ब्रेन प्रथिने संदर्भित करतात जी अंतर्जात किंवा बहिर्जात पदार्थांच्या जैविक झिल्लीमध्ये आणि बाहेर जाण्यासाठी मध्यस्थी करतात. इन विट्रो ड्रग ट्रान्सपोर्टर ही प्रथिनांसाठी एक सामान्य संज्ञा आहे जी औषधे सब्सट्रेट म्हणून घेतात, ऊतक किंवा अवयवांच्या सेल झिल्लीच्या पृष्ठभागावर अस्तित्वात असतात आणि ट्रान्समेम्ब्रेन ड्रग ट्रान्सपोर्टचे कार्य करतात, प्रामुख्याने दोन कुटुंबांसह: ATP-बाइंडिंग कॅसेट(ABC)सुपरफॅमिली आणि सॉल्युट कॅरियर सुपरफॅमिली (एसएलसी ट्रान्सपोर्ट), जे ट्रान्समेम्ब्रेन ड्रग ट्रान्सपोर्ट प्रक्रियेवर प्रभुत्व मिळवतात.

ABC वाहतूकदारएटीपी-अवलंबित ट्रान्सपोर्टर आहेत जे सक्रियपणे विविध सब्सट्रेट्स (उदा., आयन, लिपिड आणि औषधे) सेल झिल्ली ओलांडून हलवतात, अनेकदा एकाग्रता ग्रेडियंट्सच्या विरुद्ध. ते औषध प्रतिरोध, चयापचय आणि सेल्युलर डिटॉक्सिफिकेशनमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात.एसएलसी वाहतूकदारमुख्यतः दुय्यम सक्रिय किंवा सुलभ वाहतूक करणारे असतात जे ग्लुकोज, एमिनो ऍसिडस् आणि न्यूरोट्रांसमीटर सारख्या विद्रव्यांच्या हालचालीमध्ये मध्यस्थी करतात. एबीसी ट्रान्सपोर्टर्सच्या विपरीत, त्यांना थेट एटीपीची आवश्यकता नसते परंतु ते आयन ग्रेडियंटवर अवलंबून असतात.

ड्रग फ्लक्समध्ये मध्यस्थी करणाऱ्या वाहतूकदारांमध्ये प्रामुख्याने P-glycoprotein (P-gp), किंवा मल्टी-ड्रग रेझिस्टन्स 1 प्रोटीन (MDR1), ब्रेस्ट कॅन्सर रेझिस्टन्स प्रोटीन (BCRP) यांचा समावेश होतो. ते ATP-बाइंडिंग कॅसेट(ABC) ट्रान्सपोर्टर कुटुंबाचे सदस्य आहेत, जे ड्रग्स आणि अंतर्जात पदार्थांच्या वाहतुकीसाठी हायड्रोलायझ्ड ATP ची उर्जा वापरतात. सेलमध्ये औषधांच्या प्रवेशामध्ये मध्यस्थी करणारे वाहतूकदार फार्माकोलॉजिकल प्रभाव पाडण्यासाठी लक्ष्य साइटवर सब्सट्रेट्स घेऊ शकतात आणि सोल्युट ट्रान्सपोर्टर कुटुंबातील सदस्यांशी संबंधित आहेत, ज्यात प्रामुख्याने ऑर्गेनिक आयन ट्रान्सपोर्टिंग पॉलीपेप्टाइड (OATPs), ऑर्गेनिक आयन ट्रान्सपोर्टर (OATs), मल्टीड्रग आणि टॉक्सिन एक्सट्रूजन प्रोटीन (सीटीओटीएटी), किंवा सीटीओटीएटी (सीटीओटीएटी) ट्रान्सपोर्टर.

प्रमुख वाहतूकदार आणि त्यांची भूमिका:

• -बीएसईपी(पित्त मीठ निर्यात पंप):यकृतातील पित्त ऍसिड स्रावासाठी गंभीर, BSEP बिघडलेले कार्य कोलेस्टॅटिक यकृत रोगाशी जोडलेले आहे. औषध-प्रेरित --बीएसईपी प्रतिबंधामुळे हेपेटोटोक्सिसिटी होऊ शकते.
• -BCRP(स्तन कर्करोग प्रतिरोधक प्रथिने):BCRP केमोथेरप्युटिक्स आणि अँटीव्हायरलच्या जैवउपलब्धतेवर परिणाम करते, पेशींमधून सब्सट्रेट निर्यात करते आणि प्लेसेंटल आणि रक्त-मेंदूच्या अडथळ्याच्या प्रवेशावर परिणाम करते.
• -MATE1/MATE2-K(मल्टीड्रग आणि टॉक्सिन एक्सट्रुजन प्रोटीन्स):वृक्क आणि यकृताच्या ऊतींमध्ये स्थित, MATE1 आणि MATE2-K उत्सर्जित करते cationic औषधे, OCT2 सह रीनल स्राव मध्यस्थी करण्यासाठी कार्य करते.
• -OATP1B1(SLCO1B1):स्टॅटिन क्लिअरन्ससाठी यकृताचा अपटेक ट्रान्सपोर्टर गंभीर आहे. OATP1B1 अंतर्जात संयुगे जसे की बिलीरुबिक ऍसिड, बिलीरुबिन, स्टिरॉइड-कपल्ड संयुगे, आणि थायरॉईड संप्रेरके, तसेच स्टॅटिन, अँटीबायोटिक्स, अँटीव्हायरल आणि अँटीव्हायरल्स यासारख्या विस्तृत क्लिनिकल औषधांच्या यकृताच्या क्लिअरन्समध्ये मध्यस्थी करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.
• -OAT1(SLC22A6):नेफ्रोटॉक्सिसिटीच्या जोखमीवर प्रभाव टाकून अँटीव्हायरल आणि NSAIDs सह, anions च्या मूत्रपिंडाच्या सेवनमध्ये मध्यस्थी करते.

ट्रान्सपोर्टर इनहिबिशन आणि डीडीआय

वाहतूकदार प्रतिबंधऔषध विकास एक आवश्यक पैलू आहे. सह-प्रशासित औषधांचे शोषण, वितरण, चयापचय आणि उत्सर्जन प्रभावित करून ड्रग-ड्रग इंटरॅक्शन (DDI) मध्ये ट्रान्सपोर्टर इनहिबिशन महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. एमडीआर 1(पी त्याचप्रमाणे, OATP1B1 सारख्या अपटेक ट्रान्सपोर्टर्सला प्रतिबंधित केल्याने यकृतातील औषध क्लिअरन्स कमी होऊ शकतो, तर BSEP प्रतिबंध पित्त ऍसिड वाहतुकीमध्ये व्यत्यय आणू शकतो, ज्यामुळे कोलेस्टेसिसचा धोका वाढतो. याव्यतिरिक्त, MATE1, MATE2-K, आणि OAT1 सारखे वाहतूकदार, जे मूत्रपिंडातील औषध निर्मूलनासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत, जेव्हा प्रतिबंधित केले जातात, तेव्हा ते मूत्रपिंडाच्या उत्सर्जनात बदल करू शकतात आणि औषधांच्या संचयनास हातभार लावू शकतात. इन विट्रो मॉडेल्स, यासहMDCK IIआणिकाको-2सेल लाइन्स, या ट्रान्सपोर्टर परस्परसंवादाचे मूल्यांकन करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, औषध विकासादरम्यान DDI संभाव्यतेबद्दल आवश्यक अंतर्दृष्टी प्रदान करतात.

ट्रान्सपोर्टर स्टडीजसाठी विट्रो मॉडेल्समध्ये

ट्रान्सपोर्टर फंक्शन समजून घेणे आणि ट्रान्सपोर्टरचा अंदाज लावणे-मध्यस्थ DDIs विशेष सेल मॉडेल्सवर अवलंबून असतात. संशोधक वापरतातHEK293 MOCKपेशी एक नकारात्मक नियंत्रण म्हणून, कोणत्याही निरीक्षण वाहतूक विशिष्ट ट्रान्सपोर्टरमुळे आहे याची खात्री करून. HEK293 MOCK एक सुसंगत पार्श्वभूमी प्रदान करते, तर HEK293 MOCK प्रायोगिक विशिष्टता प्रमाणित करण्यासाठी केंद्रस्थानी राहते. एक पद्धत वापरतेपडदा vesiclesओव्हरएक्सप्रेसिंग ट्रान्सपोर्टर्सच्या पेशींमधून, अनेकदा HEK293 MOCK पेशींपासून वेगळे केले जाते. त्याचप्रमाणे,MOCK SLC ट्रान्सपोर्टरविशिष्ट ट्रान्सपोर्टर ॲक्टिव्हिटीला विशिष्ट अपटेकपासून वेगळे करण्यासाठी मॉडेल्स महत्त्वपूर्ण आहेत. MOCK SLC ट्रान्सपोर्टर असेस हे पुष्टी करतात की निरीक्षण केलेल्या सब्सट्रेटची हालचाल ट्रान्सपोर्टर-डिपेंडेंट आहे आणि MOCK SLC ट्रान्सपोर्टरचे प्रयोग मॉडेलची विश्वासार्हता अधिक मजबूत करतात. HEK293 MOCK आणि MOCK SLC ट्रान्सपोर्टर वापरून हा दुहेरी दृष्टीकोन सेल्युलर मेटाबॉलिझमच्या हस्तक्षेपाशिवाय ATP-निर्भर वाहतुकीचा अभ्यास करण्याची आमची क्षमता वाढवतो.

मानवी कोलन कार्सिनोमापासून प्राप्त झालेली Caco-2 सेल लाइन, आतड्यांतील औषध शोषणाचे अनुकरण करण्यासाठी वापरले जाणारे आणखी एक मानक मॉडेल आहे. त्याची एन्टरोसाइट-पेशींसारख्या पेशींमध्ये फरक करण्याची क्षमता आहे जी विविध ट्रान्सपोर्टर्स व्यक्त करतात-जसे की पी-जीपी आणि बीसीआरपी—औषधांच्या पारगम्यता आणि संभाव्य परस्परसंवादाचे मूल्यांकन करण्यासाठी ते अमूल्य बनवते.

शिवाय, ट्रान्सपोर्टर-विशिष्ट मॉडेल जसे की ह्यूमन बीसीआरपी एक्स्प्रेसिंग सेल्स सब्सट्रेट स्पेसिफिकिटी, ड्रग ट्रान्सपोर्टचे गतीशील वर्तन आणि इनहिबिटर किती प्रमाणात ट्रान्सपोर्टर क्रियाकलाप सुधारू शकतात याची तपासणी करण्यास सक्षम करतात. वेसिक्युलर ॲसेजमधील डेटासह एकत्रित केल्यावर, या सेल्युलर सिस्टम ट्रान्सपोर्टर-मध्यस्थ औषध डिस्पोझिशनच्या गतिशीलतेमध्ये व्यापक अंतर्दृष्टी प्रदान करतात.

निष्कर्ष

सारांश, औषध सुरक्षा आणि परिणामकारकता अनुकूल करण्यासाठी ट्रान्सपोर्टर परस्परसंवाद समजून घेणे आवश्यक आहे. MDR1(P-gp), BCRP, आणि BSEP सारखे ट्रान्सपोर्टर्स OATP 1B1 आणि OAT1 slc ट्रान्सपोर्टर सारख्या अपटेक ट्रान्सपोर्टर्ससह ड्रग फार्माकोकाइनेटिक्समध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. MDCK II, Caco-2, Human BCRP एक्सप्रेसिंग सेल्स आणि Human MDR1 Knockin MDCK II सेल्स यासह इन विट्रो मॉडेल्सचा वापर ट्रान्सपोर्टर प्रतिबंध औषध-औषध परस्परसंवाद आणि एकूणच औषधांच्या स्वभावावर कसा परिणाम करू शकतो हे समजून घेण्यासाठी एक मजबूत फ्रेमवर्क प्रदान करतो. क्लिनिकल सेटिंग्जमध्ये औषधांची प्रभावीता आणि सुरक्षितता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी या अंतर्दृष्टी अमूल्य आहेत.