PERAN P-GLIKOPROTEIN DALAM DISPOSISI OBAT – PENTINGNYA DALAM PENGEMBANGAN OBAT Kelompok 3 Farm. B.

Presentasi berjudul: "PERAN P-GLIKOPROTEIN DALAM DISPOSISI OBAT – PENTINGNYA DALAM PENGEMBANGAN OBAT Kelompok 3 Farm. B."— Transcript presentasi:

1 PERAN P-GLIKOPROTEIN DALAM DISPOSISI OBAT – PENTINGNYA DALAM PENGEMBANGAN OBAT
Kelompok 3 Farm. B

2 Pendahuluan Transporter awalnya ditemukan oleh Juliano dan Ling sebagai protein transmembran (TM) yang diekspresikan dalam sel ovarium hamster Cina (CHO) diberi perlakuan dengan berbagai agen kemoterapi yang telah resisten terhadap obat-obatan sitotoksik. ''P'' pada P-gp merupakan singkatan permeabilitas, sebagai transporter efflux yang secara luas mengurangi berbagai permeabilitas secara kimia tidak berhubungan dengan permeabilitas sel substrat. P-gp merupakan faktor penting dari bioavailabilitas oral suatu molekul obat. Selain itu, P- gp dikenal sebagai penentu penting dari distribusi substrat, terutama ke organ yang dilindungi oleh jaringan barrier darah seperti sistem saraf pusat (SSP). P-gp dapat memiliki pengaruh besar pada metabolisme. Selain itu, mempengaruhi disposisi substrat, menunjukkan bahwa perubahan pada efflux P-gp secara klinis dapat menyebabkan interaksi obat-obat yang signifikan (DDIs).

3 P-Gp dan Transporter Efflux Lain
Nomeklatur Ekspresi Endogen Fungsi Fisiologi P-Glikoprotein MDR Terasosiasi Protein Protein Resistensi Kanker Payudara Pompa Ekspor Garam Empedu Transporter Efflux Lain yang Diketahui Penting dalam Disposisi Obat Substrat dan Inhibitor P-Gp Struktur Protein dan Mekanisme Transpor Binding Sites Mutasi dan Dampaknya Teradap Fungsi (In Vitro) Peran Membran Plasma dalam Aktivitas P-Gp Termediasi Aktifitas Efflux Kinetika dan Mekanisme P-Gp Biokimia P-Gp

4 P-Glikoprotein Nomenklatur

5 Ekspresi Endogen Teknik yang melibatkan bercak Utara atau bercak Barat dengan antibodi monoklonal seperti C219 dan MRK 16 telah digunakan secara luas untuk menentukan jaringan distribusi P-gp. Hal ini dinyatakan dalam korteks adrenal, ginjal, hati, usus, dan pankreas; sel endotel pada hambatan darah-jaringan, yaitu, SSP, testis, dan dalam dermis papillary. P-gp menampilkan lokalisasi subselular tertentu dalam sel dengan ekskresi terpolarisasi atau fungsi penyerapan.

6 Fungsi Fisiologi Fungsi fisiologis P-gp melindungi terhadap masuknya racun eksogen tertelan dengan makanan, dibuktikan dengan ekspresi dalam usus kecil, usus besar, dan situs barier darah-jaringan, menghalangi masuknya senyawa beracun dari SSP dan testis. P - gp juga meningkatkan kemampuan sel untuk meregulasi volumenya melalui modulasi sensitivitas volume saluran klorida yang merupakan cara independen dari aktivitas ATPase nya.

7 MDR Terasosiasi Protein
Transporter Efflux Lain yang Diketahui Penting dalam Disposisi Obat MDR Terasosiasi Protein Selain P - gp, protein MDR - terkait ( MRP ) juga memainkan peran penting dalam MDR terapi kanker dan mempengaruhi perilaku substrat obat lainnya . Protein MRP adalah kelompok protein yang relatif besar yang terdiri dari setidaknya sembilan anggota , yaitu MRP1 , MRP2 , MRP3 , MRP4 , MRP5 , MRP6 , MRP7 , MRP8 , dan MRP9 , masing-masing dengan kekhususan beragam , struktur , dan fungsi. MRP1 , dikodekan oleh gen ABCC1 , terdiri dari residu asam amino dengan berat molekul 190 kDa. Seperti P-gp, MRP1 adalah glikosilasi pascatranslasi ( di dua lokasi vs satu situs terlihat untuk P - gp ) dan dengan demikian berat molekul yang sebenarnya lebih besar dari yang diprediksikan dari urutan utama dari residu asam amino.

8 Protein Resistensi Kanker Payudara
Protein resistensi kanker payudara ( BCRP ) , juga dikenal sebagai - plasenta spesifik ABC transporter ( ABCP ) dan protein resistensi mitoxantrone ( MXR ) , adalah produk dari ABC ABCG2 gen setengah - transporter . Awalnya, BCRP diisolasi dari multidrug resistant garis sel kanker payudara manusia ( MCF-7/Adr Vp ). Selanjutnya , BCRP hanya sekitar setengah ukuran dibandingkan dengan transporter lain ABC Transporter ini dapat memainkan peran penting dalam perlindungan janin dari xenobiotik beracun. BCRP yang mungkin memainkan peran penting dalam mengeluarkan obat-obatan tertentu ke dalam susu manusia.

9 Pompa Ekspor Garam Empedu
Pompa ekspor garam empedu ( BSEP ) adalah protein transport ABC kDa yang dikode oleh ABCB11 . Sejumlah substrat dan inhibitor P-gp dengan transporter lain ABC (Tabel 3) serta pembawa zat terlarut seperti anion-mengangkut polipeptida organik (OATPs).

10 Substrat dan Inhibitor P-Gp
Spesifisitas substrat P-gp cukup luas sehubungan dengan kedua struktur kimia dan ukuran Substrat dan inhibitor P-gp dapat ditemukan dalam kelas kimia yang sama. Semua substrat P-gp dan modulator menunjukkan moderat untuk lipophilicity tinggi (memiliki koefisien partisi membran tinggi). Meskipun beberapa hubungan struktur-aktivitas telah dibangun dalam upaya untuk menjelaskan persyaratan struktural untuk substrat P-gp, kemampuan untuk memprediksi substrat kekhususan P-gp atau inhibitorypotency apriori, masih terbatas.

11 Struktur Protein dan Mekanisme Transpor
Biokimia P-Gp Struktur Protein dan Mekanisme Transpor P - gp adalah kelompok transporter yang dikenal sebagai transporter ABC. Transporter ABC mencakup empat domain utama, dua membran domain terikat , masing-masing dengan enam segmen TM, dan dua motif ATP - mengikat sitosol umumnya dikenal sebagai domain Walker A dan B, yang mengikat dan menghidrolisis ATP ( juga dikenal sebagai NBDs

12 Lanjutan...

13 Lanjutan... Substrat mengikat P - gp sementara mereka berhubungan dengan membran plasma ; Proses ini mungkin merupakan aspek yang paling penting dari P - gp - dimediasi efluks. Dengan menggunakan ester pewarna fluoresen, menunjukkan bahwa P – gp berinteraksi dengan substrat di dalam membran plasma. Sebagai ester pewarna ini menyeberangi membran , esterases cepat menghidrolisis bentuk asam ester bebas di sitoplasma. Sel mengekspresikan P - gp tidak menunjukkan akumulasi bebas pewarna asam dalam sitoplasma jelas menggambarkan bahwa P - gp mengefluks substrat langsung dari membran. Selain itu, P - gp dapat mengikat substrat di dalam antarmuka membran - sitosol seperti yang ditunjukkan dalam studi dengan P – gp substrat rhodamin. Hal ini menunjukkan bahwa P - gp tidak mempengaruhi konsentrasi obat dalam membrane exofacial, sehingga P - gp hanya mengikat senyawa baik dari dalam membran dalam atau di dalam antarmuka membran – sitosol.

14 Binding Sites Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengidentifikasi daerah-daerah tertentu dari P – gp terlibat dalam transportasi obat. Pelabelan fotoafinitas dengan azidopine atau azidoprazosin dan banyak analisis mutasi telah menunjukkan bahwa situs mengikat P - gp adalah terletak di dua wilayah , TM 5 dan 6 , dan TM 11 dan 12. itu urutan asam amino dari segmen TM 5 , 6 , 11 , dan 12 , yang membentuk pengikatan saku, berisi beberapa rantai samping aromatik terbukti penting dalam mengikat dan transportasi substrat.

15 Mutasi dan Dampaknya Teradap Fungsi (In Vitro)
28 nukleotida tunggal polimorfisme ( SNP ) telah diidentifikasi pada 27 posisi di MDR1 yang gen ( ABCB1 ) . Di antara mereka , polimorfisme pada posisi ekson 26 ( C3435T , mutasi titik diam ) dan ekson 21 ( G2677T / A , Ala893Ser/Thr ) dari MDR1 diyakini berhubungan dengan tingkat ekspresi duodenum dan fungsi P - gp . Dalam homozigot ( 3435TT ) individu, secara signifikan lebih rendah ekspresi P – gp duodenum telah dikaitkan dengan kadar plasma yang tinggi dan tacrolimus, penyerapan clopidogrel , dan sehingga membentuk metabolit aktif, dan hipotensi postural nortriptyline -induced. Selain itu , C3435T juga dilaporkan menjadi faktor risiko untuk penyakit tertentu , termasuk neoplasma ginjal, penyakit Parkinson, penyakit inflamasi usus, kejang refrakter, dan infeksi HIV .

16 Peran Membran Plasma dalam Aktivitas P-Gp Termediasi Aktifitas Efflux
Hubungan Aktivitas Pengikatan Substrat P-Gp dan ATP-ase terhadap Komposisi dan Fisika Membran Plasma Hubungan P-Gp Termediasi Aktifitas Efflux terhadap Membran Substrat

17 Kinetika dan Mekanisme P-Gp
kinetika aktivitas transportasi P - gp dapat cukup dijelaskan oleh satu kinetika Michaelis – Menten, dimana JP – gp adalah fluks dimediasi oleh aktivitas transportasi P - gp , J maksimal adalah fluks max dimediasi oleh aktivitas transportasi P - gp, Km adalah konstanta Michaelis - Menten, dan Ct adalah konsentrasi substrat hadir pada target ( mengikat) situs P - gp. substrat harus terlebih dahulu partisi atau menyeberangi membran untuk mengakses situs pengikatan , akurat menilai kinetika P – gp cukup sulit. Selain itu , kebutuhan partisi pertama ke membran telah terbukti untuk menghasilkan kinetika jelas asimetris di sel terpolarisasi mana AP dan BL komposisi membran mungkin cukup berbeda.

18 Peran P-Gp dalam Menentukan Disposisi Obat terhadap Substrat
Dalam sel, P-gp dapat dinyatakan dalam beberapa organel dan dengan demikian dapat mempengaruhi distribusi seluler substrat nya. Studi dengan sel tumor menunjukkan ekspresi P-gp pada permukaan sel, dalam vesikel sitoplasma, dalam aparatus Golgi, dan dalam amplop nuklir. Dalam vesikel dan dalam aparatus Golgi, P-gp bertindak untuk menyerap senyawa sebagai transportasi diarahkan dalam vesikel tersebut. Pada membran nuklir, P-gp bertindak untuk membatasi akses dari substrat ke inti dengan mengarahkan transportasi ke arah sitoplasma. Aktivitas P-Gp Termediasi Efflux terhadap Tingkat Seluler Absorpsi Distribusi Metabolisme Eliminasi Pengaruh Aktivitas P-Gp Termediasi Efflux terhadap ADME

19 Pengaruh Aktivitas P-Gp Termediasi Efflux terhadap ADME
Absorpsi Studi terbaru menunjukkan bahwa P-gp-dimediasi efluk juga mungkin memainkan peran dalam pelemahan penyerapan banyak obat molekul oral. Selama penyerapan, P-gp-dimediasi aktivitas penghabisan berpotensi dapat melemahkan bioavailabilitas keseluruhan substrat yang oleh beberapa mekanisme. Hal ini dapat melemahkan tingkat di mana substrat yang menyerap dari usus di enterosit usus (Di mana P-gp terletak pada membran AP) ke dalam darah sehingga berpotensi menunda waktu penyerapan, mengurangi Cmax, dan mungkin mengurangi total eksposur [area di bawah kurva (AUC)]. efluks P-gp selama penyerapan usus dapat meningkatkan eliminasi metabolisme usus, sehingga secara tidak langsung mengurangi jumlah senyawa dapat mencapai aliran darah

20 Distribusi P-gp secara signifikan dapat mempengaruhi profil distribusi obat dari sirkulasi sistemik ke dalam organ dan jaringan, terutama mereka yang memiliki penghalang darah-jaringan khusus seperti otak. Studi telah dilakukan dengan tikus normal untuk menunjukkan bahwa P-gp aktivitas penghabisan yang membatasi paparan ekstravaskular adalah inhibitable. Dalam kasus-kasus tertentu, seperti yang terlihat dengan ivermectin dan vinblastine, ini peningkatan paparan secara signifikan dapat meningkatkan toksisitas yang berhubungan dengan paparan di organ-organ ini. Sehubungan dengan paparan CNS, peran efluks P-gp dapat menjadi rintangan yang signifikan untuk keberhasilan pengembangan bahan aktif CNS

21 Metabolisme P-gp dapat memainkan peran dalam menentukan oksidatif metabolisme substrat nya yang juga substrat dari CYP3A. P-gp dan CYP3A4 dapat bertindak dalam menentukan penyerapan bioavailabilitas obat-obatan oral dan barier ini membentuk protein colocalized ke daerah AP dari enterosit yang membentuk epitel lapisan usus kecil dan juga dalam hepatosit. Aktivitas efluks P-gp dapat bertindak mengurangi metabolisme CYP3A4 yang terutama dimediasi oleh hepar. peran P-gp dalam usus, di mana pengurangan tingkat penyerapannya berbeda dengan yang di hati di mana mekanismenya bersaing dengan CYP3A4, yang berpotensi mengurangi jumlah metabolism CYP3A4.

22 Eliminasi P-gp dapat mempengaruhi tingkat di mana obat dikeluarkan dari jaringan dan dari plasma melalui eliminasi melalui hati, usus, dan / atau ginjal. Pengaruh efluks P-gp pada ekskresi telah jelas ditunjukkan melalui percobaan dengan vinblastine dan paclitaxel di mdr1a (-/-) tikus. Hasil percobaan ini telah menunjukkan bagaimana efluks P-gp mempercepat klirens jaringan dan sistemik substrat nya.

23 Akibat Pengubahan Aktivitas P-Gp : Efek terhadap Disposisi Obat dan DDIs
Hasil dari Perubahan Aktivitas P-Gp Termediasi Efflux oleh Pemberian Substrat dan Inhibitor

24 Lanjutan... Ringkasan temuan-temuan di setiap tempat dan kesimpulan di sekitar interaksi P-gp diberikan sebagai berikut. Uji Klinis dengan Modulator P-Gp Uji klinis telah dilakukan untuk menilai penggunaan Modulator P-gp (yaitu, verapamil, cyclosporin A, dll) untuk meningkatkan penyampaian intraseluler / kemanjuran dari khemoterapi (yaitu, doxorubicin, vinblastine, dan etoposide). Hasil yang Diperoleh dari uji dengan inhibitor generasi pertama agak mengecewakan; Namun, ada beberapa menjanjikan hasil yang diperoleh dari keganasan hematolymphoid (275,276). Ada beberapa alasan kemungkinan mengapa baris terapi ini belum sukses yaitu : kesulitan dalam mendeteksi fenotipe MDR1 dalam praktek klinis; ketidakmampuan untuk mencapai target konsentrasi modulasi; dan “array multifacial chemoresistance” yaitu mekanisme yang bisa bertindak untuk mengacaukan semua hasil dari percobaan ini

25 Lanjutan... 2. DDIs Terkait dengan Perubahan –Gp
Generasi pertama. Agen ini mewakili obat klinis digunakan untuk indikasi lain yang telah terbukti menghambat P-gp effluks melalui eksperimen secara in vitro. Karena afinitas relatif rendah mengikat senyawa P-gp ini dan kebutuhan untuk meningkatkan dosis Modulator ini untuk tingkat beracun, beberapa agen ini telah lebih lanjut dipelajari untuk digunakan secara klinis modulasi P-gp. Namun, awal percobaan dengan obat ini telah memberikan informasi tentang konsekuensi menghambat P-gp. Inhibitor generasi pertama ini meliputi verapamil, cyclosporin A, tamoxifen, quinidine, dan Kina.

26 Generasi kedua. Senyawa ini mewakili usaha yang lebih fokus untuk mengembangkan kuat Modulator P-gp yang akan jauh kurang beracun dibandingkan inhibitor generasi pertama, sehingga konsentrasi penghambatan P-gp dapat dicapai secara klinis tanpa risiko efek toksik. Generasi kedua Modulator termasuk dexniguldipine, dexverapamil (R-verapamil) dan PSC833 (valspodar).

27 Generasi ketiga. Seperti Modulator generasi kedua, senyawa ini mewakili upaya lebih lanjut untuk menghasilkan agen kegiatan utama yang melibatkan penghambatan P-gp-dimediasi effluks dengan mengurangi efek toksik. Beberapa contoh interaksi obat disebabkan oleh administrasi senyawa yang mempengaruhi P-gp-dimediasi effluks yaitu Digoksin dan cyclosporin A.

28 Perbedaan Genetik yang Berhubungan Fungsi P-Gp dan Hasil : Poimorfisme P-Gp dan Kaitannya dengan Farmakokinetik dan Farmakodinamik dari Substrat P-Gp Dalam dampak evaluasi, kita harus memiliki beberapa pertimbangan khusus. 1 P-gp polimorfisme hanya membawa dua perubahan dalam tingkat ekspresi tetapi tidak kehilangan seluruh fungsi. Ini berarti bahwa dampak pada farmakokinetik dan farmakodinamik P-gp substrat bisa hanya moderat atau bahkan lemah. Skenario ini sangat berbeda dari yang diamati dengan polimorfisme CYP2D6. 2 dampak adalah bergantung substrat, yaitu, bergantung pada peran itu P-gp memainkan dalam disposisi di vivo tes obat-obatan. Oleh karena itu, polimorfisme mungkin memiliki efek yang berbeda pada obat yang berbeda. 3 polimorfisme P-gp manusia secara signifikan dapat mempengaruhi penyerapan dan distribusi, tetapi mungkin tidak pada klirend, tes obat-obatan.

29 Model In Situ dan In Vivo:
Model Eksperimental yang Digunakan Untuk Memahami Kewajiban Efflux P-Gp dan Potensi DDIs Model In Vitro yang Umum Digunakan Untuk Mempelajari P-Gp: Model Transpor Kultur Jaringan Metode Eksperimen yang Digunakan dengan Model Transportasi Kultur Jaringan untuk Mempelajari Efflux P-Gp Model In Vitro Lain Model In Situ dan In Vivo: Model dan Pembelajaran In Situ Model In Vivo Hubungan In Vivo/ In Vitro Model In vitro telah memberikan informasi berharga tentang sifat senyawa yang mempengaruhi transportasi dan penyerapan in vivo. Terlepas dari seberapa dekat sistem model in vitro dalam kondisi in vivo, mereka tidak bisa benar-benar mewakili apa yang dapat dilihat in vivo berdasarkan kurangnya reduksi alam. Hubungan kualitatif menyoroti kemajuan yang telah dibuat dalam memahami efflux dan dampaknya pada disposisi dan, selanjutnya, menunjukkan bagaimana pengetahuan tentang disposisi dan mekanismenya dapat digunakan untuk mendapatkan kemampuan untuk memprediksi hasil yang mungkin secara in vivo .

30 Komentar FDA terhadap Penggunaan Model In Vitro untuk Menentukan Hubungan P-Gp terhadap Potensi DDI In Vivo dalam Pengembangan Model secara in vitro, desain eksperimental, dan parameter penyaringan diharapkan akan secara signifikan berbeda untuk memprediksi interaksi obat P-gp related di masing-masing situs tersebut. Akhirnya, bimbingan untuk mengidentifikasi P-gp inducers lebih dini dari bimbingan untuk mengidentifikasi P-gp substrat dan inhibitor yang mungkin menyebabkan interaksi obat. Jelas, banyak pekerjaan yang dilakukan sebelum bimbingan yang komprehensif dan bermakna dapat dikembangkan untuk melakukan penelitian secara in vitro untuk mengidentifikasi senyawa tes yang harus diuji untuk interaksi obat di vivo yang berkaitan dengan transporter.

31 KESIMPULAN Awalnya ditemukan sebagai respon adaptif sel kanker yang terkena konsentrasi tinggi obat beracun , P - gp sekarang diakui sebagai pendistribusian secara luas protein konstitutif yang memainkan peran penting dalam disposisi sistemik dari berbagai macam hormon , obat-obatan , dan xenobiotik lainnya . Selain itu , baru-baru ini investigasi telah menemukan sebuah kelompok protein effluks , dengan beragam dan kekhususan substrat tumpang tindih , yang memainkan peran penting dalam disposisi agen terapeutik. peran ganda yang dimainkan oleh P - gp dalam meminimalkan sistemik dan eksposur jaringan / organ agen ke luar negeri - bertindak sebagai penghalang biokimia dalam mencegah masuknya ( penyerapan ) obat di epitel atau jaringan endotel , dan menyediakan kekuatan pendorong bagi ekskresi obat dan metabolit oleh mediasi sekresi aktif mereka ke dalam organ ekskretoris . Berdasarkan nya kehadiran di sel epitel dan endotel , P - gp juga dapat memainkan peran penting dalam distribusi jaringan dan organ obat .

32 TERIMA KASIH