Metabolik fenotip ve enzim inhibisyonu ile ilgili ilaç etkileşimi çalışmalarında sitokrom P450 (CYP450) ve UDP - glukuronosiltransferaz (UGT) enzimlerinin uygulanması

Anahtar Kelimeler: İlaç - İlaç Etkileşimi (DDI), sitokrom P450 (CYP450 enzimi), UDP - Glukuronosiltransferaz (UGT), enzim inhibisyonu, CYP450 enzim metabolik fenotipleme çalışması, CYP1A2, CYP2C19, CYP2CD6 CYP3A4/5, CYP2A6, CYP2E1, UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A10, UGT1A9, UGT1A10, UGT2B7, UGT2B15, UGT2B17.

• İPhase ürünleri

Not: CYP enzimleri genellikleNADPH rejenerasyon sistemi/ NADPHVePBS
UGT enzimleri genellikleUGT inkübasyon sistemive PBS.

Metabolizma, ilaçların kaderinde önemli bir rol oynar, vücut boyunca elden çıkarmalarını etkiler ve böylece hedef sahaya maruz kalmayı ve etkiyi etkilemektedir. Bu esas olarak karaciğerde meydana gelir, ancak ekstrahepatik organlarda da ortaya çıkabilir. Son çalışmalar beyindeki ilaç metabolize edici enzimlerin (DME) varlığını ve fonksiyonel önemini ortaya koymuştur.Sitokrom P450 enzimi (CYP)VeUDP - Glukuronosiltransferaz (UGT) Ayrıca Merkezi Sinir Sistemi (CNS) içindeki ilaç biyotransformasyonuna kilit katılımcılardır.

• Sitokrom P450 (CYP)

Sitokrom P450, ilaç metabolizmasının% 75'inden fazlasını oluşturan faz I metabolizmasına (oksidasyon, azalma, hidroliz) hakimdir. Anahtar alt tipler arasında CYP3A4 (% 50 ilaç metabolizması) ve CYP2D6 (% 20 ilaç metabolizması) bulunur. CYP, lipofilik ilaçları polar metabolitlere dönüştürerek atılımı teşvik eder.

Birincil hepatositler, doğrudan insan veya hayvan karaciğerinden izole edilen hepatositlerdir ve sağlam CYP enzim aktivitesini ve fizyolojik alaka düzeyini korumaları nedeniyle ilaç metabolizması araştırması için tercih edilen model haline gelmiştir. Birincil hepatositler modeli, endüstri, akademi ve düzenleyici ajanslarda CYP enzim indüksiyonu için en yaygın kabul edilen değerlendirme modelidir. Hücresel bir sistem olarak, insan hepatosit nükleer reseptörler, CO aktivatörleri ve inhibitörleri, hedef genler ve promotörlerin yanı sıra karaciğerlerinkilerden yetenekli ilaç metabolize edici enzimlerden oluşur ve aday ilaçların ve metabolitlerinin indüksiyonunu etkili bir şekilde simüle edebilir.

• UDP - Glukuronosiltransferaz (UGT)

UDP - glukuronosiltransferazlar, glukuronik asidin eksojen maddeler ve polar gruplarla bağlanmasını katalize etmek için şeker donörü olarak glukuronik asidi kullanan birincil faz ⅱ enzimidir. İnsan UGT, karaciğer, ince bağırsak, böbrek, mide ve akciğerler gibi dokularda yaygın olarak dağıtılır ve ifade edilir. Karaciğer, insan vücudunda glukuronik asit bağlanma reaksiyonlarına maruz kalan ana organdır ve çoğu UGT alt tipi karaciğerde ifade edilir. UGT1A7, UGT1A8, UGT1A10 ve UGT2A1, ekstrahepatik dokularda dağıtılır ve ekstrahepatik dokularda meydana gelen glukuronik asit bağlanma reaksiyonu esas olarak ilaçların emilimi ve atılımı ile ilişkilidir.

• İlaç Gelişiminde Temel Uygulamalar

İn vitro tarama modeli: Karaciğer mikrozomları/ primer hepatositler gibi CYP veya UGT enzimleri, karaciğer mikrozomu/ hepatositler inkübasyon deneyleri için kullanılır ve aday ilaçların metabolik hızı ve yarı - yaşamını değerlendirmek için aday ilaçların metabolik stabilitesini değerlendirir (Cyp3a4 inhibisyon deneyleri). Klinik metabolik farklılıkları tahmin etmek için genle düzenlenmiş hücrelerin kullanılması.

İlaç - İlaç Etkileşimi (DDI)Çalışma: Aday ilaçların anahtar CYP enzimlerini (CYP3A4, CYP2C9 gibi) inhibe edip etmediğini tespit etmek ve klinik DDI riskini tahmin etmek için CYP inhibisyon deneyleri yapın. Uyuşturucuların UGT aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için UGT inhibisyon deneyleri yapın. Birincil hepatosit analizi yoluyla ilaçların CYP/UGT üzerindeki indüksiyon etkisinin saptanması.

Biyolojik analiz yöntemlerinin geliştirilmesi: CYP ve UGT enzimlerinin incelenmesi, biyoanalitik yöntem geliştirmesinde ve ilaç metabolizması ve farmakokinetik (DMPK) çalışmalarında validasyonda kritik bir rol oynamaktadır. Matris etkisi değerlendirmesi için CYP/UGT metabolitleri (safra ve plazma gibi) içeren biyolojik matrisler kullanın, LC - MS/MS yöntemlerini optimize edin ve iyon inhibisyonu/geliştirme etkilerinden kaçının.

Genetik polimorfizm araştırması: UGT1A1 ve UGT enzim ekspresyonunu kontrol eden diğer genler, insan metabolik döngülerinde yer alan önemli genlerdir. Farmakogenomiklerin gelişimi ile, genetik polimorfizmlerinin bazı ilaç metabolizması seviyeleriyle ilişkili olduğu ve bu da hastalıkların ve diğer birçok yönün ortaya çıkmasını, gelişimini ve tedavisini etkilediği bulunmuştur.

Tür farklılıkları üzerine çalışma: İnsanlar, sıçanlar ve köpekler gibi primer hepatositlerin CYP enzim aktivitesindeki farklılıkları karşılaştırın ve geçiş stratejisini klinikten klinik kullanıma kadar optimize edin.

• Enzim inhibisyonu

CYP enzim aracılıenzim inhibisyonuBazı bileşiklerin belirli CYP450 metabolik enzimlerinin aktivitesini inhibe edebileceği fenomeni ifade eder, bu da yavaşlatılmış metabolizma, klerens oranlarının azalmasına ve kombinasyon halinde kullanıldığında belirli ilaçların daha fazla maruz kalmasına neden olur ve böylece bir güvenlik tehlikesi oluşturur. Farklı inhibisyon mekanizmalarına göre, ilaçların CYP450 enzimleri üzerindeki inhibitör etkisi geri dönüşümlü inhibisyon ve zamana bağımlı inhibisyona (TDI) bölünebilir. Geri dönüşü olmayan inhibisyon olarak da bilinen zamana bağlı inhibisyon, genellikle bir aday ilaç ve kovalent bağlar yoluyla bir CYP enzimi arasında bir kompleksin oluşumunu ifade ederek geri dönüşümsüz enzim inaktivasyonuna neden olur. İnhibitörün enzim üzerindeki inhibitör etkisi, inhibitör çıkarıldıktan sonra hemen kaybolmaz, ancak zaman - bağımlı özellikler sergiler.

• CYP450 Enzim Metabolik Fenotipleme Çalışması

Şu anda, CYP450'nin enzim metabolik fenotipini tanımlamak için üç ana yöntem vardır: seçici inhibisyon yöntemi, rekombinant insan CYP450 izoenzim yöntemi ve korelasyon analizi yöntem. Seçici inhibisyon yöntemi kimyasal inhibisyon yöntemine ve antikor inhibisyon yöntemine bölünebilir. İnsan karaciğer mikrozomlarının bir dizi CYP450 enzim alt tipi seçici kimyasal inhibitörleri veya antikorları olan ve ilave edilmeden ilaçlar üzerindeki metabolik aktivitesinin, ilaçların metabolizmasının CYP450 enzilerinin seçici inhibisyonundan etkilenip etkilendiğini araştırmak için, insan karaciğer enzimlerinin seçici inhibisyonundan etkilenip etkilenmediğini, insan karaciğer mikrofuzunda inhribe, yüzdelik aşağı inme, yüzdelik inhrage, yüzdesi, yüzdelik inhrage olarak ölçülmesini içerir. Enzim metabolik fenotip. Bunlar arasında, basit çalışma ve düşük maliyeti nedeniyle kimyasal inhibisyon yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Çözüm

CYP enzimleri ve UGT enzimleri, ilaç metabolizmasının çekirdek enzim sistemleri olarak sırasıyla faz I (oksidasyon, azalma) ve faz I. (glukuronidasyon) reaksiyonlarına baskındır, bu da ilaçların etkinliğini, toksisitesini ve kişiselleştirilmiş kullanımını derinden etkiler. UGT1A1 ve UGT2B7 gibi enzimlerle birlikte CYP3A4 ve CYP2D6 gibi alt tipler, karmaşık bir metabolik ağ oluşturur. Aktivite farklılıkları (gen polimorfizmi ve tür özgüllüğü gibi), birincil hepatosit modelleri ve LC - MS/MS teknolojisi ile doğru bir şekilde analiz edilebilir ve ilaç geliştirme için temel veri desteği sağlar.

Referans

Zhang, M., Rottschäfer, V. ve CM de Lange, E. (2024). CYP ve UGT ilacı - metabolize edici enzimlerin beyin hedef bölgesi ilaç maruziyeti üzerindeki potansiyel etkisi. İlaç metabolizması incelemeleri, 56(1), 1 - 30.

Ghosal, A., Ramanathan, R., Kishnani, N.S., Chowdhury, S.K. ve Alton, K. B. (2005). Sitokrom P450 (CYP) ve UDP - Glukuronosiltransferaz (UGT) enzimleri: İlaç metabolizmasındaki rol, polimorfizm ve ilaç metabolizmasına katılımlarının tanımlanması. İçinde Farmasötik ve biyomedikal analizde ilerleme (Cilt 6, s. 295 - 336). Elsevier.