Aplikimi i citokromit P450 (CYP450) dhe UDP - Glucuronosyltransferase (UGT) enzima në ilaçin - Studime të ndërveprimit të drogës në lidhje me fenotipin metabolik dhe frenimin e enzimës

Fjalët kyçe: Droga - Ndërveprimi i Drogës (DDI), citokromi P450 (enzimë CYP450), UDP - glukuronosyltransferaza (UGT), frenimi i enzimës, CYP450 enzimë me metabolike të fenotipit, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• Ifaza e prodhuar

Shënim: Enzimat CYP zakonisht përdoren me tëSistemi i rigjenerimit të NADPH/ NadfdhePBS
Enzimat UGT zakonisht përdoren me tëSistemi i inkubacionit UGTdhe PBS.

Metabolizmi luan një rol vendimtar në fatin e ilaçeve, duke ndikuar në dispozicionin e tyre në të gjithë trupin dhe duke ndikuar kështu në ekspozimin dhe ndikimin e sitit të synuar. Kjo kryesisht ndodh në mëlçi, por mund të ndodhë edhe në organet ekstrhepatike. Studimet e fundit kanë zbuluar ekzistencën dhe rëndësinë funksionale të enzimave metabolizuese të ilaçeve (DME) në tru.Enzima e citokromit P450 (CYP)dheUDP - Glucuronosyltransferase (UGT) janë gjithashtu pjesëmarrës kryesorë në biotransformimin e drogës brenda sistemit nervor qendror (CNS).

• Citokromi P450 (CYP)

Citokromi P450 mbizotëron metabolizmin e fazës I (oksidimi, zvogëlimi, hidroliza), duke llogaritur mbi 75% të metabolizmit të ilaçeve. Nëntipet kryesore përfshijnë CYP3A4 (50% metabolizëm të drogës) dhe CYP2D6 (20% metabolizëm i drogës). CYP konverton ilaçet lipofile në metabolitët polarë, duke promovuar ekskretimin.

Hepatocitet parësore janë hepatocitet të izoluara drejtpërdrejt nga mëlçia e njeriut ose kafshëve, dhe janë bërë modeli i preferuar për hulumtimin e metabolizmit të drogës për shkak të ruajtjes së tyre të aktivitetit të paprekur të enzimës CYP dhe rëndësisë fiziologjike. Modeli kryesor i hepatociteve është modeli më i pranuar i vlerësimit për induksionin e enzimës CYP në industri, akademi dhe agjenci rregullatore. Si një sistem qelizor, hepatociti njerëzor përbëhet nga receptorë bërthamorë, aktivizues CO dhe frenues, gjenet e synuara dhe promovuesit, si dhe enzima metabolizuese e ilaçeve të afta për ato të mëlçisë dhe mund të simulojnë në mënyrë efektive induksionin e ilaçeve të kandidatit dhe metabolitët e tyre.

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

UDP - Glucuronosyltransferaza është një enzimë e fazës parësore që përdor acidin glukuronik si një dhurues sheqeri për të katalizuar lidhjen e acidit glukuronik me substanca ekzogjene dhe grupe polare, duke promovuar pastrimin e tij. UGT njerëzore shpërndahet gjerësisht dhe shprehet në inde të tilla si mëlçia, zorrë e vogël, veshka, stomaku dhe mushkëritë. Mëlçia është organi kryesor në trupin e njeriut që i nënshtrohet reaksioneve lidhëse të acidit glukuronik, dhe shumica e nëntipeve UGT shprehen në mëlçi. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 dhe UGT2A1 shpërndahen në indet ekstrhepatike, dhe reagimi lidhës i acidit glukuronik që ndodh në indet ekstrhepatike është kryesisht i lidhur me thithjen dhe sekretimin e ilaçeve.

• Aplikimet kryesore në zhvillimin e ilaçeve

Modeli i shqyrtimit in vitro: Enzimat CYP ose UGT si mikrosomet e mëlçisë/ hepatocitet parësore përdoren për mikrosome/ hepatocitet e mëlçisë eksperimente eksperimente për të vlerësuar shkallën metabolike dhe gjysmën e ilaçeve të kandidatëve, dhe pastaj të vlerësojnë stabilitetin metabolik të ilaçeve të kandidatit (siç është eksperimentet e frenimit CYP3A4). Përdorimi i qelizave të redaktuara të gjeneve për të parashikuar ndryshimet klinike metabolike.

Droga - Ndërveprimi i Drogës (DDI)Studimi: Kryerja e eksperimenteve të frenimit CYP për të zbuluar nëse ilaçet e kandidatit pengojnë enzimat kryesore CYP (siç janë CYP3A4, CYP2C9) dhe parashikojnë rrezikun klinik të DDI. Kryerja e eksperimenteve të frenimit UGT për të vlerësuar efektin e ilaçeve në aktivitetin UGT. Zbulimi i efektit të induksionit të ilaçeve në CYP/UGT përmes analizës parësore të hepatociteve.

Zhvillimi i metodave të analizës biologjike: Studimi i enzimave CYP dhe UGT luan një rol kritik në zhvillimin dhe vlefshmërinë e metodës bioanalitike për studimet e metabolizmit të ilaçeve dhe studimeve farmakokinetike (DMPK). Përdorni matricat biologjike që përmbajnë metabolitë CYP/UGT (të tilla si biliare dhe plazma) për vlerësimin e efektit të matricës, optimizojnë metodat LC - MS/MS dhe shmangin efektet e frenimit/përmirësimit të jonit.

Hulumtimi i polimorfizmit gjenetik: UGT1A1 dhe gjenet e tjera që kontrollojnë shprehjen e enzimës UGT janë gjenet e rëndësishme të përfshira në ciklet metabolike të njeriut. Me zhvillimin e farmakogjenomikës, është zbuluar se polimorfizmi i tyre gjenetik është i lidhur me nivele të caktuara të metabolizmit të ilaçeve, i cili nga ana tjetër ndikon në shfaqjen, zhvillimin dhe trajtimin e sëmundjeve dhe shumë aspekte të tjera.

Studimi mbi ndryshimet e specieve: Krahasoni ndryshimet në aktivitetin e enzimës CYP të hepatociteve parësore si njerëzit, minjtë dhe qentë dhe optimizoni strategjinë e tranzicionit nga përdorimi paraklinik në klinik.

• Frenim i enzimës

Enzima CYP e ndërmjetësuarfrenim i enzimësI referohet fenomenit ku disa komponime mund të pengojnë aktivitetin e disa enzimave metabolike CYP450, duke rezultuar në metabolizëm të ngadalësuar, ulje të niveleve të pastrimit dhe rritje të ekspozimit të ilaçeve të caktuara kur përdoren në kombinim, duke paraqitur kështu një rrezik sigurie. Sipas mekanizmave të ndryshëm të frenimit, efekti frenues i ilaçeve në enzimat CYP450 mund të ndahet në frenim të kthyeshëm dhe frenim të varur nga koha (TDI). Frenimi i varur nga koha, i njohur gjithashtu si frenim i pakthyeshëm, në përgjithësi i referohet formimit të një kompleksi midis një ilaçi kandidat dhe një enzimë CYP përmes lidhjeve kovalente, duke rezultuar në joaktivizimin e pakthyeshëm të enzimës. Efekti frenues i frenuesit në enzimë nuk zhduket menjëherë pasi të hiqet frenuesi, por shfaq kohë - Karakteristikat e varura.

• Studim i fenotipizimit metabolik të enzimës CYP450

Aktualisht, ekzistojnë tre metoda kryesore për identifikimin e fenotipit metabolik të enzimës së CYP450: metoda selektive e frenimit, metoda e izoenzimës CYP450 njerëzore rekombinante dhe metoda e analizës së korrelacionit. Metoda selektive e frenimit mund të ndahet në metodën e frenimit kimik dhe metodën e frenimit të antitrupave. Ai përfshin matjen e aktivitetit metabolik të mikrosomave të mëlçisë njerëzore në ilaçe me dhe pa shtimin e një serie të subtipit të enzimës CYP450 të subtipit selektiv ose antitrupave kimikë, në mënyrë që të hetojnë nëse metabolizmi i ilaçeve ndikohet nga frenimi selektiv i nëntipeve të enzimës CYP450 në mikrobet e mëlçisë njerëzore, dhe ndikimi i qelizave të lidhura me CYP450 Fenotipi metabolik i enzimës. Midis tyre, metoda e frenimit kimik është përdorur gjerësisht për shkak të funksionimit të saj të thjeshtë dhe kostos së ulët.

• Përfundim

Enzimat CYP dhe enzimat UGT, si sistemet thelbësore të enzimave të metabolizmit të ilaçeve, përkatësisht mbizotërojnë fazën I (oksidimi, zvogëlimi) dhe faza II (glukuronidimi) reaksione, duke ndikuar thellësisht në efikasitetin, toksicitetin dhe përdorimin e personalizuar të ilaçeve. Nëntipet e tilla si CYP3A4 dhe CYP2D6, së bashku me enzima të tilla si UGT1A1 dhe UGT2B7, formojnë një rrjet kompleks metabolik. Dallimet e tyre të aktivitetit (të tilla si polimorfizmi i gjeneve dhe specifikimi i specieve) mund të analizohen me saktësi përmes modeleve parësore të hepatociteve dhe teknologjisë LC - MS/MS, duke siguruar mbështetjen kryesore të të dhënave për zhvillimin e ilaçeve.

Referim

Zhang, M., Rottschäfer, V., & cm de Lange, E. (2024). Ndikimi i mundshëm i ilaçit CYP dhe UGT - Enzimat metabolizuese në ekspozimin e drogës në vendin e synuar të trurit. Rishikime të metabolizmit të drogës, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Enzimat e citokromit P450 (CYP) dhe UDP - Glucuronosyltransferase (UGT): Roli në metabolizmin e drogës, polimorfizmi dhe identifikimi i përfshirjes së tyre në metabolizmin e drogës. Brenda Progresi në analizën farmaceutike dhe biomjekësore (Vol. 6, faqe 295 - 336). Elsevier.