Monostory Katalin

Citokróm P450 enzimekhez köthető gyógyszer-metabolizmus a gyógyszerbiztonság tükrében

Az in vitro megközelítéstől a klinikai alkalmazásig

6. Új tudományos eredmények és következtetések

1. Primer májmodellek (hepatocita- és májmikroszóma-modell) alkalmazhatóságát igazoltuk gyógyszerhatóanyagok farmakokinetikai viselkedésének becslésére, metabolitprofil és metabolizmus-útvonalak (metabolitszerkezetek) meghatározására és farmakokinetikai gyógyszer-interakciók feltérképezésére (D1–5, D9).

A primermájsejt-modellen nyert in vitro farmakokinetikai paraméterek (t1/2: felezési idő, Clint: „intrinsic clearance”) alapján becsülhetők az in vivo paraméterek (ClH: máj-„clearance”, E: májextrakciós hatásfok, F: biohasznosulás). A pszichofarmakon-modellvegyületek esetén a humán hepatocitákból becsült és a klinikai vizsgálatokból ismert biohasznosulás jó egyezést mutatott, azaz jó a primer májsejt-modell in vivo predikciós értéke (D1).
Májmodellek alkalmazásával feltártuk a koleszterinszint-csökkentő LK-935 és az ösztrogénreceptor-antagonista panomifen metabolikus útvonalait. Az LK-935 humán metabolizmusa során a központi nitrogén dealkilációja (propil-, illetve hidroxietilpiridin-oldallánc lehasadása), valamint a molekula hidroxilezése (propiloldalláncon, piridingyűrűn) következett be. A panomifenmetabolitok a hidroxietil-aminoetoxi oldallánc rövidülésével és 4‑hidroxilezéssel jöttek létre. A humánspecifikus panomifenmetabolit (oldalláncon kialakuló kettős kötés) képződése nem tekinthető előnyösnek, mert a laboratóriumi állatokon végzett toxikológiai vizsgálatokban nem nyerhető információ a hatásáról (D2, D4).
Enzimtérképezéssel azonosítottuk az LK-935 metabolizmusát katalizáló CYP3A4 és CYP2C9 enzimet, továbbá az anxiolitikum deramciklan átalakításában domináns szerepet játszó CYP2E1-et, amely a klinikai alkalmazás során várható farmakokinetikai különbségeket valószínűsíti (D2, D5). Igazoltuk, hogy a CYP2E1-aktivitás jellemzésére használt p-nitrofenol hidroxilezését elsődlegesen a CYP2A6 és a CYP2C19 katalizálja, így nem tekinthető CYP2E1-szelektív szubsztrátnak (D6). A CYP2C9-szelektív szubsztrátnak tartott 7-metoxi-4‑trifluormetil-kumarinról megállapítottuk, hogy O-demetilezését egyéb enzimek (CYP2E1, CYP2C19, CYP2B6) is végzik, ami megkérdőjelezi CYP2C9-szelektivitását (D7).
Humán hepatocitákban az LK-935 fokozta a CYP3A4 expresszióját és aktivitását, aminek hátterében a PXR-aktiválás áll, így hasonlóan egyéb koleszterinszint-csökkentőkhöz gyógyszer-interakciók forrása lehet. Ugyanakkor az LK-980 nem okozott CYP3A4-indukciót, ami előnyt jelenthet az LK-935-tel szemben (D2, D3). Az AMPA-antagonista GYKI-47261-ről kimutattuk, hogy stabilizálta a CYP2E1 enzimfehérjét, a CYP2E1-mRNS-expressziót azonban nem befolyásolta; azaz képes a CYP2E1 látszólagos indukcióját kiváltani, ami a CYP2E1-szubsztrátok fokozott metabolizmusát okozhatja (D9).

2. Magyarázatul szolgáltunk az állatgyógyászatban alkalmazott tiamulin+monensin kombináció során fellépő súlyos mellékhatások kialakulására. A tiamulin kettős hatást gyakorolt a patkány CYP3A enzimekre, indukálta a CYP3A-expressziót és közvetlenül gátolta a CYP3A-működést. A monensinnel való kölcsönhatásban és a toxikus tünetek kialakulásában azonban inkább a CYP3A-gátlásnak van meghatározó szerepe (D10).

3. Kimutattuk, hogy a paracetamolmérgezéshez vezető reaktív N-acetil-p-benzokinonimin- (NAPQI) képződés visszaszorítása CYP2E1- és CYP2A6-enzimaktivitást gátló hatóanyagokkal (pl. 4‑metilpirazol, diszulfiram) lehetséges, azonban a klinikai gyakorlatban alkalmazott cimetidin erre a célra nem megfelelő, mivel nem csökkenti a NAPQI-termelődést (D8).

4. A gyógyszer-metabolizmust befolyásoló CYP-allélvariánsok alapján meghatározott genotípusból az egyes CYP enzimeknél eltérő mértékben következtethettünk a CYP-enzimaktivitásra (0–67%). A CYP genotípus-fenotípus eltérésekért („mismatch”) a fenokonverziót kiváltó nem genetikai tényezők lehetnek felelősek (15–34%). Kimutattuk, hogy a CYP-szelektív gátlás és indukciós hatások mellett számolni kell a nem CYP-specifikus hatásokkal, mint amilyen a krónikus alkoholfogyasztás és az amoxicillin+klavulánsav kezelés, amelyek szignifikánsan csökkentették számos CYP enzim expresszióját és aktivitását (D11–16).

5. Megállapítottuk, hogy a CYP1A2 genotípus alapján kevéssé lehet következtetni a CYP1A2 fenotípusra, bár a CYP1A2*1V variáns CYP1A2-aktivitást és expressziót növelő hatása valószínűsíthető volt. Ugyanakkor a dohányzás minden olyan CYP1A2-allélvariánsnál, amely hordozta a –163A SNP‑t (rs762551), fokozott CYP1A2-expressziót váltott ki. Igazoltuk, hogy a gyakorinak tartott CYP1A2*1F allél valójában ritkán fordul elő a kaukázusi fehér populációban (≤0,4%), amit azzal magyaráztunk, hogy a CYP1A2*1F-re jellemző –163C>A SNP más SNP-kkel kapcsoltan jelentkezik egyéb CYP1A2-allélvariánsokban (pl. CYP1A2*1L, CYP1A2*1M, CYP1A2*1V, CYP1A2*1W) (D11).

6. A szintetikus szteroid dexametazon (glukokortikoid) és az endogén szteroid dehidroepiandroszteron (hormonprekurzor) CYP-expressziót módosító hatásában számos eltérést és hasonlóságot mutattunk ki:

Humán májsejtekben a dexametazon a CYP1A2-indukciót nem befolyásolta, azonban a CYP1A1 indukcióját mérsékelte, csökkentette a CYP1A1-fehérjeexpressziót és -aktivitást, míg a CYP1A1 transzkripcióját nem módosította. A dehidroepiandroszteron a CYP1A1-indukcióra nem volt hatással, viszont a CYP1A2 indukcióját mérsékelte az androgén receptor aktiválásán keresztül a CYP1A2-mRNS degradációjának fokozásával (D17, D18).
A dexametazon CYP1A1-indukciót módosító aktivitásában különbség volt megfigyelhető a patkány és az ember között. Patkány májsejtekben a dexametazon a CYP1A1-induktor 3‑metilkolantrén hatását potencírozta, addig humán májsejtekben épp ellenkezőleg, enzimfehérjeszinten redukálta a CYP1A1-expressziót (D17).
A dehidroepiandroszteronról igazoltuk, hogy – szemben a dexametazonnal – képes a CAR-t aktiválni, ami hozzájárult a CYP2B6, CYP2C9, CYP2C19 és CYP3A4 enzimek indukciójához (D19).

7. A betegek gyógyszer-metabolizáló képességének becslésére a klinikai gyakorlatban is alkalmazható diagnosztikai eljárást dolgoztunk ki (CYPtestTM), amellyel a CYP enzimek aktivitását befolyásoló genetikai polimorfizmusok, valamint az aktuális leukocita-CYP-expresszió mértéke alapján értékeljük a CYP-metabolizáló fenotípust (D20, D21). A leukocitákban lévő mRNS-expresszió jól tükrözte a máj CYP1A2-, CYP2C9-, CYP2C19- és CYP3A4-enzimaktivitását, a leukocita-CYP2B6- és CYP2D6-expressziót azonban nem találtuk alkalmasnak a máj CYP2B6- és CYP2D6-enzimaktivitásainak becslésére (D20). A máj CYP2D6-aktivitása viszonylag jó egyezéssel becsülhető a CYP2D6 genotípus alapján (D16), a CYP1A2-aktivitást a leukociták CYP1A2-mRNS-expressziójából állapítjuk meg (D11, D20), míg a CYP2C9-, CYP2C19- és CYP3A4/5-enzimaktivitásokra a CYP genotípus és a leukocita-CYP-mRNS-expresszió együttes értékelésével következtethetünk (D20).

8. Végstádiumú veseelégtelenségben szenvedő betegek nagy részénél (51–77%-ánál) a CYP1A2-, CYP2C9-, CYP2C19- és CYP3A4-expresszió szignifikáns csökkenését mutattuk ki, ami közvetlen bizonyítékot szolgáltatott a vesebetegeknél megfigyelt, CYP enzimekhez köthető romló gyógyszer-metabolizmusra (D21).

9. Májtranszplantált betegeknél szoros összefüggést mutattunk ki a beültetett donormáj CYP3A-státusza (CYP3A5 genotípus és CYP3A4-mRNS-expresszió) és a recipienseknél mérhető normalizált (dózis/testtömeggel) ciklosporin-, illetve takrolimuszvérszintek között a korai posztoperatív időszakban. A CYP3A-státusz alapján mind a ciklosporin, mind a takrolimusz terápiás vérszintjének eléréséhez szükséges dózis módosítására tettünk javaslatot; intermedier CYP3A4-mRNS-expressziójú (CYP3A5*3/*3 genotípusú) szerv átültetését követően a kalcineurin inhibitor dózisigénye megegyezett a klinikai protokoll által javasolt kezdő dózissal (takrolimusz: 0,1 mg/kg; ciklosporin: 10 mg/kg), azonban a dózis 50%-os csökkentésére volt szükség az alacsony CYP3A4-expressziójú (CYP3A5*3/*3 genotípusú) májgrafttal transzplantált betegeknél, míg a magas CYP3A4-expresszió vagy a CYP3A5*1 allél a dózis emelését igényelte (ciklosporin kezdő dózisának 30–40%-os emelése, takrolimusz kezdő dózisának 2-szeresre emelése) (D22). A vérszintalapú takrolimuszdozírozáshoz képest a májgraft CYP3A-státuszához igazított takrolimuszterápia lerövidítette a stabil terápiás vérszint beállításának idejét, valamint csökkentette a hibás dozírozásból fakadó akut kilökődési epizódok számát és a vesetoxicitás kockázatát is (D24).

10. Szívátültetésen átesett betegek CYP3A-státuszának függvényében szignifikáns takrolimuszvérszint- és -dózisigény-különbségeket állapítottunk meg, hasonlóan a májtranszplantált betegekhez. A kezdő takrolimuszdózis (0,1 mg/kg) módosítását javasoltuk minden esetben (alacsony CYP3A4-expressziójú betegeknél 20%-os csökkentés, intermedier CYP3A4-expresszió esetén 40%-os dózisemelés, CYP3A5*1 allélt hordozó betegeknél 2,4-szeres emelés). Kimutattuk, hogy a transzplantációt követően alkalmazott magas metilprednizolon-dózis a CYP3A4-indukáló képesség miatt jelentősen javította az alacsony posztoperatív CYP3A4-expressziót már az első hónap végére, míg a metilprednizolon-dózis redukciójával párhuzamosan fokozatosan nőtt a dózis/testtömeggel normalizált takrolimuszvérszint a CYP3A5*3/*3 genotípusú betegeknél. A metilprednizolon-dózisváltoztatások azonban nem okoztak szignifikáns takrolimuszvérszint-változást a CYP3A5*1 allélt hordozó betegeknél, ami a CYP3A4 és CYP3A5 eltérő indukálhatóságára utal (D23).

11. A valproát gyermekeknél domináns CYP2C9-metabolizmusát és a CYP2C9-státusz (CYP2C9 genotípus és CYP2C9-expresszió) alapján történő valproát-metabolizáló képesség becslés alkalmazhatóságát igazoltuk epilepsziás gyermekeknél. A CYP2C9-státusz és a valproátvérszint között kimutatott összefüggés alkalmas volt a fenntartó dózis megállapítására (két polimorf CYP2C9 allélt hordozóknak alternatív terápia; heterozigóta CYP2C9 genotípusúaknak 50%-kal csökkentett, 10–20 mg/kg dózis; CYP2C9 vad genotípusú alacsony CYP2C9-expressziójú betegeknek csökkentett, 10–20 mg/kg dózis; intermedier CYP2C9-expressziójúaknak normál 30–40 mg/kg dózis; magas expressziójúaknak >40 mg/kg dózis javasolt). A CYP2C9-státuszhoz igazított valproátterápia hozzájárult a valproátvérszint pontosabb beállításához és a valproátkezeléshez köthető mellékhatások, mint a kóros alkalikus foszfatáz-szint és az abnormálisan magas ammóniavérkoncentráció kockázatának csökkenéséhez (D25, D26).

12. A pszichiátriai betegeknél alkalmazott aripiprazol antipszichotikum vérszintjének kialakulásában és a fő metabolit dehidroaripiprazol képződésében domináns CYP2D6 enzim működését a párhuzamosan használt risperidon antipszichotikum, illetve a mellékhatás (akatízia) mérséklésére alkalmazott metoprolol és propranolol gátolta és aripiprazolvérszint-emelkedést idézett elő azoknál, akik legalább egy vad típusú CYP2D6*1 allélt hordoztak. A risperidon és 9‑hidroxi metabolitja gátolta mind a dehidroaripiprazol, mind a hidroxi-aripiprazol képződését, azaz a risperidon metabolizmusával nem szűnt meg a CYP2D6-gátló hatás. A metoprolol és a propranolol csak a farmakológiailag aktív dehidroaripiprazol képződését blokkolta és így az aripiprazol metabolizmusát az inaktiválódást eredményező útvonalak felé terelte (D27).

13. Az antipszichotikum klozapin vérszintjének kialakulásában az alacsony CYP1A2-expresszió mellett a CYP3A4-aktivitás előtérbe kerülhetett. Kimutattuk továbbá a CYP3A5 jelentőségét is; a vad típusú CYP3A5*1 allélt hordozó betegeknél alacsony normalizált klozapinvérszintek jelentkeztek függetlenül a CYP3A4-expresszió mértékétől (D28).

14. A hangulatstabilizálóként alkalmazott (GABAerg gátlást fokozó) klonazepamterápia során a 7-amino-klonazepam metabolit felhalmozódását mutattuk ki intermedier CYP3A4-expressziójú és lassú NAT-acetiláló fenotípusú betegeknél. Felhívtuk a figyelmet arra, hogy a 7-amino-klonazepam a lassú acetiláció miatt nem képes továbbalakulni, ami a klonazepam hatását gyengítheti vagy a terápia leállításakor megvonási tünetekhez vezethet (D29).

Citokróm P450 enzimekhez köthető gyógyszer-metabolizmus a gyógyszerbiztonság tükrében

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 152 8

Biológia

A gyógyszerbiztonság megteremtésének része a gyógyszer-metabolizmusban mutatkozó egyéni eltérések és farmakokinetikai gyógyszer-kölcsönhatások feltárása, amely a gyógyszerfejlesztés korai időszakában kezdődik és végigkíséri a hatóanyagok életútját egészen a betegágyig. Monostory Katalin kutatómunkája során 1) primer májmodelleken alapuló, többszintű vizsgálati rendszert honosított meg és fejlesztett tovább, amely alkalmasnak bizonyult gyógyszer-hatóanyagok farmakokinetikai, metabolizmus és gyógyszer-interakciós sajátságainak feltérképezésére. 2) Rávilágított arra, hogy a gyógyszer-metabolizmusban kulcs-szerepet játszó citokróm P450 (CYP) enzimek variabilitása az egyes izoenzimeknél eltérő mértékben magyarázható a genetikai polimorfizmussal és a fenokonverziót kiváltó CYP-szelektív (CYP-gátlás és indukció) és nem-szelektív (pl. krónikus alkohol fogyasztás, amoxicillin+klavulánsav terápia) hatásokkal. 3) Diagnosztikai eljárást (CYPtestTM) dolgozott ki a betegek gyógyszer-metabolizáló képességének vérmintából történő meghatározására, amely a DNS analízissel megállapítható allélok kimutatásán (CYP-genotipizálás) és a leukocita CYP expresszióból történő CYP enzimaktivitás becslésen alapul. A CYP-státuszhoz igazított, személyre szabott terápia előnyei igazolódtak májátültetésen átesett betegek takrolimusz és epilepsziás gyermekek valproát kezelésében. Az új tudományos megállapítások nagyban hozzájárulnak a biztonságos és hatékony gyógyszeres terápia kialakításához.

Hivatkozás: https://mersz.hu/monostory-citokrom//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero