In vitro ocena in vitro transporterja zdravil: raziskovanje vlog ABC veziklov in celic transporterja SLC

Ključne besede: ATP - vezavna kaseta (ABC), ABC transporter, transporter SLC, membranski vezikul Študije, HEK293 Mock, Mock SLC Transporter.

IPHASE IZDELKI

Ozadje

Pri kliničnih aplikacijah bolniki pogosto uporabljajo več zdravil hkrati in ta zdravila lahko proizvajajo interakcije z zdravili (DDI), ki lahko povzročijo resne neželene učinke ali spremenijo učinkovitost zdravljenja. Ocena DDI se običajno začne z in vitro testiranjem, da ugotovi dejavnike, ki lahko vplivajo na razporeditev zdravil za razjasnitev potencialnih mehanizmov DDI in pridobivanje kinetičnih parametrov za nadaljnjo preučevanje. Encimi, ki presnavljajo droge, so že dolgo v središču raziskav DDI. V zadnjih letih je bil z razvojem molekularne biološke tehnologije dosežen pomemben napredek pri preučevanju prevoznikov zdravil in vitro, pomembnost in vitro ocenjevanja DDI, ki temeljijo na transporterju, pa je pritegnila vse večjo pozornost.

Prevozniki in njihove vloge

Transporter se nanaša na transmembranske beljakovine v celotni celični membrani različnih tkiv, ki posredujejo vhod in izhod endogenih ali eksogenih snovi v biološke membrane in iz nje. In vitro transporter zdravil je splošen izraz za beljakovine, ki jemljejo zdravila kot substrati, obstajajo na površini celične membrane tkiv ali organov in se lotijo ​​delovanja transmembranskih prevoza zdravil, v glavnem vključno z dvema družinama: ATP - vezavna kaseta (ABC)Superdružina in topna nosilca (SLC Transport), ki prevladuje v procesu transmembranskega transporta drog.

ABC Transporterjiso ATP - odvisni prevozniki, ki aktivno premikajo različne podlage (npr. Ione, lipide in zdravila) po celičnih membranah, pogosto proti koncentracijskim gradientom. Igrajo ključno vlogo pri odpornosti na zdravila, presnove in celični razstrupljanju.Transporterji SLCso večinoma sekundarni aktivni ali olajšani prevozniki, ki posredujejo gibanje topljencev, kot so glukoza, aminokisline in nevrotransmiterje. Za razliko od ABC Transporterjev ne potrebujejo neposredno ATP, ampak se zanašajo na ionske gradiente.

Transporterji, ki posredujejo iztok zdravil, vključujejo predvsem P - glikoprotein (P - GP) ali več - odpornost na zdravila 1 protein (MDR1), protein odpornosti na raka dojke (BCRP). So člani družine transporterjev ATP - vezave kasete (ABC), ki porabijo energijo hidroliziranega ATP za transport zdravil in endogenih snovi. Transporterji, ki posredujejo vnos zdravil v celico, lahko prevzamejo substrate na ciljno mesto, da imajo farmakološke učinke, in pripadajo družinskim članom solutne transporterje, v glavnem vključno z organskim anionom, ki transportirajo polipeptid (OATPS), organski anijski transporter (Oats), več zdravil in toksinske ekstruzije (prijatelje), organski transporter (Oction Oction transporter (MATES), organski prenos (OCTS).

Ključni prevozniki in njihove vloge:

• -BSEP(Črpalka za izvoz žolčne soli):Kritična za izločanje žolčne kisline v jetrih je disfunkcija BSEP povezana s holestatično boleznijo jeter. Zdravilo - Inducirano -- inhibicija BSEP lahko povzroči hepatotoksičnost.
• -Bcrp(Protein odpornosti na raka dojke):BCRP vpliva na biološko uporabnost kemoterapevtikov in protivirusnih, izvoz substratov iz celic in vpliva na prodor placenta in krvi - možganske pregrade.
• -Mate1/mate2 - k(Proteini z več zdravili in toksini):Nahaja se v ledvičnih in jetrnih tkivih, MATE1 in MATE2 - K izloči kationska zdravila, ki sinergistično delajo z OCT2, da posredujejo ledvično izločanje.
• -OATP1B1(SLCO1B1):Prenosnik jeter, ki je kritičen za očistek statina. OATP1B1 plays a crucial role in mediating the uptake of endogenous compounds such as bilirubic acid, bilirubin, steroid-coupled compounds, and thyroid hormones, as well as the hepatic clearance of a wide range of clinical drugs such as statins, antibiotics, antivirals, and anticancer drugs.
• -OAT1(SLC22A6):Posreduje ledvično vnos anionov, vključno z antivirusi in nesteroidnimi antirevmatiki, kar vpliva na tveganje nefrotoksičnosti.

Inhibicija transporterja in DDI

Inhibicija transporterjaje bistven vidik razvoja drog. Inhibicija transporterja ima ključno vlogo pri interakciji med zdravili - zdravila (DDI), tako da vpliva na absorpcijo, porazdelitev, presnovo in izločanje zdravil, ki jih dajejo Co -. Inhibicija prevoznikov iztoka, kot sta MDR1 (P - GP) in BCRP, lahko zmanjša celično ekstruzijo zdravil, kar lahko vodi do višjih znotrajceličnih in sistemskih koncentracij. Podobno lahko zaviranje prevoznikov vnosa, kot je OATP1B1, zmanjša očistek jetrnih zdravil, medtem ko inhibicija BSEP lahko moti transport žolčne kisline, kar poveča tveganje za holestazo. Poleg tega lahko prevozniki, kot so MATE1, MATE2 - K in OAT1, ki so ključni za ledvično izločanje zdravil, ko jih zavirajo, lahko spremenijo izločanje ledvic in prispevajo k kopičenju zdravil. In vitro modeli, vključno zMDCK IIinCaco - 2Celične linije se pogosto uporabljajo za oceno teh interakcij transporterjev, kar zagotavlja bistveni vpogled v potencial DDI med razvojem zdravil.

In vitro modeli za študije transporterjev

Razumevanje funkcije transporterja in napovedovanje transporterja - posredovane DDI se zanašajo na specializirane celične modele. Raziskovalci uporabljajoHEK293 MockCelice kot negativna kontrola, ki zagotavljajo, da je vsak opažen transport posledica specifičnega transporterja. HEK293 Mock zagotavlja dosledno ozadje, medtem ko se Mock HEK293 ostaja osrednjega pomena za potrjevanje eksperimentalne specifičnosti. Ena metoda uporabljaMembranski vezikliiz celic, ki prekomerno izražajo transporterje, pogosto izolirane iz posmehljivih celic HEK293. Podobno,Mock SLC TransporterModeli so ključni za razlikovanje specifične transporterjeve aktivnosti od nespecifičnega vnosa. Mock SLC transporter testi potrjujejo, da je opazovano gibanje substrata transporter - odvisno od transporterja, posmehljivi poskusi transporterja SLC pa krepijo zanesljivost modela. Ta dvojni pristop z uporabo HEK293 Mock in Mock SLC Transporter povečuje našo sposobnost preučevanja ATP - odvisnega transporta brez motenj zaradi celičnega metabolizma.

Celična linija Caco - 2, ki izhaja iz karcinoma človeškega črevesa, je še en standardni model, ki se uporablja za simulacijo absorpcije črevesja. Njegova sposobnost, da se razlikuje v enterocite - kot celice, ki izražajo različne transporterje - na primer P - GP in BCRP - je neprecenljiva za oceno prepustnosti drog in potencialnih interakcij.

Poleg tega transporter - Specifični modeli, kot so človeške BCRP, ki izražajo celice, omogočajo raziskovanje specifičnosti substrata, kinetičnega vedenja prevoza zdravil in obsegu, v katerem lahko zaviralci modulirajo aktivnost transporterja. V kombinaciji s podatki iz vezikularnih testov ti celični sistemi zagotavljajo izčrpen vpogled v dinamiko transporterja - posredovane droge.

Zaključek

Če povzamemo, je razumevanje interakcij transporterjev ključnega pomena za optimizacijo varnosti in učinkovitosti zdravil. Transporterji, kot so MDR1 (P - GP), BCRP in BSEP, poleg prevoznikov prevzema, kot sta OATP 1B1 in OAT1 SLC Transporter, igrajo kritične vloge pri farmakokinetiki zdravil. Uporaba modelov in vitro, vključno z MDCK II, Caco - 2, človeškimi celicami, ki izražajo BCRP, in človeškimi celicami MDR1 knockin MDCK II, zagotavlja močan okvir za razumevanje, kako lahko inhibicija transporterjev vpliva na interakcije med zdravili in zdravili. Ti vpogledi so neprecenljivi za optimizacijo učinkovitosti in varnosti zdravil v kliničnih okoljih.