Penggunaan cytochrome P450 (CYP450) dan UDP - enzim glucuronosyltransferase (UGT) dalam kajian interaksi dadah mengenai fenotip metabolik dan perencatan enzim

Kata kunci: 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 Produce

Nota: Enzim CYP biasanya digunakanSistem Penjanaan NADPH/ NadphdanPBS
Enzim UGT biasanya digunakan denganSistem Inkubasi UGTdan PBS.

Metabolisme memainkan peranan penting dalam nasib dadah, yang mempengaruhi pelupusan mereka ke seluruh badan dan dengan itu memberi kesan kepada pendedahan dan kesan tapak sasaran. Ini terutamanya berlaku di hati, tetapi ia juga boleh berlaku dalam organ extrahepatic. Kajian baru -baru ini telah mendedahkan kewujudan dan kepentingan fungsi enzim metabolisme dadah (DME) di otak.Enzim Cytochrome P450 (CYP)danUDP - Glucuronosyltransferase (UGT) juga peserta utama dalam biotransformasi dadah dalam sistem saraf pusat (CNS).

• Cytochrome P450 (CYP)

Cytochrome P450 menguasai metabolisme fasa I (pengoksidaan, pengurangan, hidrolisis), menyumbang lebih daripada 75% metabolisme dadah. Subtipe utama termasuk CYP3A4 (metabolisme ubat 50%) dan CYP2D6 (metabolisme ubat 20%). CYP menukar ubat lipofilik ke dalam metabolit kutub, mempromosikan perkumuhan.

Hepatosit utama adalah hepatosit yang diasingkan secara langsung dari hati manusia atau haiwan, dan telah menjadi model pilihan untuk penyelidikan metabolisme dadah kerana pemeliharaan aktiviti enzim CYP yang utuh dan kaitan fisiologi. Model hepatosit utama adalah model penilaian yang paling banyak diterima untuk induksi enzim CYP dalam industri, akademik, dan agensi pengawalseliaan. Sebagai sistem selular, hepatosit manusia terdiri daripada reseptor nuklear, pengaktif CO dan inhibitor, gen sasaran dan promoter, serta enzim metabolisme dadah yang mampu dari hati dan dapat mensimulasikan induksi dadah calon dan metabolit mereka.

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

UDP - Glucuronosyltransferases adalah fasa utama ⅱ enzim yang menggunakan asid glukuronik sebagai penderma gula untuk memangkin pengikatan asid glucuronik dengan bahan eksogen dan kumpulan kutub, mempromosikan pelepasannya. Manusia UGT diedarkan secara meluas dan dinyatakan dalam tisu seperti hati, usus kecil, buah pinggang, perut, dan paru -paru. Hati adalah organ utama dalam tubuh manusia yang menjalani tindak balas mengikat asid glucuronik, dan kebanyakan subtipe UGT dinyatakan dalam hati. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10, dan UGT2A1 diedarkan dalam tisu extrahepatic, dan tindak balas mengikat asid glucuronik yang berlaku dalam tisu extrahepatic adalah terutamanya berkaitan dengan penyerapan dan perkumuhan dadah.

• Aplikasi utama dalam pembangunan dadah

Model pemeriksaan in vitro: enzim CYP atau UGT seperti mikrosom hati/ hepatosit utama digunakan untuk eksperimen inkubasi mikrosom/ hepatosit untuk menilai kadar metabolik dan separuh - Menggunakan sel -sel yang diedit gen untuk meramalkan perbezaan metabolik klinikal.

Dadah - Interaksi Dadah (DDI)Kajian: Mengendalikan eksperimen perencatan CYP untuk mengesan sama ada ubat calon menghalang enzim CYP utama (seperti CYP3A4, CYP2C9) dan meramalkan risiko DDI klinikal. Mengendalikan eksperimen perencatan UGT untuk menilai kesan ubat -ubatan terhadap aktiviti UGT. Mengesan kesan induksi ubat pada CYP/UGT melalui analisis hepatosit utama.

Pembangunan Kaedah Analisis Biologi: Kajian enzim CYP dan UGT memainkan peranan penting dalam pembangunan kaedah bioanalitik dan pengesahan untuk metabolisme dadah dan kajian farmakokinetik (DMPK). Gunakan matriks biologi yang mengandungi metabolit CYP/UGT (seperti hempedu dan plasma) untuk penilaian kesan matriks, mengoptimumkan kaedah LC - MS/MS, dan mengelakkan kesan perencatan/peningkatan ion.

Penyelidikan polimorfisme genetik: UGT1A1 dan gen lain yang mengawal ekspresi enzim UGT adalah gen penting yang terlibat dalam kitaran metabolik manusia. Dengan perkembangan farmakogenomik, didapati bahawa polimorfisme genetik mereka berkaitan dengan tahap metabolisme ubat tertentu, yang seterusnya mempengaruhi kejadian, perkembangan, dan rawatan penyakit dan banyak aspek lain.

Kajian mengenai perbezaan spesies: Bandingkan perbezaan dalam aktiviti enzim CYP hepatosit utama seperti manusia, tikus, dan anjing, dan mengoptimumkan strategi peralihan dari pramatang ke penggunaan klinikal.

• Perencatan enzim

Enzim CYP ditengahperencatan enzimMerujuk kepada fenomena di mana sebatian tertentu dapat menghalang aktiviti enzim metabolik CYP450 tertentu, mengakibatkan metabolisme yang perlahan, kadar pelepasan yang dikurangkan, dan peningkatan pendedahan ubat -ubatan tertentu apabila digunakan dalam kombinasi, dengan itu menimbulkan bahaya keselamatan. Mengikut mekanisme perencatan yang berlainan, kesan penghambatan ubat -ubatan pada enzim CYP450 boleh dibahagikan kepada perencatan dan masa yang boleh diterbalikkan - perencatan bergantung (TDI). Perencatan yang bergantung pada masa, juga dikenali sebagai perencatan yang tidak dapat dipulihkan, secara amnya merujuk kepada pembentukan kompleks antara ubat calon dan enzim CYP melalui ikatan kovalen, mengakibatkan inaktivasi enzim yang tidak dapat dipulihkan. Kesan penghambatan perencat pada enzim tidak segera hilang selepas perencat dikeluarkan, tetapi mempamerkan masa - ciri -ciri bergantung.

• Kajian fenotip metabolik enzim CYP450

Pada masa ini, terdapat tiga kaedah utama untuk mengenal pasti fenotip metabolik enzim CYP450: kaedah perencatan terpilih, kaedah isoenzyme manusia rekombinan manusia, dan kaedah analisis korelasi. Kaedah perencatan selektif boleh dibahagikan kepada kaedah perencatan kimia dan kaedah perencatan antibodi. Ia melibatkan mengukur aktiviti metabolik mikrosom hati manusia pada ubat -ubatan dengan dan tanpa penambahan siri enzim CYP450 enzim subtipe selektif inhibitor atau antibodi, metrossa -metrossa enzim cyp450, inhibite microse micross. Fenotip metabolik enzim. Antaranya, kaedah perencatan kimia telah digunakan secara meluas kerana operasi mudah dan kos rendah.

• Kesimpulan

Enzim CYP dan enzim UGT, sebagai sistem enzim teras metabolisme dadah, masing -masing menguasai fasa I (pengoksidaan, pengurangan) dan reaksi fasa II (glucuronidation), sangat mempengaruhi keberkesanan, ketoksikan, dan penggunaan ubat -ubatan yang diperibadikan. Subtipe seperti CYP3A4 dan CYP2D6, bersama -sama dengan enzim seperti UGT1A1 dan UGT2B7, membentuk rangkaian metabolik kompleks. Perbezaan aktiviti mereka (seperti polimorfisme gen dan kekhususan spesies) boleh dianalisis dengan tepat melalui model hepatosit utama dan teknologi LC - MS/MS, memberikan sokongan data utama untuk pembangunan dadah.

Rujukan

Zhang, M., Rottschäfer, V., & Cm de Lange, E. (2024). Impak potensi ubat CYP dan UGT - Metabolisasi enzim pada pendedahan dadah tapak sasaran otak. Ulasan metabolisme dadah, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Cytochrome P450 (CYP) dan UDP - enzim glucuronosyltransferase (UGT): Peranan dalam metabolisme dadah, polimorfisme, dan pengenalan penglibatan mereka dalam metabolisme dadah. Dalam Kemajuan dalam analisis farmaseutikal dan bioperubatan (Vol 6, ms 295 - 336). Elsevier.