Application ng Cytochrome P450 (CYP450) at UDP - glucuronosyltransferase (UGT) enzymes sa gamot - pag -aaral ng pakikipag -ugnayan sa gamot tungkol sa metabolic phenotype at enzyme inhibition

Mga pangunahing salita: Gamot - Pakikipag -ugnay sa Gamot (DDI), Cytochrome P450 (CYP450 Enzyme), UDP - Glucuronosyltransferase (UGT), Pag -iwas sa Enzyme, 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.

• Ani ng iphase

TANDAAN: Karaniwang ginagamit ang mga enzyme ng CYPSistema ng pagbabagong -buhay ng NADPH/ NadphatPBS
Ang mga UGT enzymes ay karaniwang ginagamit saSistema ng pagpapapisa ng UGTat PBS.

Ang metabolismo ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kapalaran ng mga gamot, na nakakaapekto sa kanilang pagtatapon sa buong katawan at sa gayon ay nakakaapekto sa pagkakalantad at epekto ng target na site. Pangunahing nangyayari ito sa atay, ngunit maaari rin itong mangyari sa mga extrahepatic organo. Ang mga kamakailang pag -aaral ay nagsiwalat ng pagkakaroon at pag -andar ng kahalagahan ng pag -metabolize ng mga enzyme (DME) sa utak.Cytochrome P450 enzyme (CYP)atUDP - Glucuronosyltransferase (UGT) ay mga pangunahing kalahok din sa biotransform ng droga sa loob ng gitnang sistema ng nerbiyos (CNS).

• Cytochrome P450 (CYP)

Ang Cytochrome P450 ay nangingibabaw sa phase I metabolismo (oksihenasyon, pagbawas, hydrolysis), na nagkakahalaga ng higit sa 75% ng metabolismo ng droga. Ang mga pangunahing subtyp ay kasama ang CYP3A4 (50% na metabolismo ng gamot) at CYP2D6 (20% na metabolismo ng gamot). Ang CYP ay nagko -convert ng mga gamot na lipophilic sa polar metabolites, na nagtataguyod ng excretion.

Ang mga pangunahing hepatocytes ay mga hepatocytes na nakahiwalay nang direkta mula sa atay ng tao o hayop, at naging ginustong modelo para sa pananaliksik ng metabolismo ng droga dahil sa kanilang pagpapanatili ng buo na aktibidad ng enzyme ng CYP at kaugnayan sa physiological. Ang pangunahing modelo ng hepatocytes ay ang pinaka -malawak na tinatanggap na modelo ng pagsusuri para sa CYP enzyme induction sa industriya, akademya, at mga ahensya ng regulasyon. Bilang isang cellular system, ang hepatocyte ng tao ay binubuo ng mga nukleyar na receptor, CO activator at inhibitors, target gen at promoter, pati na rin ang gamot na metabolizing enzyme na may kakayahang sa atay at maaaring epektibong gayahin ang induction ng mga gamot na kandidato at kanilang mga metabolite.

• UDP - Glucuronosyltransferase (UGT)

Ang UDP - glucuronosyltransferases ay isang pangunahing yugto ⅱ enzyme na gumagamit ng glucuronic acid bilang isang donor ng asukal upang ma -catalyze ang pagbubuklod ng glucuronic acid na may mga exogenous na sangkap at polar groups, na nagtataguyod ng clearance nito. Ang Human UGT ay malawak na ipinamamahagi at ipinahayag sa mga tisyu tulad ng atay, maliit na bituka, bato, tiyan, at baga. Ang atay ay ang pangunahing organ sa katawan ng tao na sumasailalim sa mga reaksyon na nagbubuklod ng glucuronic acid, at ang karamihan sa mga subtyp ng UGT ay ipinahayag sa atay. Ang UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10, at UGT2A1 ay ipinamamahagi sa mga extrahepatic na tisyu, at ang glucuronic acid na nagbubuklod na reaksyon na nagaganap sa mga tisyu ng extrahepatic ay pangunahing nauugnay sa pagsipsip at excretion ng mga gamot.

• Mga pangunahing aplikasyon sa pag -unlad ng droga

Sa modelong vitro screening: Ang mga CYP o UGT enzymes tulad ng mga microsome ng atay/ pangunahing hepatocytes ay ginagamit para sa mga eksperimento sa pag -incubation ng atay at kalahati - buhay ng mga gamot na kandidato, at pagkatapos ay suriin ang metabolic na katatagan ng mga kandidato na gamot (tulad ng mga eksperimento sa pagsugpo ng CYP3A4). Gamit ang mga na -edit na cell ng gene upang mahulaan ang mga pagkakaiba -iba ng klinikal na metabolic.

Gamot - Pakikipag -ugnay sa Gamot (DDI)Pag -aaral: Magsagawa ng mga eksperimento sa pagsugpo sa CYP upang makita kung ang mga gamot sa kandidato ay pumipigil sa mga pangunahing CYP enzymes (tulad ng CYP3A4, CYP2C9) at mahulaan ang panganib ng klinikal na DDI. Magsagawa ng mga eksperimento sa pagsugpo sa UGT upang masuri ang epekto ng mga gamot sa aktibidad ng UGT. Ang pagtuklas ng epekto ng induction ng mga gamot sa CYP/UGT sa pamamagitan ng pangunahing pagsusuri ng hepatocytes.

Pag -unlad ng mga pamamaraan ng pagsusuri ng biological: Ang pag -aaral ng CYP at UGT enzymes ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa pag -unlad ng pamamaraan ng bioanalytical at pagpapatunay para sa pag -aaral ng gamot at mga pag -aaral ng pharmacokinetic (DMPK). Gumamit ng mga biological matrices na naglalaman ng CYP/UGT metabolites (tulad ng apdo at plasma) para sa pagsusuri ng epekto ng matrix, i -optimize ang mga pamamaraan ng LC -

Genetic Polymorphism Research: UGT1A1 at iba pang mga gene na kumokontrol sa expression ng enzyme ng UGT ay mahalagang mga gene na kasangkot sa mga metabolic cycle ng tao. Sa pag -unlad ng pharmacogenomics, natagpuan na ang kanilang genetic polymorphism ay nauugnay sa ilang mga antas ng metabolismo ng gamot, na kung saan ay nakakaapekto sa paglitaw, pag -unlad, at paggamot ng mga sakit at maraming iba pang mga aspeto.

Pag -aaral sa mga pagkakaiba -iba ng mga species: Ihambing ang mga pagkakaiba sa aktibidad ng CYP enzyme ng pangunahing hepatocytes tulad ng mga tao, daga, at aso, at i -optimize ang diskarte sa paglipat mula sa preclinical hanggang sa klinikal na paggamit.

• Pagsugpo sa enzyme

CYP enzyme mediatedPagsugpo sa enzymeTumutukoy sa kababalaghan kung saan ang ilang mga compound ay maaaring mapigilan ang aktibidad ng ilang mga CYP450 metabolic enzymes, na nagreresulta sa mabagal na metabolismo, nabawasan ang mga rate ng clearance, at nadagdagan ang pagkakalantad ng ilang mga gamot kapag ginamit sa kumbinasyon, sa gayon ay nag -uudyok ng isang peligro sa kaligtasan. Ayon sa iba't ibang mga mekanismo ng pagsugpo, ang pagbawalan ng epekto ng mga gamot sa CYP450 enzymes ay maaaring nahahati sa mababalik na pagsugpo at oras - umaasa sa pagsugpo (TDI). Ang pag -aalsa ng oras na nakasalalay, na kilala rin bilang hindi maibabalik na pagsugpo, sa pangkalahatan ay tumutukoy sa pagbuo ng isang kumplikado sa pagitan ng isang gamot na kandidato at isang CYP enzyme sa pamamagitan ng mga covalent bond, na nagreresulta sa hindi maibabalik na hindi aktibo na enzyme. Ang pagbawalan na epekto ng inhibitor sa enzyme ay hindi agad mawala pagkatapos matanggal ang inhibitor, ngunit nagpapakita ng oras - umaasa na mga katangian.

• CYP450 Enzyme Metabolic Phenotyping Study

Sa kasalukuyan, mayroong tatlong pangunahing pamamaraan para sa pagkilala sa enzyme metabolic phenotype ng CYP450: Selective inhibition paraan, recombinant human CYP450 isoenzyme na pamamaraan, at pamamaraan ng pagsusuri ng ugnayan. Ang pamamaraan ng pagpili ng pagpili ay maaaring nahahati sa pamamaraan ng pagsugpo sa kemikal at pamamaraan ng pagsugpo sa antibody. Ito ay nagsasangkot sa pagsukat ng metabolic na aktibidad ng mga microsome ng atay ng tao sa mga gamot na may at walang pagdaragdag ng isang serye ng CYP450 enzyme subtype selective kemikal na mga inhibitor o antibodies, upang siyasatin kung ang metabolismo ng mga gamot ay apektado ng pumipili na pagsugpo ng cyp450 enzyme subtyp CYP450 enzyme metabolic phenotype. Kabilang sa mga ito, ang pamamaraan ng pagsugpo sa kemikal ay malawakang ginagamit dahil sa simpleng operasyon at mababang gastos.

• Konklusyon

Ang mga enzyme ng CYP at UGT enzymes, bilang mga pangunahing sistema ng enzyme ng metabolismo ng gamot, ayon sa pagkakabanggit ay nangingibabaw sa phase I (oksihenasyon, pagbawas) at phase II (glucuronidation) na mga reaksyon, malalim na nakakaapekto sa pagiging epektibo, toxicity, at isinapersonal na paggamit ng mga gamot. Ang mga subtyp tulad ng CYP3A4 at CYP2D6, kasama ang mga enzyme tulad ng UGT1A1 at UGT2B7, ay bumubuo ng isang kumplikadong metabolic network. Ang kanilang mga pagkakaiba -iba sa aktibidad (tulad ng gene polymorphism at species na pagtutukoy) ay maaaring tumpak na masuri sa pamamagitan ng mga pangunahing modelo ng hepatocytes at teknolohiya ng LC - MS/MS, na nagbibigay ng pangunahing suporta ng data para sa pag -unlad ng droga.

Sanggunian

Zhang, M., Rottschäfer, V., & Cm de Lange, E. (2024). Ang potensyal na epekto ng CYP at UGT na gamot - Metabolizing enzymes sa utak target site na pagkakalantad sa gamot. Mga pagsusuri sa metabolismo ng droga, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N. S., Chowdhury, S. K., & Alton, K. B. (2005). Cytochrome P450 (CYP) at UDP - Glucuronosyltransferase (UGT) enzymes: papel sa metabolismo ng droga, polymorphism, at pagkilala sa kanilang paglahok sa metabolismo ng droga. Sa Pag -unlad sa pagsusuri sa parmasyutiko at biomedical (Tomo 6, pp. 295 - 336). Elsevier.