Microsome: Mô hình chuyển hóa in vitro ưa thích cho nghiên cứu thuốc không theo học

Microsome: Mô hình chuyển hóa in vitro ưa thích cho nghiên cứu thuốc không theo học

Microsome: Định nghĩa và chức năng

Trong hầu hết các trường hợp, các microsome đề cập đến các cấu trúc màng hình cầu, hình cầu có đường kính khoảng 100nm, được hình thành bởi sự tự hợp nhất của mạng lưới nội chất bị phân mảnh (ER) trong quá trình đồng nhất tế bào và ly tâm khác biệt. Đây là các hội đồng không đồng nhất bao gồm hai thành phần cơ bản: màng ER và ribosome. Các microsome chủ yếu được làm giàu với các enzyme oxyase cytochrom P450 (CYP450), đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa oxy hóa và là các enzyme chính trong các quá trình chuyển hóa thuốc.

Trong ống nghiệm, các microsome giữ lại các chức năng thiết yếu của ER, bao gồm tổng hợp protein, glycosyl hóa protein và sinh tổng hợp lipid, cung cấp một công cụ đa năng để nghiên cứu các quá trình sinh hóa và dược lý khác nhau.

Hình 1: Microsome (Nguồn: Internet)

1. Các cơ quan chính trong chuyển hóa thuốc

Chuyển hóa thuốc đề cập đến sự thay đổi hóa học mà một loại thuốc trải qua trong cơ thể, dẫn đến sửa đổi cấu trúc. Quá trình này, còn được gọi là biến đổi sinh học, chủ yếu xảy ra trong các cơ quan như gan, thận, phổi, dạ dày, ruột và da. Trong số này, gan là vị trí chính của chuyển hóa thuốc, tiếp theo là thận là cơ quan quan trọng thứ hai.

Trong gan, thuốc - Chuyển hóa các enzyme xúc tác các biến đổi cấu trúc thường có thể được phân loại thành hai giai đoạn: chuyển hóa giai đoạn I và chuyển hóa giai đoạn II.

• Chuyển hóa pha I (phản ứng pha I): pha này liên quan đến các phản ứng oxy hóa, khử hoặc thủy phân tạo ra các sản phẩm trung gian, thường bao gồm các nhóm điện di và các gốc oxy. Những phản ứng này có thể dẫn đến độc tính gan.
• Chuyển hóa giai đoạn II (phản ứng giai đoạn II): Giai đoạn này bao gồm các phản ứng liên hợp, chủ yếu phục vụ để giải độc các loại thuốc. Sau khi trao đổi chất, hầu hết các loại thuốc đều mất hoạt động dược lý, mặc dù thiểu số có thể trở thành tác nhân điều trị tích cực.

Gan xử lý khoảng 70% - 80% tổng số chuyển hóa thuốc, nhấn mạnh vai trò trung tâm của nó trong biến đổi sinh học.

Ngoài gan, thận đóng góp đáng kể vào chuyển hóa thuốc, chiếm khoảng 10% - 20% tổng hoạt động trao đổi chất. Các loại thuốc bài tiết thận và các chất chuyển hóa của chúng thông qua lọc và bài tiết. Tuy nhiên, khả năng bài tiết thuốc của họ còn hạn chế, điều này có thể dẫn đến sự tích lũy của một số loại thuốc và độc tính tiềm năng.

Ngoài gan và thận, các cơ quan khác như hệ thống enzyme ruột và phổi cũng đóng một vai trò trong việc ảnh hưởng đến sự hấp thụ, phân phối và chuyển hóa thuốc, mặc dù ở mức độ thấp hơn.

Hình 2: Phản ứng được xúc tác bởi monooxygenase (Nguồn: Internet)

2. Enzyme chính trong các cơ quan chuyển hóa thuốc

Như đã thảo luận, chuyển hóa thuốc chủ yếu phụ thuộc vào hoạt động đúng của các hệ thống enzyme khác nhau ở gan, thận, đường tiêu hóa và các cơ quan khác. Hiểu các hồ sơ enzyme của các cơ quan này là điều cần thiết cho một nghiên cứu toàn diện về các quá trình chuyển hóa thuốc.

Các enzyme liên quan đến chuyển hóa thuốc thường được phân loại thành hai loại: hệ thống enzyme microsomal và hệ thống enzyme không - Microsomal.

• Hệ thống enzyme microsomal:
  Các enzyme này chủ yếu được định vị trong màng lipophilic của mạng lưới nội chất trong các tế bào gan và các tế bào khác. Nhóm các enzyme oxy hóa quan trọng nhất trong microsome gan là hệ thống microsome microsome hỗn hợp - chức năng oxyase, còn được gọi là monooxygenase (CYP450). Các enzyme này đại diện cho con đường chính cho chuyển hóa thuốc trong cơ thể, có khả năng xúc tác một loạt các phản ứng oxy hóa. Quá trình biến đổi sinh học được xúc tác bởi các enzyme này đòi hỏi sự tham gia của cytochrom P450 (CYP450), Coenzyme II, oxy phân tử, Mg²⁺, flavoprotein, protein sắt không - heme và các cofactors khác.
  Ngoài ra, UDP - glucuronosyltransferase (UGT), một thành phần chính của chuyển hóa pha II, cũng có mặt ở phía bên trong của mạng lưới nội chất, làm cho các enzyme UGT của hệ thống microsomal.
• Hệ thống enzyme không - Microsomal:
  Còn được gọi là enzyme loại II, chúng bao gồm Ugts, sulfotransferase (SULT), glutathione - s - Transferase (GSTS), N - acetyltransferase (NATS) và enzyme liên hợp axit amin. Các enzyme không - microsomal chủ yếu tạo điều kiện cho chuyển hóa giai đoạn II.

Ngoài vai trò sinh lý của nó trong việc duy trì cân bằng nước và điện giải và bài tiết các chất nội sinh và ngoại sinh, thận cũng là cơ quan chính cho các chất chuyển hóa chuyển hóa giai đoạn I và giai đoạn II.

• Giai đoạn tôi chuyển hóa trong thận:
  Bao gồm các enzyme P450, dehydrogenase và các monooxygenase khác nhau, mặc dù nồng độ và hoạt động của chúng thấp hơn đáng kể so với gan, làm cho quá trình chuyển hóa giai đoạn I của thận ít chiếm ưu thế.
• Chuyển hóa giai đoạn II ở thận:
  Chủ yếu liên quan đến Ugts, SULT, GST, NATS và các enzyme liên hợp axit amin, đóng vai trò chính trong chuyển hóa thuốc thận.

Ruột, là một trong những cơ quan tiêu hóa lớn nhất, cũng đóng một vai trò quan trọng trong chuyển hóa thuốc. Trong đường ruột, nhiều loại thuốc trải qua các phản ứng trao đổi chất biến chúng thành các chất chuyển hóa bài tiết và có thể loại bỏ hơn. Các quá trình trao đổi chất này xảy ra thông qua hai con đường:

1. Chuyển hóa enzyme trong các tế bào biểu mô ruột, liên quan đến các enzyme như CYP450, UGT và lipase.
2. Vi sinh vật - Chuyển hóa qua trung gian bởi microbiota đường ruột.

Cùng với nhau, các hệ thống enzyme này trong các cơ quan khác nhau đảm bảo sự chuyển hóa hiệu quả và giải phóng mặt bằng thuốc, làm nổi bật sự phức tạp và tích hợp các con đường chuyển hóa thuốc trong cơ thể.

Tuy nhiên, với những tiến bộ liên tục trong y học, các loại thuốc hít phải đã thu hút được sự chú ý đáng kể trong những năm gần đây do sự hấp thụ nhanh chóng của chúng, khởi phát nhanh chóng hành động và khả năng bỏ qua đầu tiên - vượt qua quá trình trao đổi chất. Không giống như các loại thuốc uống thông thường, các công thức hít phải cung cấp thuốc trực tiếp đến các mô phổi, tránh gan đầu tiên - Hiệu ứng vượt qua. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc điều tra chuyển hóa thuốc trong phổi đối với các công thức hít vào.

Phổi chứa một loạt các enzyme chuyển hóa - bao gồm các enzyme P450, thủy phân, enzyme liên hợp, oxyase monoamine và flavin - có chứa monooxygenase. Trong số này, các enzyme P450 phổi đóng một vai trò quan trọng trong việc biến đổi sinh học của xenobamel, bất hoạt của chất gây ung thư hóa học hít vào và giải độc độc tố phổi.

Tóm lại,Chuyển hóa thuốc trong cơ thể thường là một quá trình phối hợp liên quan đến nhiều cơ quan và hệ thống enzyme. Do đó, trong giai đoạn phát triển thuốc không phân biệt sớm, việc chọn các mô hình in vitro thích hợp là rất quan trọng để làm sáng tỏ các con đường trao đổi chất và xác định các enzyme chuyển hóa chính.

3. Mô hình chuyển hóa thuốc in vitro: microsome

So với các nghiên cứu chuyển hóa in vivo, các nghiên cứu in vitro giảm thiểu sự can thiệp từ các yếu tố sinh lý, cho phép quan sát trực tiếp sự tương tác giữa thuốc và enzyme. Do đó, các mô hình chuyển hóa in vitro đã trở thành lựa chọn ưa thích trong quá trình phát triển thuốc sớm. Các mô hình phổ biến cho các nghiên cứu chuyển hóa thuốc in vitro bao gồm microsome, phân số S9, cytosol, homogenates mô và tế bào chính. Cho rằng gan là vị trí chính của chuyển hóa thuốc, các tế bào gan và các thành phần dưới tế bào của chúngchẳng hạn như microsome gan, phân số S9 gan, homogenates mô gan và cytosol gan-là các mô hình chính để nghiên cứu chuyển hóa thuốc.

Các microsome, cụ thể, là các cấu trúc màng mụn nước có nguồn gốc từ mạng lưới nội chất bị phân mảnh mà tự lắp ráp trong quá trình đồng nhất tế bào và ly tâm khác biệt. Chúng được phân phối rộng rãi trong các cơ quan như gan, thận, ruột và phổi. Vì microsome chứa các enzyme pha I như cytochrom P450 (CYP450) và các enzyme pha II như UGT và SULT, chúng bao gồm một loạt các con đường trao đổi chất cho các loại thuốc khác nhau. Do đó, việc chọn mô - microsome cụ thể là một bước quan trọng trong nghiên cứu chuyển hóa thuốc in vitro.

Hơn nữa, theo các hướng dẫn kỹ thuật cho các nghiên cứu dược động học không phân cấp về thuốc, động vật thí nghiệm như chuột, chuột, thỏ, lợn guinea, chó, lợn thu nhỏ và khỉ thường được sử dụng. Đối với các loại thuốc sáng tạo, ít nhất hai loài nên được sử dụng, với một loài là một loài gặm nhấm và loài còn lại là một loài gặm nhấm. Ngoài các loài động vật, các vật liệu nhân hóachẳng hạn như microsome gan người-cũng được nhấn mạnh như là công cụ chính cho các nghiên cứu ADME không theo quy định. Do đó, việc chọn microsome từ nhiều loài, bao gồm cả con người, là một sự xem xét quan trọng trong nghiên cứu chuyển hóa thuốc.

Trong ánh sáng của điều này,Iphase, Là nhà cung cấp hàng đầu các thuốc thử sinh học in vitro, đã phát triển thành công các sản phẩm microsome có nguồn gốc từ các mô khác nhau của nhiều loài, bao gồm con người, khỉ, chó, chuột và chuột. Những sản phẩm này cung cấp một loạt các lựa chọn cho các nghiên cứu về sự khác biệt về loài, ổn định trao đổi chất, ức chế P450 và kiểu hình enzyme trao đổi chất.

Với các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, iPhase đảm bảo độ tin cậy của sản phẩm, giúp khách hàng tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả. Microsome iphase là lựa chọn lý tưởng cho nghiên cứu không theo học sinh trong ống nghiệm.

Ưu điểm của các sản phẩm microsome iphase:

• Sự tuân thủ:Tất cả các mô được sử dụng trong sản xuất đều có nguồn gốc thông qua các kênh được chứng nhận có truy xuất nguồn gốc rõ ràng.
• Sự an toàn:Các mô sản xuất được thử nghiệm cho các mầm bệnh để đảm bảo chất lượng và an toàn sản phẩm.
• Chất lượng cao:Các sản phẩm trải qua kiểm soát chất lượng nội bộ nghiêm ngặt, đảm bảo kích thước lô lớn với sự thay đổi hàng loạt tối thiểu.
• Khả năng tùy chỉnh:Các sản phẩm microsome phù hợp từ các loài hoặc mô cụ thể có sẵn để đáp ứng các yêu cầu của khách hàng độc đáo.

Tận dụng các năm chuyên môn R & D,Iphaseđã ra mắt các thuốc thử nghiên cứu cuối cùng trên nhiều lĩnh vực và danh mục. Những sản phẩm này đóng vai trò là công cụ thiết yếu để phát triển thuốc giai đoạn sớm, cung cấp các vật liệu, phương pháp và kỹ thuật mới để khám phá khoa học đời sống. Họ cũng cung cấp các giải pháp thuận tiện cho các nghiên cứu độc tính di truyền trong thực phẩm, dược phẩm và hóa chất.

Chúng tôi mong muốn được hỗ trợ các nhà nghiên cứu với các sản phẩm sáng tạo và đáng tin cậy của chúng tôi!



Nhấp vào nút bên phải để liên hệ với chúng tôi！