velikost textu

Interakce léčiv s nukleárními receptory při regulaci biotransformačních enzymů a lékových transportérů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Interakce léčiv s nukleárními receptory při regulaci biotransformačních enzymů a lékových transportérů
Název v angličtině:
Drug Interactions with Nuclear Receptors in the Regulation of Drug Metabolizing Enzymes and Drug Transporters
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Alice Nová, Ph.D.
Školitel:
Doc. PharmDr. Petr Pávek, Ph.D.
Oponenti:
Prof.RNDr. Lenka Skálová, Ph.D.
RNDr. Pavel Souček, CSc.
Id práce:
104333
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra farmakologie a toxikologie (16-16170)
Program studia:
Farmacie (P5206)
Obor studia:
Farmakologie a toxikologie (DFX4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 9. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmakologie a toxikologie Kandidát: Mgr. Alice Nová Školitel: Doc. PharmDr. Petr Pávek, Ph.D. Název dizertační práce: Interakce léčiv s nukleárními receptory při regulaci biotransformačních enzymů a lékových transportérů Biotransformační enzymy metabolizující xenobiotika hrají klíčovou roli v metabolismu, eliminaci a detoxifikaci xenobiotik, která se dostanou do kontaktu s organismem a chrání tak organismus před potenciálními škodlivými účinky xenobiotik, i některých endobiotik. Ve většině tkání se nacházejí biotransformační enzymy fáze I, II i lékové transportéry, které jsou exprimovány na bazální úrovni nebo jsou inducibilní a jejich exprese se zvyšuje po vystavení organismu xenobiotikům. Ovlivnění exprese a aktivity biotransformačních enzymů a lékových transportérů může vyústit v nepředvídatelnou tkáňovou a systémovou distribuci podaných léčiv, nežádoucí účinky nebo selhání terapie. Indukce biotransformačních enzymů a lékových transportérů je zprostředkována především orphan nukleárními receptory - pregnanovým X receptorem (PXR) a konstitutivním androstanovým receptorem (CAR), a transkripčním faktorem aryl hydrokarbonovým receptorem AhR. Tato dizertační práce předkládá výsledky tří studií, zabývajících se studiem genové regulace léčiv metabolizujících enzymů a lékových transportérů prostřednictvím nukleárních receptorů. V první části dizertační práce se zabýváme studiem stereoselektivních interakcí enantiomerů warfarinu s PXR a ovlivněním regulace genové exprese nejdůležitějších biotransformačních enzymů cytochromu P450. Warfarin, široce používané antikoagulans, je v praxi dostupný jako racemická směs R a S enantiomerů, přičemž S-warfarin vykazuje asi 5x vyšší antikoagulační aktivitu, než R- warfarin. V této studii jsme ukázali, že R-warfarin interaguje s PXR a jeho prostřednictvím indukuje expresi CYP3A4 a CYP2C9 mRNA v primárních lidských hepatocytech a ve střevní adenokarcinomové buněčné linii LS174T, zatímco S-warfarin vykazoval nižší schopnost transaktivovat cílové geny prostřednictvím PXR. Navíc jsme zjistili, že 4´- a 10-hydroxywarfariny jsou také ligandy PXR a indukují CYP3A4 a CYP2C9 mRNA v lidských hepatocytech a tím pádem by 4´- a 10- hydroxymetabolity R-warfarinu mohly být aktivními ligandy PXR. Tyto výsledky nabízejí otázku, zda by použití S-warfarinu společně s genotypizací VKORC1 a CYP2C9 bylo bezpečnější variantou antikoagulační terapie v souvislosti s nežádoucími farmakokinetickými lékovými interakcemi, než současné používání racemátu warfarinu. Ve druhé části této dizertační práce, zabývající se studiem regulace organického kationtového transportéru OCT1 jsme zjistili, že OCT1 je transaktivován prostřednictvím indukce HNF4α glukokortikoidním receptorem (GR) v primárních lidských hepatocytech, ale ne v modelových hepatomových liniích HepG2 a MZ-Hep1. Tyto rozdíly mohou být způsobeny ovlivněním transkripčních faktorů podílejících se na regulaci OCT1 vlivem odlišných signálních kaskád v normálních hepatocytech a hepatokarcinomových buněčných liniích. V 1,7 kb promotorové sekvenci jsme nenašli žádný funkční GR responzivní element a OCT1 tedy s největší pravděpodobností není přímo transaktivován GR, ale nelze vyloučit přítomnost GR responzivního elementu v jiných pozicích promotoru OCT1 Poslední část dizertační práce se zabývá hledáním nových ligandů CAR ze skupiny chinazolinových derivátů. Z 20 nově nasyntetizovaných derivátů chinazolinu jsme u tří látek, CHP4, CHP5 a CHP6 popsali jejich interakci s vazebnou doménou CARu. Ukázali jsme, že tyto tři látky transaktivují pBREM/2B6 promotor prostřednictvím sestřihových variant CARu CAR1 i CAR3 v buněčné linii COS-1. Interakce s CAR3 variantou jsou schopny pouze přímé aktivátory. CHP4, CHP5 i CHP6 signifikantně potencovaly interakci mezi C- a N- terminálními regiony CAR ligand vazebné domény, čehož jsou schopné pouze přímé aktivátory CARu. Testované látky také transaktivovaly CYP2B6 mRNA v lidských hepatocytech a buněčné linii HepG2. Nalezení modelového ligandu CAR by mohlo pomoci detailněji prostudovat funkce tohoto receptoru, jehož role v organismu není v současné době zcela objasněná.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department: Pharmacology and Toxicology Candidate: Alice Nová, MSc Supervisor: Assoc. Prof. PharmDr. Petr pávek, Ph.D. Title of Doctoral Thesis: Drug interactions with nuclear receptors in the regulation of drug metabolizing enzymes and drug transporters Drug metabolizing enzymes play a key role in metabolism, elimination and detoxification of xenobiotics exposed to the body and protect the organism from potentially harmful effect of xenobiotics as well as certain endobiotics. Phase I and II drug metabolizing enzymes and drug transporters are expressed in most tissues in basal level or may be induced after exposure to xenobiotics. Affecting of expression or activity of drug metabolizing enzymes and drug transporters may result in unpredictable tissue and systemic drug distribution, to side effects or therapy failure. Up-regulation of drug metabolizing enzymes and drug transporters mediates mainly orphan nuclear receptors - pregnane X receptor (PXR) and constitutive androstane receptor (CAR) and transcription factor aryl hydrocarbon receptor (AhR). This doctoral thesis presents the results of three studies dealing with the gene regulation of drug metabolizing enzymes and drug transporters via nuclear receptors. In the first part of this thesis we examined whether warfarin enantiomers stereoselectively interact with PXR to up-regulate main drug metabolizing enzymes of the cytochrome P450 superfamily. Warfarin, a widely used anticoagulant, is administered as racemic mixture of R- and S-warfarin. S-warfarin has five times greater anticoagulant potency than R-warfarin. We found that R-warfarin interacts with PXR and transactivates CYP3A4 and CYP2B6 mRNA in primary human hepatocytes and LS174T intestinal tumor derived cell line. S-warfarin showed lower potency to transactivate target genes via PXR. Furthermore, we found that 4´- and 10-hydroxywarfarines are potent ligands of PXR and inducers of CYP3A4 and CYP2C9 mRNA in primary human hepatocytes and therefore 4´- and 10- hydroxymetabolites of R-warfarin may be also ligands of PXR. These results raise the consideration whether the use of S-warfarin together with VKORC1 and CYP2C9 genotyping would be safer alternative of anticoagulant therapy in relation to drug-drug interactions than the current use of racemic warfarin. Next part of this thesis is focused on glucocorticoid receptor regulation of organic cation transporter 1 (OCT1) expression via HNF4α up-regulation in primary human hepatocytes and hepatocarcinoma cell lines HepG2 and MZ-Hep1. We found that OCT1 is transactivated via HNF4α up-regulation via GR in primary human hepatocytes, but not in model cell lines. This discrepancy may be caused by affecting of transcription factors involved in regulation of OCT1 due to different signaling pathways in normal hepatocytes and tumor derived cell lines. We did not found any GR response element (GRE) within 1,7 kb OCT1 promoter sequence and therefore OCT1 is unlikely transactivated via GR. The last part of this thesis is focused on finding of novel CAR ligands among newly synthetized quinazoline derivates. We have tested 20 compouds, three of them, namely CHP4, CHP5 and CHP6, were found to interact with ligand binding domain of CAR. We showed, that CHP4, CHP5 and CHP6 transactivate pBREM/2B6 promoter via both CAR1 and CAR3 splice variants in the COS-1 cell line. CAR3 exhibits affinity to direct activators. CHP4, CHP5 and CHP6 significantly enhanced the interaction between C- and N-region of CAR LBD showing these compouds are direct CAR activators. Finally, CHP4, CHP5 and CHP6 up-regulated CAR target gene CYP2B6 mRNA in primary human hepatocytes and HepG2 cell line. New model CAR ligands might help us to elucidate physiologic functions and the role of this receptor in organism.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Alice Nová, Ph.D. 3.23 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Alice Nová, Ph.D. 1.31 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Alice Nová, Ph.D. 127 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Alice Nová, Ph.D. 124 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc. PharmDr. Petr Pávek, Ph.D. 497 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof.RNDr. Lenka Skálová, Ph.D. 651 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Pavel Souček, CSc. 978 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc. 492 kB