El transporte de sustrato está mediado no solo por P

30 Cáncer y resistencia a los medicamentos

En las células Caco-2 que contienen Pgp humana, el verapamilo tuvo una relación de permeabilidad más alta con Pgp a concentraciones bajas de verapamilo en oposición a las más altas. Además, la Pgp humana sobreexpresada en células LLC-PK1 tenía relaciones de salida más altas a 350 nM que verapamilo 5 µM.

Por otro lado, la acumulación de ITZ en el hígado y el riñón se redujo significativamente en comparación con la del cerebro en ratones mdr1a – / -, en contraste con la situación en ratones mdr1a / (Fig. 8B y C). Los detalles aún no están claros; sin embargo, es probable que ITZ sea excluido vigorosamente del hígado y riñón por mdr1b P-gp en ratones mdr1a – / -, ya que los niveles de mRNA de mdr1b P-gp fueron inducidos en estos tejidos de esta cepa de ratón. Dos estudios de farmacocinética realizados en voluntarios humanos han informado valores de biodisponibilidad oral contrastantes para el azul de metileno (10% frente a 72%), con una alta biodisponibilidad en un informe debido a una mayor sensibilidad de las técnicas analíticas utilizadas.

• A pesar de décadas de esfuerzo, solo están disponibles las estructuras de la conformación orientada hacia adentro de la glicoproteína P.
• La glicoproteína P extruye moléculas tóxicas y fármacos de las células a través de cambios conformacionales impulsados ​​por ATP.
• Aquí presentamos la estructura de la glicoproteína P humana en la conformación que mira hacia afuera, determinada por microscopía crioelectrónica a una resolución de 3.4 angstrom.
• El proceso está asociado con cambios conformacionales inducidos por la unión de ATP y la hidrólisis por los NBD.
• La cavidad de unión al fármaco observada en las estructuras que miran hacia adentro se reorienta hacia el espacio extracelular y se comprime para evitar la unión del sustrato.
• La permeabilidad del transportador de múltiples fármacos (la glucoproteína es un casete de unión al trifosfato de adenosina) responsable de la resistencia clínica a la quimioterapia.

El principal hallazgo de este estudio es que la dexametasona elevó significativamente la expresión funcional de P-gp en células RPE humanas cultivadas. Cuando se agregan concentraciones bajas de verapamilo al complejo digoxina-Pgp, el verapamilo ocupará el sitio H y formará el complejo que se muestra en la Figura 7E. Varias líneas de evidencia apoyan la unión simultánea de verapamilo y digoxina a Pgp. En segundo lugar, los KD determinados a partir del ajuste de las curvas de extinción de la fluorescencia de la proteína intrínseca en la Figura 3 mostraron que la adición de concentraciones bajas de verapamilo no cambia significativamente el KD de digoxina a Pgp. En tercer lugar, hay picos de RMN de 1H STDD significativos para digoxina a 8 µM de verapamilo, que es una concentración de verapamilo suficientemente alta para saturar el sitio H. El ajuste de las curvas de actividad de ATPasa acoplada a Pgp en la Figura 6 reveló que la unión de ambos fármacos inhibirá la hidrólisis de ATP. A concentraciones más altas de verapamilo, el fármaco ocupará el sitio L en Pgp en la Figura 7C. El grado de activación de ATPasa es menos de la mitad de la activación de ATPasa acoplada a Pgp a concentraciones más bajas de verapamilo, pero es significativamente mayor que la actividad de ATPasa acoplada a Pgp basal. De acuerdo con la dependencia de la concentración observada para la activación de ATPasa por el verapamilo, la velocidad de transporte del fármaco también depende de la concentración.

Además, las funciones fisiológicas de las P-gp codificadas por MDR1, mdr1a y mdr1b en tejidos normales no están claras. Por tanto, los estudios farmacológicos en ratones mdr1a – / – son necesarios como índice de interacciones farmacológicas en humanos, aunque es difícil evitar diferencias entre los resultados clínicos y los resultados de los estudios farmacológicos con estos ratones.

Por lo tanto, proponemos que la ocupación de verapamilo en el sitio H solo conducirá a tasas de transporte de verapamilo más altas que la ocupación en ambos sitios de unión al fármaco. El glucósido cardíaco digoxina, que tiene un índice terapéutico relativamente bajo, se usa ampliamente para tratar la fibrilación auricular y la insuficiencia cardíaca.

Dato suplementario

En este estudio, encontramos que la acumulación de ITZ en el tejido cerebral de ratones mdr1a – / – aumentó significativamente en comparación con inmdr1a costumbres.net / ratones (Fig. 8A). Estos resultados sugieren fuertemente que ITZ es un sustrato de mdr1a P-gp expresado en células endoteliales de cerebro de ratón.

Es importante destacar que este fármaco a menudo se coadministra con verapamilo, que se sabe que inhibe de forma no competitiva el transporte de digoxina mediado por Pgp humana según estudios in vitro. Se sabe que la inhibición del transporte de Pgp humana por verapamilo in vivo disminuye el grado de eliminación tubular renal de digoxina. Este hallazgo se correlacionó con un aumento de las concentraciones plasmáticas de digoxina en sangre del 60 al 90% y condujo a reacciones adversas al fármaco por toxicidad por digoxina. Las DDI con el transportador ocurren porque muchos fármacos cardiovasculares son sustratos e inhibidores funcionales del transportador. Esto es particularmente problemático para los fármacos cardiovasculares con índices terapéuticos relativamente bajos, como los fármacos antiarrítmicos y los anticoagulantes orales, porque la coadministración con estos fármacos puede conducir a concentraciones plasmáticas elevadas del fármaco y mayor toxicidad. Los mejores parámetros para la incorporación en modelos farmacocinéticos mecanicistas de base fisiológica para transportadores son los parámetros cinéticos independientes del sistema y los niveles de transportadores activos. El nivel estimado de P-gp activa de eflujo fue 5,0 ± 1,4 veces menor en las células Caco-2 que en las células MDCKII-hMDR1-NKI.

La baja biodisponibilidad encontrada en el primer estudio se asignó a una alta eliminación de primer paso. No obstante, el transporte de salida de metileno mediado por transportador ABC también podría contribuir a esta gran discrepancia en la biodisponibilidad. En el estudio farmacocinético con menor biodisponibilidad, los voluntarios recibieron 100 mg de azul de metileno, lo que daría como resultado una concentración gastrointestinal de alrededor de 125 μM, una concentración similar a la concentración de prueba utilizada en el presente estudio. Por lo tanto, es probable que la baja biodisponibilidad del azul de metileno in vivo observada en este estudio esté relacionada con el flujo de salida mediado por transportadores ABC en el intestino.

También identificamos cinéticamente la participación de un transportador de captación basolateral para digoxina y loperamida en las células Caco-2, como se encontró previamente en las células MDCKII-hMDR1-NKI, debido a su baja permeabilidad pasiva. Esto demuestra el valor de nuestro modelo estructural P-gp como herramienta de diagnóstico para detectar la importancia de otros transportadores, lo que no puede lograrse sin ambigüedades con el enfoque de Michaelis-Menten. Las constantes de velocidad elementales independientes del sistema para P-gp obtenidas in vitro son parámetros más fundamentales que los obtenidos utilizando las ecuaciones de estado estable de Michaelis-Menten. oracionesasantarita.com Esto sugiere que serán parámetros mecánicos más robustos para su incorporación en modelos farmacocinéticos de base fisiológica para transportadores. Para examinar más directamente la contribución de P-gp al comportamiento farmacocinético de ITZ en el cerebro, utilizamos ratones mdr1a – / -, una cepa desarrollada por Schinkel et al. que tiene una alteración homocigótica del gen de la P-gp de thedr1a. Ya se había determinado que la P-gp está codificada por pequeñas familias de genes y que hay dos miembros de la familia en humanos y tres miembros en ratones. Es bien sabido que mdr1a P-gp y mdr1b P-gp en ratones cumplen casi la misma función que MDR1 P-gp en humanos.

En ausencia de transporte de salida, se puede esperar una mayor proporción de fármaco que resulte en una mayor biodisponibilidad del azul de metileno. La amodiaquina, el azul de metileno, el artesunato y la artemisona no mostraron propiedades inhibitorias de la P-gp en nuestras concentraciones de prueba. En contraste con esto, las propiedades inhibidoras de P-gp de la amodiaquina a 100 y 1000 µM se describen en la literatura. Sin embargo, no pudimos probar altas concentraciones de amodiaquina debido a su limitación de solubilidad en pH fisiológico y codisolventes, que también se ha descrito anteriormente. Estudios adicionales que involucren una gama más amplia de concentraciones de fármacos y líneas celulares pueden ayudar a dilucidar una mejor comprensión de las propiedades inhibidoras de la P-gp de la amodiaquina y el artesunato. Sin embargo, el uso de altas concentraciones de fármacos puede ser directamente tóxico para las líneas celulares, lo que complica cualquier interpretación con respecto a la funcionalidad específica del transportador.