OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Transkript

1 OPVK CZ.1.07/2.2.00/

2 Základy ADME a toxického hodnocení léčiv v preklinickém vývoji OCH/ADME LS 2012/2013

3 Mechanismy exkrece léčiv, faktory ovlivňující exkreci PharmDr. Lucie Stejskalová, Ph.D. Mgr. Alice Rulcová

4 EXKRECE

5 ireverzibilní vyloučení léčiva (metabolitu) z organismu Hlavní exkreční mechanismy: renální exkrece, biliární exkrece, exkrece plícemi minoritní formy exkrece: sliny, pot, mateřské mléko

6 Renální exkrece

7 1) Glomerulární filtrace 2) Pasivní zpětná difúze 3) Aktivní tubulární sekrece 4) Aktivní tubulární reabsorpce

8 Glomerulární filtrace tvorba tzv. primární moči v glomerulech ledviny, má podobné složení jako krevní plasma, odráží funkci ledvin exkrece možná u léčiv s MW < , tj. u frakce nevázané na plazmatické bílkoviny průnik do primární moče přes glomerulární kapiláry vybavené póry

9 Glomerulární kapilární membrána 3 vrstvy fenestrovaný endotel bazální membrána epitel selektivní filtrace náboj velikost, 3D konformace filtrabilita při zánětu membrána propustnější

10

11

12 Pasivní zpětná difúze převážně v distálním tubulu, kdy je po absorpci vody léčivo koncentrované koncentrační gradient závisí na pka látky a ph moči. ph moči = 4,5-8 (strava, léky, patofyziologie) možnost ovlivnění exkrece farmak podáním bikarbonátu ( ph) nebo chloridu amonného ( ph)

13 Pasivní zpětná difúze Léčiva slabé kyseliny (např. metotrexát, aspirin) jsou rychleji vylučována, je-li ph moči vyšší (alkalická moč), protože jsou v moči ionizovaná (disociace protonu), mají záporný náboj a nereabsorbují se z primární moči. Léčiva slabé zásady mají v kyselejší moči kladný náboj (léčivo je protonováno), nereabsorbují se z primární moči a jejich vylučování je okyselením moči urychleno

14 Aktivní sekrece proximální tubuly transportéry - potřeba energie pro přenos - proti koncentračnímu gradientu (možnost saturace, kompetice) dva aktivní sekreční systémy: pro organické anionty (kyseliny) pro organické kationty (báze) lokalizace na basolaterální buněčné membráně. léčiva vázaná na plazmatické bílkoviny mohou být aktivně secernovaná

15 Aktivní reabsorpce lokalizace na apikální buněčné membráně pro endogenní molekuly (glukóza,aminokyseliny) některé látky mohou být aktivně secernovány i reabsorbovány (kys.močová)

16 Faktory ovlivňující renální exkreci fyzikálně-chemické vlastnosti farmaka ph tubulární tekutiny distribuční objem rychlost glomerulární filtrace vazebnost na plasmatické bílkoviny stupeň zpětné difúze přítomnost přenašečů pro aktivní tubulární sekreci a reabsorpci lékové interakce nemoci ledvin biologické faktory

17

18 Biliární exkrece žluč: hepatocyty léčiva: játra žluč střevo stolice vylučovaná látka prostupuje dvěma membránami hepatocytu: pólem krevním a žlučovým (lipoidní membrány s velkým počtem pórů volná difúze aktivní transport cesta přerušena štěpením glukuronidů následně reabsorpce (enterohepatální cirkulace)

19 Hepatocyt

20 Exkrece plícemi exkrece všech prchavých látek (bez ohledu na způsob podání) touto cestou se vylučují především těkavé kapaliny a plyny, tj. inhalační narkotika způsob exkrece převládá pasivní difúze (nejsou přítomny specifické transportní mechanismy) rychlost exkrece závisí: rychlosti expirace rozdělovacím koeficientu vzduch/krev prokrvení plic (srdeční výdej)

21 Minoritní forma exkrece způsobují spíš problémy ve formě vedlejších účinků Sliny a pot: lipofilní neionizovaná léčiva (difúze) > dermatitidy, kopřivky u exkrece léčiv kůží, drug taste i po i.v. podání Mateřské mléko: exkrece závisí na fyz.-chem. vlastnostech, způsob prostupu spočívá u řady látek volnou difúzí, další způsob prostupu látek je aktivní transport (takto procházejí molekuly látek rozpustných ve vodě), ph = 6,5 > kumulace bazí Omezená biotransformační kapacita plodu nebezpečí, v období laktace užívat léky bezprostředně po kojení.

22 Přehled některých látek snadno prostupujících do mléka a jejich účinků na dítě Léčivo Účinek u novorozence Antihistaminika Narkotika Perorální antidiabetika Antitumorózní látky Antibiotika - penicilin - erytromycin Sedativní (+ křeče) Hypnotický Hypoglykémie Útlum kostní dřeně Nebezpečí bakteriální rezistence - streptomycin Postižení sluchového aparátu Sulfonamidy Ikterus, hemolytická anémie Morfin Antithyreoidální látky Útlum dechového centra Útlum kostní dřeně

23 Studium exkrece In vivo studie na zvířatech Renální exkrece in vivo Biliární exkrece in vivo Renální exkrece in situ, ex vivo Buněčné modely exkrece in vitro Primární kultury Buněčné kultury, transfekované buněčné linie Membránový vezikulární transportní systém

24 In vivo studie exkrece Exkrece komplexní děj; pasivní, aktivní transport Renální exkrece určení renální clearance analýza z moči Renální clearance u člověka lze dobře predikovat z hodnot zjištěných u zvířat hlavně pasivní glomerulární filtrace

25 In vivo studie exkrece Biliární exkrece kanylovaný žlučovod kontinuální odběr žluči po podání testované látky výpočet biliární exkrece

26 In situ renální exkrece Perfundovaná izolovaná ledvina studium specifických aspektů renální exkrece, studium efektu látky na různé renální funkce Možnost studia renálního metabolismu a toxicity Ledvinné řezy studium renální clearance

27 Buněčné modely exkrece Transfekované buněčné linie exprese specifického transportéru určení, zda se transportér podílí na exkreci Primární kultury transportéry důležité pro biliární a renální exkreci Exprimují všechny transportéry, lépe reprezentují in vivo situaci X limitovaná viabilita a dostupnost Sendvičové kultivace hepatocytů studium biliární exkrece tvorba žlučových kanálků, uptake a efluxní transportéry

28 Přenašeče (transportéry) xenobiotik

29 Transportéry Proteiny lokalizované v membráně přenos látek přes lipidovou dvojvrstvu Substráty eobiotické (látky organismu vlastní) Xenobiotika (cizorodé látky) drug transporters lékové transportéry Transportéry uptake importuje substrát do buňky, - efluxní vypuzuje substrát z buňky Lokalizace apikální (luminální), bazolaterální (do krve) Výskyt hepatocyty, ledviny, střevo

30 Transportéry - historie 1976 P-glykoprotein Rezistence buněk vůči cytostatikům multidrug resistence phenomenon - MDR

31 Transportéry - přehled Rodina ABC transportérů MDR1/P-gp Mutidrug resistant gene/p-glycoprotein ABCB1 MRP1 Multidrug resistance associated protein 1-4 ABCC1-4 BCRP Breast cancer resistance protein ABCG2 Rodina přenašečů hydrofilních látek (solute carrier family, SLC) PEPT1 Oligopeptide transporter 1 SLC15A1 OATP1A2 Organic anion transporting polypeptide A SLC21A3 OCT1 Organic cation transporter 1-3 SLC22A1-3 OAT1 Organic anion transporter 1-4 SLC22A6-9

32 Transportéry Hepatocyty basolaterální membrána uptake vstup látek do hepatocytů - OATP1B1 (statiny), OAT2B1 - Apikální membrána efflux eliminace léčiv do žluče MRP2, P-gp, BCRP Střevo PEPT1 antibiotika, cytostatika, antivirotika P-gp, BCRP snižují biodostupnost substrátů Ledviny tubulární sekrece a reabsorpce - MRP, P-gp sekrece látek do moči

33 Transportéry Hematoencefalická bariéra P-gp, BCRP zamezují vstupu xenobiotik do endoteliálních buněk snižují expozici CNS cizorodým látkám Placentární bariéra lidský trofoblast - přes 20 transportérů, které se podílí na transplacentárním přechodu xenobiotik mezi matkou a plodem Apikální strana syncytiotrofoblastu omývaná mateřskou krví - hladiny P-gp a BCRP v těle

34 P-glykoprotein Nejdůležitější efluxní transportér podálející se na farmakokinetice léčiv Protein P-gp kanál v dvojvrstvě lipidové membrány transportované substráty z cytoplasmy do extracelulární tekutiny Apikální membrána hepatocyt, renální tubuly, kartáčový lem enterocytů, placentární syncitiotrofoblast Několik stovek exogenních substrátů

35 Děkuji za pozornost