การประยุกต์ใช้ cytochrome P450 (CYP450) และ UDP - glucuronosyltransferase (UGT) เอนไซม์ในยา - การศึกษาปฏิสัมพันธ์ยาเกี่ยวกับฟีโนไทป์เมตาบอลิซึมและการยับยั้งเอนไซม์

คำสำคัญ: ยาเสพติด - ปฏิสัมพันธ์ยา (DDI), Cytochrome P450 (CYP450 เอนไซม์), UDP - glucuronosyltransferase (UGT), การยับยั้งเอนไซม์, CYP2C1, CYP2C8, CYP2C8 CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17

• ผลิตผล iphase

หมายเหตุ: เอนไซม์ CYP มักจะใช้กับระบบการฟื้นฟู NADPH/ NADPHและPBS
เอนไซม์ UGT มักจะใช้กับระบบบ่มเพาะ UGTและ PBS

การเผาผลาญมีบทบาทสำคัญในชะตากรรมของยาเสพติดส่งผลกระทบต่อการกำจัดของพวกเขาไปทั่วร่างกายและส่งผลกระทบต่อการสัมผัสและผลกระทบของไซต์เป้าหมาย สิ่งนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับ แต่อาจเกิดขึ้นในอวัยวะนอกรีต การศึกษาล่าสุดได้เปิดเผยถึงความเป็นอยู่และความสำคัญของการทำงานของเอนไซม์เมตาบอลิซึมของยา (DME) ในสมองCytochrome P450 เอนไซม์ (CYP)และUDP - Glucuronosyltransferase (UGT) ยังเป็นผู้เข้าร่วมหลักในการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพยาภายในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS)

• Cytochrome P450 (CYP)

Cytochrome P450 ครองระยะที่ 1 การเผาผลาญ (ออกซิเดชัน, การลดลง, ไฮโดรไลซิส), คิดเป็นกว่า 75% ของการเผาผลาญยา ชนิดย่อยที่สำคัญ ได้แก่ CYP3A4 (การเผาผลาญยา 50%) และ CYP2D6 (การเผาผลาญยา 20%) CYP แปลงยา lipophilic เป็นสารโพลาร์เพื่อส่งเสริมการขับถ่าย

เซลล์ตับปฐมภูมิเป็นเซลล์ตับที่แยกได้โดยตรงจากตับมนุษย์หรือสัตว์และได้กลายเป็นแบบจำลองที่ต้องการสำหรับการวิจัยการเผาผลาญยาเนื่องจากการเก็บรักษากิจกรรมของเอนไซม์ CYP CYP ที่ไม่บุบสลายและความเกี่ยวข้องทางสรีรวิทยา รูปแบบเซลล์ตับหลักเป็นรูปแบบการประเมินที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับการเหนี่ยวนำเอนไซม์ CYP ในอุตสาหกรรมสถาบันการศึกษาและหน่วยงานกำกับดูแล ในฐานะที่เป็นระบบเซลลูลาร์เซลล์ตับของมนุษย์ประกอบด้วยตัวรับนิวเคลียร์ตัวกระตุ้น CO และสารยับยั้งยีนเป้าหมายและโปรโมเตอร์รวมถึงเอนไซม์เผาผลาญยาที่มีความสามารถของตับและสามารถจำลองการเหนี่ยวนำของยาเสพติดและเมตาโบไลต์ของพวกเขาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

UDP - glucuronosyltransferases เป็นเฟสหลักⅱเอนไซม์ที่ใช้กรดกลูคูโรนิกเป็นผู้บริจาคน้ำตาลเพื่อกระตุ้นการจับตัวของกรดกลูคูโรนิกกับสารภายนอกและกลุ่มขั้วส่งเสริมการกวาดล้าง UGT ของมนุษย์มีการกระจายอย่างกว้างขวางและแสดงออกในเนื้อเยื่อเช่นตับลำไส้เล็กไตไตกระเพาะอาหารและปอด ตับเป็นอวัยวะหลักในร่างกายมนุษย์ที่ผ่านปฏิกิริยาการจับกรด glucuronic และชนิดย่อย UGT ส่วนใหญ่จะแสดงในตับ UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 และ UGT2A1 มีการกระจายในเนื้อเยื่อ extrahepatic และปฏิกิริยาการจับกรด glucuronic ที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อ extrahepatic ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมและการขับถ่ายของยา

• แอปพลิเคชั่นสำคัญในการพัฒนายา

ในรูปแบบการตรวจคัดกรองในหลอดทดลอง: เอนไซม์ CYP หรือ UGT เช่นตับไมโครโซม/ เซลล์ตับปฐมภูมิใช้สำหรับการทดลองการฟักตัวของตับไมโคร/ ตับตับเพื่อประเมินอัตราการเผาผลาญและครึ่งชีวิตของยาผู้สมัคร การใช้เซลล์ที่แก้ไขของยีนเพื่อทำนายความแตกต่างของการเผาผลาญทางคลินิก

ยาเสพติด - ปฏิสัมพันธ์ยาเสพติด (DDI)การศึกษา: ดำเนินการทดลองยับยั้ง CYP เพื่อตรวจสอบว่ายาเสพติดผู้สมัครยับยั้งเอนไซม์ CYP ที่สำคัญ (เช่น CYP3A4, CYP2C9) และทำนายความเสี่ยงทางคลินิก DDI ดำเนินการทดลองยับยั้ง UGT เพื่อประเมินผลของยาเสพติดต่อกิจกรรม UGT การตรวจจับผลการเหนี่ยวนำของยาเสพติดต่อ CYP/UGT ผ่านการวิเคราะห์เซลล์ตับหลัก

การพัฒนาวิธีการวิเคราะห์ทางชีวภาพ: การศึกษาของเอนไซม์ CYP และ UGT มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิธีการทางชีวภาพและการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับการเผาผลาญยาและการศึกษาทางเภสัชจลนศาสตร์ (DMPK) ใช้เมทริกซ์ทางชีวภาพที่มีเมตาโบไลต์ CYP/UGT (เช่นน้ำดีและพลาสมา) สำหรับการประเมินผลเมทริกซ์ให้เหมาะสมที่สุดวิธี LC - MS/MS และหลีกเลี่ยงผลการยับยั้ง/เพิ่มประสิทธิภาพของไอออน

การวิจัยความหลากหลายทางพันธุกรรม: UGT1A1 และยีนอื่น ๆ ที่ควบคุมการแสดงออกของเอนไซม์ UGT เป็นยีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรการเผาผลาญของมนุษย์ ด้วยการพัฒนาของเภสัชจลนศาสตร์พบว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมของพวกเขาเกี่ยวข้องกับระดับการเผาผลาญยาบางอย่างซึ่งส่งผลกระทบต่อการเกิดการพัฒนาและการรักษาโรคและด้านอื่น ๆ อีกมากมาย

การศึกษาความแตกต่างของสปีชีส์: เปรียบเทียบความแตกต่างในกิจกรรมของเอนไซม์ CYP ของเซลล์ตับปฐมภูมิเช่นมนุษย์หนูและสุนัขและเพิ่มประสิทธิภาพกลยุทธ์การเปลี่ยนแปลงจากพรีคลินิกไปจนถึงการใช้งานทางคลินิก

• การยับยั้งเอนไซม์

เอนไซม์ CYP เป็นสื่อกลางการยับยั้งเอนไซม์หมายถึงปรากฏการณ์ที่สารประกอบบางชนิดสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์เมตาบอลิซึม CYP450 บางชนิดส่งผลให้การเผาผลาญช้าลงอัตราการกวาดล้างลดลงและเพิ่มการสัมผัสของยาบางชนิดเมื่อใช้ร่วมกัน ตามกลไกที่แตกต่างกันของการยับยั้งผลการยับยั้งของยาเสพติดต่อเอนไซม์ CYP450 สามารถแบ่งออกเป็นการยับยั้งและเวลาที่ย้อนกลับได้ - ขึ้นอยู่กับการยับยั้ง (TDI) การยับยั้งตามเวลาหรือที่เรียกว่าการยับยั้งที่กลับไม่ได้โดยทั่วไปหมายถึงการก่อตัวของความซับซ้อนระหว่างยาเสพติดผู้สมัครและเอนไซม์ CYP ผ่านพันธะโควาเลนต์ทำให้เกิดการยับยั้งเอนไซม์ที่กลับไม่ได้ ผลการยับยั้งของสารยับยั้งในเอนไซม์จะไม่หายไปทันทีหลังจากที่สารยับยั้งถูกลบออก แต่เวลาแสดงเวลา -

• การศึกษาฟีโนไทป์เมตาบอลิซึมของเอนไซม์ CYP450

ในปัจจุบันมีสามวิธีหลักในการระบุฟีโนไทป์เมตาบอลิซึมของเอนไซม์ของ CYP450: วิธีการยับยั้งการเลือกวิธีการ recombinant มนุษย์ CYP450 isoenzyme และวิธีการวิเคราะห์สหสัมพันธ์ วิธีการยับยั้งแบบเลือกสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการยับยั้งทางเคมีและวิธีการยับยั้งแอนติบอดี มันเกี่ยวข้องกับการวัดกิจกรรมการเผาผลาญของ microsomes ตับของมนุษย์ในยาเสพติดที่มีและไม่มีการเพิ่มชุดของ cyp450 enzyme subtype selective selective inhibitors หรือแอนติบอดีเพื่อตรวจสอบว่าการเผาผลาญยาเสพติดของยาเสพติด ฟีโนไทป์เมตาบอลิซึมของเอนไซม์ ในหมู่พวกเขาวิธีการยับยั้งทางเคมีได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากการทำงานที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ

• บทสรุป

เอนไซม์ CYP และเอนไซม์ UGT ในฐานะที่เป็นระบบหลักของเอนไซม์ของการเผาผลาญยาตามลำดับที่ควบคุมปฏิกิริยาระยะที่ 1 (ออกซิเดชันการลดลง) และการเกิดปฏิกิริยาระยะที่สอง (glucuronidation) ส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อประสิทธิภาพความเป็นพิษและการใช้ยาส่วนบุคคล ชนิดย่อยเช่น CYP3A4 และ CYP2D6 พร้อมกับเอนไซม์เช่น UGT1A1 และ UGT2B7 ซึ่งเป็นเครือข่ายเมตาบอลิซึมที่ซับซ้อน ความแตกต่างของกิจกรรม (เช่นความหลากหลายของยีนและความจำเพาะของสปีชีส์) สามารถวิเคราะห์ได้อย่างแม่นยำผ่านแบบจำลองเซลล์ตับหลักและเทคโนโลยี LC - MS/MS ซึ่งให้การสนับสนุนข้อมูลที่สำคัญสำหรับการพัฒนายา

อ้างอิง

Zhang, M. , Rottschäfer, V. , & CM de Lange, E. (2024) ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากยา CYP และ UGT - เอนไซม์เผาผลาญต่อการสัมผัสกับยาเสพติดไซต์เป้าหมายสมอง บทวิจารณ์การเผาผลาญยาเสพติด, 56(1), 1 - 30

Ghosal, A. , Ramanathan, R. , Kishnani, N. S. , Chowdhury, S. K. , & Alton, K. B. (2005) Cytochrome P450 (CYP) และ UDP - glucuronosyltransferase (UGT) เอนไซม์: บทบาทในการเผาผลาญยา, polymorphism และการระบุการมีส่วนร่วมในการเผาผลาญยา ใน ความคืบหน้าในการวิเคราะห์ทางเภสัชกรรมและชีวการแพทย์ (ฉบับที่ 6, pp. 295 - 336) Elsevier