פלבונולים שנמצאים במזונות יכולים לחסום חלבון עמידות לתרופות ולהגביר את ספיגת התרופות

מחקרים חדשים מראים כי פלבונולים מסוימים ממזונות יומיומיים יכולים לכבות את מכונות העמידות לתרופות של הגוף, מה שעשוי לסלול את הדרך לטיפולים יעילים יותר, אך נותרו מכשולים קליניים.

מחקר: עיכוב חלבון עמידות בפני סרטן השד על ידי פלבונולים: במבחנה, in vivo ובהשלכות סיליקו של האינטראקציות. קרדיט תמונה: Danijela Maksimovic / Shutterstock

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת דוחות מדעייםקבוצה של חוקרים זיהו פלבונולים המעכבים חלבון עמידות בפני סרטן השד (BCRP), המקודדים על ידי אדנוזין טריפוספט (ATP)-תת-משפחתית קלטת מחייבת G (ABCG2), ובדקו אם הם הופכים את עמידות התרופות בַּמַבחֵנָה ולהגדיל את החשיפה למצע BCRP in vivoו המחקר מדגיש גם מגבלות חשובות ואת הצורך בזהירות כאשר שוקלים יישומים קליניים.

רֶקַע

מדוע תרופות מסוימות נכשלות בדיוק כאשר המטופלים זקוקים להם ביותר? סיבה אחת היא BCRP, משאבת שפכים מונעת ATP המורידה את ספיגת התרופות במעי, מגבילה את חדירת הרקמות במחסומים כמו המוח והשליה, ומהירות חיסול התרופות, שינוי היעילות ותופעות הלוואי. פלבנואידים שמקורם בתזונה נצרכים באופן נרחב, וחלקם יכולים לחסום BCRP, אך התבניות המעכבות הספציפיות שלהם וההשפעה המעשית שלהם נותרו לא ברורים. ההבנה אילו פלבונולים מעכבים BCRP, וכמה חזק, חשוב לנושאים בעולם האמיתי כמו עמידות לכימותרפיה וחשיפה לסטטינים. השאלה המרכזית: האם פלבונולים נבחרים יכולים להתגבר על התנגדות בתיווך טרנספורטר ולהגביר את החשיפה למצעי BCRP ללא רעילות מופרזת? יש צורך במחקר נוסף כדי לקשר בין ממצאים מכניסטיים אלה לשימוש קליני וכדי להבהיר את ההשפעה של הבדלי המינים ואת הזמינות הביולוגית הנמוכה דרך הפה של פלבונולים שנצפו במחקר זה.

על המחקר

בדיקת פלבונול בוצעה בתאי כליות כלביות של מדין-דארבי II (MDCKII) ביציעה ביציבות של בקרות BCRP אנושיות ובמדי MDCKII, שנשמרו במדיום הנשר המשונה של דולבקו (DMEM) עם סרום שור עוברי (FBS), חומצות אמינו לא חיוניות (NEAA), 57% CARICLOICIN CARICLININ CARETTOMIN CARETTOMIN CARILTINININ (FBS). דו -חמצני (CO₂). פעילות BCRP כימה על ידי ניסוי הצטברות של פראזוזין בתמיסת המלח המאוזנת של הנקס (HBSS) שחוצפה עם חומצה 4- (2-הידרוקסיאתיל) -1-piperazineethanesulfonic (HEPES). תרכובות הוקרנו במהירות של 2 מיקרומטר, וכל דבר שחסם את הפעילות ביותר מ- 25% עבר לריכוז מעכב חצי מקסימאלי (IC50) בדיקות מעל 0-30 מיקרומטר. דימתיל סולפוקסיד (DMSO) ב- ≤1% היה הרכב, כאשר נובוביוצין כבקרה החיובית. לאחר המינון, תאים נשטפו במי מלח עם חצץ פוספט (PBS), הועברו עם טריטון X-100, והאנליטים כימותו על ידי כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC).

היפוך ההתנגדות נבדק על ידי חשיפת MDCKII-BCRP ותאים מדומים ל- SN-38 עם או בלי כל אחד מ -14 פלבונולים חזקים (5 מיקרומטר). הכדאיות נמדדה באמצעות 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), וערכי קפל הפוך (RF) וערכי ריכוז ציטוטוקסי חצי מקסימאלי (CC50). הקפל ההפוך הכולל (RFT) מוגדר כיחס של CC50 בתאים המבטאים יתר על המידה ל- CC50 בתאים מדומים (RFT = CC50 BCRP / CC50 Mock), ומשמש לכימות מידת היפוך ההתנגדות. העגינה המולקולרית השתמשה במבנה הגביש BCRP (ID של בנק חלבון (PDB): 6FFC) באמצעות CB-Dock2, עם אינטראקציות דמיינו בסטודיו גילוי ביוביה ותכונות פעילות המבנה המפתח.

בחולדות Sprague-Dawley (SD), נמדדו הפרמקוקינטיקה של סולפאסלזין דרך הפה (2 מ"ג/ק"ג) כאשר ניתן לבדם או מיזוג משותף עם 3,4′-dimethoxyflavone או 3,6,3 ′, 4′-tetraThoxyflavone (כל 5 מ"ג/ק"ג). כל הנהלים עמדו בהנחיות הוועדה המוסדית לטיפול ובעלי חיים (IACUC). ריכוזי הפלזמה כימותו על ידי כרומטוגרפיה נוזלית – ספקטרומטריה של מסה -טנדם (LC – MS/MS) באמצעות יינון אלקטרוס -ריסוס חיובי (ESI+) וניטור תגובה מרובה (MRM) עם תקן פנימי (IS). הפרמטרים המדווחים כללו שטח תחת עקומת זמן הריכוז בפלזמה לזמן האחרון שניתן לכימות (Auclast), שטח שחולק לאינסוף (Aucinf), ריכוז מקסימלי (CMAX), זמן למקסימום (TMAX) וחצי חיים סופניים (T½). השימוש בסולפסלזין כמצע BCRP מודל אצל חולדות מאפשר הערכה של עיכוב טרנספורטר מעיים, אם כי הוא אינו מתייחס לעמידות כימותרפית מערכתית in vivoו

חשוב לציין כי, in vivoרק סולפסלזין (מצע BCRP מודל) נבדק, ולא תרופה כימותרפית. לכן הוכח רק היפוך התנגדות הכימותרפיה על ידי פלבונולים בַּמַבחֵנָהו

תוצאות המחקר

ההקרנה העלתה כי BCRP שפך באופן פעיל פראזוזין; הצטברות פראזוזין צנחה ב -69% ברמות MDCKII-BCRP לעומת תאים מדומים, ואילו נובוביוצין שיחזר את הרמות, ותוקף את המודל. מתוך 77 פלבונולים שנבדקו ב -2 מיקרומטר, 22 עיכבו BCRP ביותר מ- 25 אחוזים; החזקה ביותר הייתה 3,4′-דימתוקספלבון (62 אחוז עיכוב), כאשר גם כמה אנלוגים המותקנים על ידי מטוקסי והידרוקסי. רשימת הלהיטים התקדמה לקביעת IC50: 14 פלבונולים הראו ערכי IC50 מתחת ל -5 מיקרומטר, בהובלת 3,4′-dimethoxyflavone (IC50 בערך 1.62 מיקרומטר) ו- 3,6,3 ′, 4′-tetramethoxyflavone (IC50 בערך 1.69 מיקרומטר).

מבחינה פונקציונלית, ביטוי יתר של BCRP הגדיל את ה- CC50 עבור SN-38 מ- 0.634 ל- 13.5 מיקרומטר, בקנה אחד עם התנגדות בתיווך טרנספורטר. הוספת פלבונולים נבחרים (5 מיקרומטר) מחקה במידה רבה את הפער הזה: שש תרכובות, כולל 3,7,3′-Trihydroxyflavone, 3,4′-dimethoxyflavone, 4′-hydroxy-3,7,3′-trimethoxyflavone, Quercetin (3,5,7,7 ′, 4–pentoxyflavone, Quercetin (3,5,7 ′, 4-, 4-, 4-, 4-, 4-, 4-, 4,73, 4-, 4-, 4-, 4,73, 4), 4), 3,6,3 ′, 4′-tetramethoxyflavone, ורטוסין (5-הידרוקסי-3,7,3 ′, 4′-tetramethoxyflavone), הפחית את CC50 בתאי MDCKII-BCRP לרמות דמויות, המעיד על היפוך קרוב. אחרים ייצרו היפוך חלקי, שהשתקף בערכי הקיפול ההפוך הכולל (RFT) בהתאם למבנה.

עגינה מולקולרית גיבה את תוצאות המעבדה. כל 14 המעכבים החזקים ישבו באותו כיס של BCRP ונחשבים בחוזקה (זיקה פחות או שווה למינוס 8.5 קק"ל למול). קשרים תכופים כללו ערימת PI עם פנילאלנין ב- A432 ו- B439, בתוספת קשרי מימן עם טרונין ב- A435 ואספרגין ב- A436. אינטראקציות הידרופוביות עם Valine ב- B546 ומתיונין ב- B549 ייצבו עוד יותר את המתחמים. הוספת קבוצות הידרוקסיל העדיפה קשירת מימן (לדוגמה, קוורצטין), תוך הוספת קבוצות מטוקסי העדיפה אנשי קשר הידרופוביים ו- PI-alkyl (לדוגמה, 3,3 ′, 4′-trimethoxyflavone). תבנית מאוזנת של תחליפים, כמו ב 3,5,6,7,3 ′, 4′-Hexamethoxyflavone, יצרה רשתות אינטראקציה מגוונות וחזקות.

In vivo, המינון המשותף sulfasalazine עם פלבונולים הגביר את החשיפה. לעומת סולפסלזין בלבד (Cmax כ 80 ng/ml; אוקלסט בערך 183 ng · h/ml), 3,4′-דימתוקספלבון העלה את אוקלאסט בערך פי 1.79 (לכ- 327 ng · h/ml; p פחות מ- 0.05) עם מעבה cmax modest, 4,6 ′36, ′36, 4,36 ′, 4,6 ′3, 46 ·36, בערך 162 ng/ml (P פחות מ- 0.001) ואוקלסט לכ- 319 ng · h/ml (P פחות מ- 0.05), מבלי לשנות את מחצית החיים של מסוף. עליות אלה מתיישרות עם עיכוב BCRP במעי הגדלת הזמינות הביולוגית דרך הפה, תרחיש הרלוונטי ישירות לאינטראקציות של דיאטות תרופתיות בעולם האמיתי (למשל, סטטינים כמו רוזובסטטין) ולאונקולוגיה, שם טרנספורטר-פעילות יתר על המידה יכולים לבוטת כימותרפיה.

עם זאת, ריכוזי הפלזמה של הפלבונולים שנבדקו עצמם היו נמוכים מאוד לאחר מינון דרך הפה אצל חולדות, מה שמצביע על כך את אתר הפעולה העיקרי שלהם עשוי להיות דרכי המעי ולא זרימה מערכתית. זה מגביל את הפוטנציאל שלהם להפוך את עמידות התרופות בסרטן מחוץ לדרכי העיכול אלא אם כן ניתן לשפר את הזמינות הביולוגית שלהם. בנוסף, ישנם הבדלי מינים משמעותיים בין הובלות BCRP אנושיות לחולדה, ורמות ביטוי BCRP ברקמות עשויות להיות שונות בין המינים. לפיכך, יש צורך בזהירות בעת חילוץ ממצאים אלה ישירות לבני אדם. חשוב גם לקוראים מחוץ לתחום להכיר בכך שמודלים פרה -קליניים, אף שהם מאוד אינפורמטיביים למנגנון, אינם מנבאים ישירות את היעילות או הבטיחות בחולים אנושיים.

באופן אנליטי, LC-MS/MS עם ESI+ ו- MRM כמתו את רמות הפלזמה באמצעות AS, ומאפשרת פרמטרים לא מחלקים: AUCLAST ו- AUCINF, CMAX, TMAX ו- T½. מונחים פרמקוקינטיים אלה משקפים את היקף ותזמון נוכחות התרופה (או המעכב) בפלזמת הדם, המסייעת להבהרת המנגנון והגודל של כל השפעה משפרת ספיגה.

מסקנות

לְרוֹחָב בַּמַבחֵנָה– בסיליקוו in vivo ניסויים, פלבונולים מרובים עיכבו את ה- BCRP, הפכו את התנגדות SN-38 וחשיפה מוגברת למצע בדיקת BCRP דרך הפה, מה שזו עדות לכך שפיגומים שמקורם בתזונה יכולים לעצב מחדש את נטיית התרופות, ואולי גם תגובת הטיפול. באופן מעשי, זה מאותת על שני דברים: הזדמנויות לשפר את הזמינות הביולוגית של טיפולים תת-סופגים, ומזהות מפני אינטראקציות בלתי מכוונות של סמים. מגבלות המפתח כוללות את הזמינות הביולוגית הנמוכה דרך הפה של פלבונולים, הבדלים ספציפיים למינים והעובדה שכן in vivo לא הוכח היפוך עמידות לכימותרפיה. סדרי עדיפויות עתידיים כוללים שיפור חשיפה מערכית של פלבונולים עופרת, בדיקת השפעות טרנספורטר עם חומרים נגד סרטן המשומשים קלינית, ותוקף יתרונות ובטיחות אצל אנשים, ולכן קלינאים וחולים יכולים לרתום אפנון BCRP במקום להיות מסונודים בכך.