DDI Araştırması, Metabolik Stabilite ve Enzim İnhibisyonu için Sülfotransferaz (SULT)

Anahtar kelimeler: ilaç-ilaç etkileşimi (DDI), sülfotransferaz (SULT), enzim inhibisyonu, SULT metabolik, metabolik stabilite, insan SULT1A1 enzimi, insan SULT1A3 enzimi, insan SULT1B1 enzimi, insan SULT1C2, insan SULT1C4 enzimi, insan SULT1E1 enzimi, insan SULT2A1 enzimi

1 IPHASE Üretir

2 İlaç Geliştirmede Enzimatik Araştırmalar

İlaç geliştirmede, metabolik fenotiplerin incelenmesi ve CYP450, UGT, SULT vb. gibi metabolik enzimlerin enzim inhibisyonunun incelenmesi çok önemlidir. Metabolik fenotip araştırması, ilaçların ana metabolik yollarını, temel metabolik enzimlerini ve bunların kinetik parametrelerini (Km/Vmax gibi) tanımlamak ve gen polimorfizminin kişiselleştirilmiş ilaç üzerindeki etkisini değerlendirmek için LC-MS/MS teknolojisiyle birleştirilmiş in vitro modelleri kullanır. Enzim inhibisyonu araştırması, ilaçların veya bileşiklerin metabolik enzimler üzerindeki inhibitör etkilerine (geri döndürülebilir/geri döndürülemez inhibisyon gibi) odaklanır ve tahmin etmek için IC50/Ki değerlerini ölçer.ilaç-ilaç etkileşimi (DDI)Risk. Bu çalışmalar, ilaç tasarımının optimize edilmesi, güvenliğin değerlendirilmesi (toksik metabolitlerin tanımlanması gibi) ve hassas ilaçların yönlendirilmesi için bilimsel temel sağlar. Temel zorluk, in vitro verilerin in vivo verilere dönüştürülmesinde ve düşük bolluktaki metabolitlerin tespit hassasiyetinde yatmaktadır. Gelecekte, araştırma güvenilirliğini daha da artırmak için organoidler gibi gelişmiş modeller kullanılabilir.

3 Sülfotransferaz (SULT)

Sülfotransferaz (SULT)sülfat gruplarının transferini katalize eden bir transferaz türüdür ve endojen bileşiklerin (hormonlar ve nörotransmiterler gibi) ve eksojen bileşiklerin (ilaçlar ve çevresel kirleticiler gibi) metabolizmasında rol oynar. Sülfotransferazlar esas olarak sitoplazmada ve Golgi aygıtında bulunur ve küçük moleküllü substratların (ilaçlar, hormonlar, nörotransmiterler gibi) ve büyük moleküllerin (peptitler, proteinler, lipitler, glikozaminoglikanlar gibi) sülfatlanmasında rol oynar. Sülfotransferazların, esas olarak SULT1, SULT2 ve SULT4 dahil olmak üzere birden fazla alt tipi olduğu tespit edilmiştir. Sülfotransferazın fonksiyon bozukluğu anormal ilaç metabolizmasına, kansere, endokrin bozukluklara ve nörolojik bozukluklara yol açabilir.

4 Sülfatlama/Sülfonasyon Metabolizması

Sülfonasyon metabolizması (aynı zamanda sülfasyon metabolizması olarak da bilinir), ilaçların in vivo bertarafında önemli bir rol oynar ve yeni ilaç geliştirme ve akılcı klinik ilaç kullanımı için önemli bir temel oluşturur. İnsan sülfotransferazı (sülfataz olarak da bilinir), vücutta esas olarak karaciğer, ince bağırsak, böbrekler ve akciğerler gibi organlara dağılmış çok çeşitli substratlara sahiptir. Yaygın insan SULT'ları şunları içerir:SULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2veSULT1C4 (tablo 1). Çoğu substrat için, sülfotransferaz aracılı metabolizma sıklıkla tipik substrat inhibisyon özellikleri sergiler; Düşük substrat konsantrasyonu seviyeleri tipik olarak enzim ekspresyonunu indükler.

Tablo 1 Kısmen SULT süper ailesinin insan vücudundaki dağılımı ve işlevi

İlaç Geliştirmede SULT'un 5 Temel Uygulaması

5.1 Metabolizmaya Dayalı DDI'nın İn Vitro Değerlendirilmesi

SULT aracılı DDI'nın in vitro değerlendirmesi esas olarak seçici inhibitörler (quercetin, DCNP gibi) veya insan hepatik sitoplazmasındaki rekombinant enzim sistemleri veya spesifik SULT alt tiplerini eksprese eden hücre modelleri aracılığıyla gerçekleştirilir. Deneysel tasarım tipik olarak şunları içerir:

Metabolik fenotip analizi: LC-MS/MS ile sülfatlanmış metabolit üretim hızını ölçün ve inhibisyon oranını (IC50/Ki değeri) hesaplayın.

Klinik risk tahmini: Eğer inhibitör, metabolit üretimini önemli ölçüde azaltırsa (inhibisyon oranı >%50), bu, SULT metabolizmasına bağlı ilaçların klirensine müdahale edebileceğini ve daha fazla in vivo doğrulamaya ihtiyaç duyulduğunu düşündürür.

5.2 SULT Metabolik Stabilite Çalışması

İlaç geliştirmede SULT metabolik stabilite çalışması, ilaç sülfatlama oranını ve metabolit oluşumunu belirlemek, temel SULT alt tipi katkılarını belirlemek, metabolik temizleme risklerini değerlendirmek ve yapısal optimizasyona rehberlik etmek için LC-MS/MS analizi ile birlikte in vitro inkübasyon (hepatik sitoplazma/APS) yoluyla gerçekleştirilir.

5.3 Metabolik Substrat Araştırması

SULT'un substrat araştırma yöntemi (metabolik yol tanımlama yöntemi), ilk olarak ilgili alt türleri taramak için kimyasal inhibisyonu kullanan ve daha sonra bunları gen rekombinazlarıyla doğrulayan ve göreceli katkılarını hesaplayan CYP enzimlerinin tasarımına doğrudan atıfta bulunabilir.

SULT'un kimyasal inhibisyon testinin ana prensibi ve teknik yolu, insan hepatik sitoplazma sisteminde SULT'un seçici inhibitörleri Quercetin ve DCNP'yi değiştirerek anne metabolizmasının veya metabolit üretiminin inhibe edilip edilmediğini değerlendirmektir.

5.4 Enzim İnhibisyonu Araştırması

SULT, birden fazla endojen maddenin ve ilacın metabolizmasında rol oynar. SULT'un aktivitesini inhibe edecek ilaçlar geliştiriliyorsa, ilaç paylaşımında potansiyel güvenlik sorunları ortaya çıkabilir. SULT enzim inhibisyon testinin ana prensibi ve teknik yolu, p-nitrofenol sülfat metaboliti üretiminin p-nitrofenol gibi araştırma ilaçları ve prob substratları eklenerek inhibe edilip edilmediğini tespit etmek için bir SULT saf enzim sistemi kullanmaktır.

6 Sonuç

Sülfotransferaz (SULT), ilaç metabolizmasında, ilaç/ilaç etkileşimlerinde (DDI) ve güvenlik değerlendirmesinde kritik bir rol oynar. Bunun aracılık ettiği sülfatlama metabolizması ilaç klerensini, aktivasyonunu veya toksisitesini (hormon ilaçlarının ve çevresel kirleticilerin metabolizması gibi) etkilerken, enzim inhibisyon çalışmaları klinik DDI riskini tahmin edebilir. İn vitro modelleri (karaciğer sitoplazması, rekombinant enzimler) LC-MS/MS teknolojisiyle birleştirerek, SULT alt tiplerinin (SULT1A1, SULT2A1 gibi) metabolik katkıları açıklığa kavuşturularak ilaç yapısının optimizasyonuna ve kişiselleştirilmiş tedaviye yol gösterilebilir. Gelecekte organoidler gibi gelişmiş modeller, SULT araştırmasının çeviri değerini daha da artıracak ve ilaç geliştirmede metabolik stabilite ve güvenlik için daha doğru değerlendirme kriterleri sağlayacak.

Referans

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L.L. ve Zhou, S.F. (2008). İnsan sitozolik sülfotransferazların yapısı, fonksiyonu ve polimorfizmi. Mevcut ilaç metabolizması, 9(2), 99-105.