Browsing by Subject "CYP"

Genetiikan tutkimusmenetelmien kehittymisen myötä 2000-luvulla on löydetty useita geneettisiä, lääkeaineiden tehoon ja turvallisuuteen vaikuttavia eroja eläinlajien ja -yksilöiden välillä. Tietoa näistä eroista ei ole aiemmin koottu yhteen suomen kielellä. Kirjallisuuskatsaus keskittyy farmakogeneettisiin eroihin farmakokinetiikassa. Farmakodynaamiset erot ja lääkeaineiden väliset yhteisvaikutukset on rajattu tutkielman aiheen ulkopuolelle. Kuljetinproteiinit kuljettavat aktiivisesti muun muassa lääkeaineita solukalvojen yli soluun sisään tai solusta ulos. Kuljetinproteiineja ilmennetään muun muassa suolistossa, maksassa, munuaisissa, veri-aivoesteessä ja veri-verkkokalvoesteessä ja niillä on merkitys lääkeaineiden jakautumisessa elimistöön. Eläimillä tutkituin kuljetinproteiini on p-glykoproteiini, jonka tehtävä on poistaa lääke- ja vierasaineita esimerkiksi veri-aivoesteessä keskushermostosta. P-glykoproteiinia koodaa ABCB1-geeni (aiemmin MDR1-geeni), jossa useilla koiraroduilla (kuten colliet ja collie-sukuiset rodut) esiintyvä mutaatio aiheuttaa puutteellisen proteiinin muodostumisen ja sitä kautta altistaa tiettyjen lääkeaineiden, kuten ivermektiinin, hermostotoksisille haittavaikutuksille. ABCG2-geeni koodaa ABCG2-kuljetinproteiinia, joka estää lääke- ja vierasaineiden pääsyä esimerkiksi verkkokalvolle veri-verkkokalvoesteessä. Kissalla ABCG2-proteiini on puutteellinen, mikä altistaa kissan esimerkiksi fluorokinolonien aiheuttamalle retinatoksisuudelle ja toisaalta saattaa myötävaikuttaa kissan parasetamoliherkkyyteen. CYP450-entsyymijärjestelmä käsittelee lääkeaineita elimistössä helpommin eritettävään muotoon. CYP-entsyymejä ilmennetään muun muassa maksassa, munuaisissa ja suolistossa ja niiden aktiivisuudessa esiintyy vaihtelua eläinlajien ja -yksilöiden välillä. Vaihtelu entsyymien aktiivisuudessa saattaa johtaa lääkeaineiden tehon puutteeseen, yllättäviin haittavaikutuksiin tai esimerkiksi riittämättömään varoaikaan. Monet rauhoittavina aineina tai anestesiassa käytettävät lääkeaineet metaboloituvat CYP450-entsyymijärjestelmän kautta ja vaihtelu entsyymien aktiivisuudessa saattaa johtaa suurempaan tai pienempään annostarpeeseen eri koiraroduilla. Koiralla ja kissalla esiintyy lajinsisäistä vaihtelua tiopuriinimetyylitransferaasientsyymin (TPMT) aktiivisuudessa. Tämä vaihtelu voi johtaa esimerkiksi atsatiopriinin tehon puutteeseen tai yllättäviin haittavaikutuksiin. Koiralta puuttuvat N-asetyylitransferaasientsyymejä (NAT1 ja NAT2) koodaavat geenit ja kissalta puuttuvat NAT2-entsyymiä koodaavat geenit, millä voi olla vaikutusta esimerkiksi näiden lajien herkkyyteen sulfonamideille ja parasetamolille. Kissalta puuttuu myös UDP-glukuronosyylitransferaasientsyymi (UGT), mikä johtaa puutteelliseen parasetamolin metaboliaan ja aiheuttaa parasetamolitoksisuutta kissalle jo pienillä annoksilla. Kirjallisuuskatsausta voidaan hyödyntää eläinlääkärien käytännön työssä suunniteltaessa lääkehoitoja. Farmakokineettisten erojen tunteminen auttaa arvioimaan sopivaa lääkeannosta esimerkiksi valmisteyhteenvedosta poikkeavassa käytössä. Tutkielman tarkoitus on tuoda eläinlääkärien tietoisuuteen muitakin kuin tutkituimpia geneettisen vaihtelun aiheuttajia. Kirjallisuuskatsaus toimii myös tukena apteekkien farmaseuttisessa työssä valittaessa eläimelle sopivaa itsehoitoon tarkoitettua eläinlääkettä. Lisää tutkimustietoa tarvitaan geneettisten erojen kliinisestä merkityksestä.

Cytochrome P450 (CYP) -enzymes are one of the most important enzymes in the metabolism of xenobiotics. Because many xenobiotics are metabolized with each other by the same CYP-enzymes, it is possible that metabolic interactions will take place. These interactions can be the inhibition or induction of the metabolism of another xenobiotic. The interaction can be harmful e.g. when it causes an accumulation of a toxic metabolite or when it inhibits the metabolism of an active drug substance. The aim of this study was to develop a quantitative method for determining metabolic interactions between drugs and environmental chemicals in human liver microsome (HLM) incubations. HLMs contain high concentrations of CYP-enzymes, enabling the use of CYP-model reactions for observing interactions. The model reactions chosen for this study were O-deethylation of phenacetin (CYP1A2), 7-hydroxylation of coumarin (CYP2A6), 4'-hydroxylation of diclofenac (CYP2C9), 1'-hydroxylation of bufuralol (CYP2D6) and 6β-hydroxylation of testosterone (CYP3A4). Michaelis-Menten constants (Km) and maximal enzymatic activities (Vmax) were determined for each model reaction. The suitability of the model reactions for inhibition studies was assessed with specific inhibitors. The quantitative method was developed for an ultra-high performance liquid chormatograph (UPLC) and for a quadrupole time of flight mass spectrometer (QTOF). Samples were ionized with electrospray ionization (ESI) using positive mode. Device parameters were the same for all the metabolites. The analytical method validation was partly performed according to ICH (International Conference on Harmonisation) guidelines. A sufficient linearity (R2>0,99) and specificity was achieved for the quantitative method. The achieved limits of quantitation (LOQ) were low enough (1-120 nM) for quantitation of the small concentrations of the metabolites formed in the inhibition assays. The measurement reproducibility and the reproducibility and accuracy of the method did not fulfill the acceptance criteria for all the metabolites. Improvement of the results should be tried by e.g. exploring different device parameters. 1'-hydroxydiclofenac was found likely to degrade in the matrix solution because of the acidic conditions, making the reliability of the results poor for this metabolite. The Km value obtained for coumarin differed markedly from literature values, which can be due to a too long incubation time. Therefore, incubation conditions should be optimized for this model reaction in coming studies. The Km values obtained for the model reactions of CYP1A2, CYP2D6 and CYP3A4 were similar to those found in literature. Also the IC50 values were quite well within the range of values reported in literature for the inhibitors of the above mentioned model reactions. The effects of four different polymers, F68, F127, Tetronic 1307 and polyvinyl alcohol (PVA) on the enzyme activities were also studied, at a concentration of 1 mg/ml. In principal, at this concentration the polymers did not cause significant changes in the enzyme activities, although inhibition of the CYP2C9 could have been significant. However, the reliability of CYP2C9 model reaction was found to be poor with the used method. In the future this developed method should be further validated, and the incubation conditions for the model reaction of CYP2A6 should be optimized. After this, the IC50 values for the polymers could be studied to get more reliable information about their potential CYP-inhibition properties.