MDR1 as intestinal efflux protein : influence on drug absorption and drug-drug interactions (Literature review) : Interactions of aliskiren with MDR1 inhibitors in vitro and pharmacokinetic modeling of the influence of MDR1 on intestinal absorption (Experimental work)

Kuljetusproteiini- ja metaboliaentsyymivälitteisten lääke-lääke interaktioiden ennustaminen on tärkeä osa lääkkeen kehityskaarta. Kuitenkin tietämys kuljetusproteiinivälitteisten interaktioiden kliinisistä seurauksista on vielä rajallista ja lisää tutkimusta tarvitaan niiden ymmärtämiseksi. MDR1 effluksiproteiini ilmentyy mm. suolen seinämässä ja sen on osoitettu rajoittavan lääkeaineiden imeytymistä. Lääkeaineet, jotka ovat MDR1 kuljetusproteiinin substraatteja altistuvat sekä rajalliselle imeytymiselle ohutsuolesta, että kuljetusproteiinin inhibitiosta aiheutuville lääke-lääke interaktioille. Yhteisvaikutusten kliinisen merkityksen arvioimisen tärkein haaste on ollut in vitro datan skaalaus in vivo tilanteeseen. In vitro - in vivo korrelaatiot MDR1:n kvantitatiivisesta vaikutuksesta lääkeaineiden imetymiseen sekä standardisoidut interaktioiden ennustusmenetelmät inhibitioparametrejä (IC50, Ki) hyödyntäen lisäisivät in vitro kokeiden arvoa suuresti. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan yleisimpiä in vitro ja in silico menetelmiä MDR1:n vaikutuksen tutkimisessa ja ennustamisessa. Lisäksi esitetään viranomaisten (FDA, EMA) viimeisimmät ohjeistukset MDR1-välitteisten interaktoiden tutkimisesta. Aliskireeni on osoittautunut herkäksi MDR1:n inhibitiolle kliinisissä interaktiokokeissa ja sillä on hyvä affiniteetti kuljetusproteiiniin in vitro. Kokeellisen työn tavoitteena oli tutkia MDR1-välitteistä aliskireenin kuljetusta ja siihen liittyviä imeytymisvaiheen interaktoita in vitro ja in silico menetelmillä. Aliskireenille määritettiin kuljetuksen kineettiset parametrit (Km ja Vmax) vesicular transport (VT) kokeella ja ketokonatsolille, verapamiilille, itrakonatsolille sekä sen metaboliitille hydroksi-itrakonatsolille määritettiin inhibitio parametri (IC50). Itrakonatsolille ja hydroksi-itakonatsolille laskettiin myös Ki. Aliskireenin kuljetus Sf9-MDR1 membraaneissa oli konsentraatiosta riippuvaa Km arvolla 5 µM, osoittaen hyvää affiniteettiä MDR1 kuljetusproteiiniin myös VT-kokeessa. Yhteisvaikutukset aliskireenin ja inhibiittorien välillä in vitro korreloivat hyvin vastaavien kliinisten interaktiostutkimusten kanssa. Lisäksi kokeessa osoitettiin hydroksi-itrakonatsolin olevan voimakas MDR1 inhibiittori in vitro, mikä viittaa siihen, että hydroksi-itrakonatsoli saattaa olla myötävaikuttamassa aliskireenin ja itrakonatsolin voimakkaaseen in vivo interaktioon. Farmakokineettistä CAT (compartmental absorption and transit) tilamallia käytettiin kuvaamaan MDR1 kuljetusproteiinin vaikutusta aliskireenin imeytymiseen ohutsuolesta. Aliskireenin in vitro Km arvon integroiminen malliin vaatii kuitenkin lisää optimointia solunsisäisen lääkekonsentraation kuvaamiseen mallissa niin, että se vastaisi in vivo tilannetta ihmisen ohutsuolessa. Aliskireeni kuitenkin soveltuu hyvin käytettäväksi MDR1 substraattina sekä in vitro, että in vivo kliinisissä interaktiotutkimuksissa, joten sitä voidaan hyödyntää ennustavien in vitro - in vivo mallien kehitämisessä.