การประเมินผลในหลอดทดลองของผู้ขนส่งยาในหลอดทดลอง: การสำรวจบทบาทของ ABC vesicles และ SLC Transporter

คำสำคัญ: ATP - การผูกคาสเซ็ต (ABC), ABC Transporter, SLC Transporter, Membrane Vesicle, MDR1 (P - GP), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2 - K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, CACO - 2 HEK293 เยาะเย้ย, เยาะเย้ย SLC Transporter

ผลิตภัณฑ์ iphase

พื้นหลัง

ในการใช้งานทางคลินิกผู้ป่วยมักใช้ยาหลายชนิดพร้อมกันและยาเหล่านี้อาจผลิตยาเสพติด - ปฏิกิริยาระหว่างยา (DDI) ที่มีศักยภาพที่จะทำให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์อย่างรุนแรงหรือเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของการรักษา การประเมิน DDI มักจะเริ่มต้นด้วยการทดสอบในหลอดทดลองเพื่อระบุปัจจัยที่อาจส่งผลกระทบต่อการจัดการยาเพื่ออธิบายกลไก DDI ที่มีศักยภาพและเพื่อให้ได้พารามิเตอร์จลน์สำหรับการศึกษาต่อไป เอนไซม์เผาผลาญยาเสพติดเป็นจุดสนใจของการวิจัย DDI มานานแล้ว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีชีววิทยาโมเลกุลความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญได้เกิดขึ้นในการศึกษาของผู้ขนส่งยาในหลอดทดลองและความสำคัญของการประเมินในหลอดทดลองของ DDIs ที่ใช้ Transporter ได้ดึงดูดความสนใจที่เพิ่มขึ้น

ผู้ขนส่งและบทบาทของพวกเขา

Transporter หมายถึงโปรตีน transmembrane ตลอดทั้งเยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ที่เป็นสื่อกลางในการเข้าและออกจากสารภายนอกหรือภายนอกเข้าและออกจากเยื่อหุ้มชีวภาพ ในการขนส่งยาเสพติดในหลอดทดลองเป็นคำทั่วไปสำหรับโปรตีนที่ใช้ยาเป็นสารตั้งต้นมีอยู่บนพื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะและรับฟังก์ชั่นของการขนส่งยาเสพติด transmembrane ส่วนใหญ่รวมถึงสองครอบครัว: ATP - คาสเซ็ตที่มีผลผูกพัน (ABC)Superfamily และ Solute ผู้ให้บริการ Superfamily (SLC Transport) ซึ่งครองกระบวนการขนส่งยาเสพติด Transmembrane

ผู้ขนส่ง ABCเป็น ATP - transporters ที่ขึ้นอยู่กับที่เคลื่อนย้ายพื้นผิวต่าง ๆ (เช่นไอออน, ไขมันและยาเสพติด) ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์มักจะต่อต้านการไล่ระดับสีเข้มข้น พวกเขามีบทบาทสำคัญในการดื้อยาการเผาผลาญและการล้างพิษของเซลล์SLC Transportersส่วนใหญ่จะเป็นที่สองที่ใช้งานอยู่หรืออำนวยความสะดวกในการขนส่งที่ไกล่เกลี่ยการเคลื่อนไหวของตัวถูกละลายเช่นกลูโคสกรดอะมิโนและสารสื่อประสาท ซึ่งแตกต่างจาก ABC Transporters พวกเขาไม่ต้องการ ATP โดยตรง แต่พึ่งพาการไล่ระดับสีไอออน

Transporters ที่เป็นสื่อกลางการไหลของยาส่วนใหญ่รวมถึง P - glycoprotein (P - GP) หรือ Multi - การดื้อยา 1 โปรตีน (MDR1), โปรตีนต้านมะเร็งเต้านม (BCRP) พวกเขาเป็นสมาชิกของตระกูล Transporter ATP - Binding Cassette (ABC) ซึ่งใช้พลังงานของ ATP ไฮโดรไลซ์สำหรับการขนส่งยาและสารภายนอก ผู้ขนส่งที่เป็นสื่อกลางในการเข้าสู่เซลล์สามารถนำสารตั้งต้นไปยังไซต์เป้าหมายเพื่อออกแรงผลกระทบทางเภสัชวิทยาและเป็นสมาชิกของสมาชิกในครอบครัว transporter ตัวละลายส่วนใหญ่รวมถึงประจุลบอินทรีย์ขนส่งโพลีเปปไทด์ (OATPs), transporter ประจุลบอินทรีย์

ผู้ขนส่งที่สำคัญและบทบาทของพวกเขา:

• -BSEP(ปั๊มส่งออกเกลือน้ำดี):สำคัญสำหรับการหลั่งกรดน้ำดีในตับความผิดปกติของ BSEP เชื่อมโยงกับโรคตับ cholestatic ยาเสพติด - - การยับยั้ง BSEP สามารถทำให้เกิดพิษต่อตับ
• -BCRP(โปรตีนต้านมะเร็งเต้านม):BCRP ส่งผลกระทบต่อการดูดซึมของเคมีบำบัดและยาต้านไวรัสการส่งออกสารตั้งต้นจากเซลล์และมีอิทธิพลต่อรกและเลือด - การแทรกซึมของสมอง
• -mate1/mate2 - k(โปรตีนอัดรีดแบบ multidrug และสารพิษ):ตั้งอยู่ในเนื้อเยื่อไตและตับ Mate1 และ Mate2 - K ยาเสพติดประจุบวกขับถ่ายทำงานร่วมกันกับ Oct2 เพื่อเป็นสื่อกลางในการหลั่งของไต
• -OATP1B1(SLCO1B1):ผู้ขนส่งการดูดซึมตับที่สำคัญสำหรับการกวาดล้างสเตติน OATP1B1 มีบทบาทสำคัญในการไกล่เกลี่ยการดูดซึมของสารประกอบภายนอกเช่นกรดบิลิรูบิกบิลิรูบินสเตียรอยด์ - สารประกอบคู่และฮอร์โมนต่อมไทรอยด์เช่นเดียวกับการกวาดล้างตับของยาทางคลินิกที่หลากหลาย
• -ข้าวโอ๊ต 1(SLC22A6):ไกล่เกลี่ยการดูดซึมของไตของแอนไอออนรวมถึงยาต้านไวรัสและ NSAIDs ซึ่งมีอิทธิพลต่อความเสี่ยงต่อการเกิดพิษต่อไต

การยับยั้ง transporter และ DDI

การยับยั้งผู้ขนส่งเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนายา การยับยั้งการขนส่งมีบทบาทสำคัญในยาเสพติด - ปฏิกิริยาระหว่างยา (DDI) โดยส่งผลกระทบต่อการดูดซึมการกระจายการเผาผลาญและการขับถ่ายของยา CO - ยา การยับยั้งการขนส่งของน้ำไหลเช่น MDR1 (P - GP) และ BCRP สามารถลดการอัดขึ้นรูปจากเซลล์ของยาได้ซึ่งอาจนำไปสู่ความเข้มข้นของเซลล์ในเซลล์และระบบที่สูงขึ้น ในทำนองเดียวกันการยับยั้งผู้ขนส่งที่ดูดซึมเช่น OATP1B1 อาจลดการกวาดล้างยาในตับในขณะที่การยับยั้ง BSEP สามารถรบกวนการขนส่งกรดน้ำดีทำให้เกิดความเสี่ยงของการเกิด cholestasis นอกจากนี้ผู้ขนส่งเช่น Mate1, Mate2 - K และ OAT1 ซึ่งมีความสำคัญต่อการกำจัดยาไตเมื่อถูกยับยั้งสามารถเปลี่ยนการขับถ่ายของไตและมีส่วนร่วมในการสะสมยา ในรูปแบบในหลอดทดลองรวมถึงMDCK IIและCaco - 2เซลล์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินปฏิกิริยาการขนส่งเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับศักยภาพ DDI ในระหว่างการพัฒนายา

แบบจำลองในหลอดทดลองสำหรับการศึกษาการขนส่ง

การทำความเข้าใจฟังก์ชั่นการขนย้ายและการทำนายการขนย้าย - DDIs ที่เป็นสื่อกลางพึ่งพาแบบจำลองเซลล์พิเศษ นักวิจัยใช้HEK293 เยาะเย้ยเซลล์เป็นตัวควบคุมเชิงลบทำให้มั่นใจได้ว่าการขนส่งที่สังเกตได้เกิดจากการขนส่งเฉพาะ HEK293 Mock ให้พื้นหลังที่สอดคล้องกันในขณะที่ HEK293 Mock ยังคงเป็นศูนย์กลางในการตรวจสอบความจำเพาะการทดลอง วิธีหนึ่งใช้ถุงเมมเบรนจากเซลล์ที่แสดงออกมากเกินไปซึ่งมักจะแยกได้จากเซลล์จำลอง HEK293 ในทำนองเดียวกันเยาะเย้ย SLC Transporterแบบจำลองมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการแยกกิจกรรมการขนย้ายเฉพาะจากการดูดซึมแบบไม่เจาะจง การทดสอบการขนย้าย SLC Mock ยืนยันว่าการเคลื่อนไหวของสารตั้งต้นที่สังเกตได้คือการขนส่ง - ขึ้นอยู่กับการทดลองและการทดลอง Transporter SLC เสริมความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง วิธีการคู่นี้โดยใช้ HEK293 จำลองและเยาะเย้ย SLC Transporter ช่วยเพิ่มความสามารถของเราในการศึกษา ATP - การขนส่งที่ขึ้นกับการรบกวนโดยไม่รบกวนจากการเผาผลาญของเซลล์

เซลล์ Caco - 2 ที่ได้มาจากมะเร็งลำไส้ใหญ่ของมนุษย์เป็นแบบจำลองมาตรฐานอื่นที่ใช้ในการจำลองการดูดซึมยาในลำไส้ ความสามารถในการแยกความแตกต่างใน enterocyte - เช่นเดียวกับเซลล์ที่แสดงการขนส่งที่หลากหลายเช่น P - GP และ BCRP - ทำให้มันมีค่าสำหรับการประเมินทั้งการซึมผ่านของยาและการมีปฏิสัมพันธ์ที่อาจเกิดขึ้น

ยิ่งไปกว่านั้นผู้ขนส่ง - แบบจำลองเฉพาะเช่น BCRP ของมนุษย์ที่แสดงเซลล์ช่วยให้การตรวจสอบความจำเพาะของสารตั้งต้นพฤติกรรมการจลน์ของการขนส่งยาและขอบเขตที่สารยับยั้งสามารถปรับกิจกรรมการขนส่ง เมื่อรวมกับข้อมูลจากการทดสอบตุ่มระบบเซลล์เหล่านี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของการขนส่งยา - การจัดการยาที่เป็นสื่อกลาง

บทสรุป

โดยสรุปการทำความเข้าใจการโต้ตอบการขนส่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพความปลอดภัยของยาและประสิทธิภาพ ผู้ขนส่งเช่น MDR1 (P - GP), BCRP และ BSEP ควบคู่ไปกับผู้ขนส่งการดูดซึมเช่น OATP 1B1 และ OAT1 SLC Transporter มีบทบาทสำคัญในเภสัชจลนศาสตร์ยา การใช้แบบจำลองในหลอดทดลองรวมถึง MDCK II, CACO - 2, เซลล์ BCRP ที่แสดงออก BCRP ของมนุษย์และเซลล์ MDR1 Knockin MDCK II ของมนุษย์ให้กรอบการทำงานที่แข็งแกร่งสำหรับการทำความเข้าใจว่าการยับยั้งการขนส่งสามารถส่งผลกระทบต่อปฏิกิริยาระหว่างยาและยาเสพติดโดยรวมได้อย่างไร ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้มีค่าสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของยาและความปลอดภัยในการตั้งค่าทางคลินิก