VETERİNER FARMAKOLOJİ VE TOKSİKOLOJİDE

MEMBRAN TAŞIYICILARI

İlaçların Biyolojik Zarlardan Taşınması

Pasif Taşınma Kolaylaştırılmış Difüzyon Aktif Taşınma

Az yoğundan çok yoğuna taşıma gerçekleşir Taşıyıcı proteinler ile yapılır

Taşıyıcı proteinler doyurulabilir Taşıyıcı proteinlere yarış söz konusudur

Aynı proteinle taşınan maddeler arasında etkileşme mg

Enerji gerektirir

Aktif taşımada ; Uniport: Bir maddenin taşıyıcı aracılığıyla yapılan

taşınması başka bir maddeye kenetlenmemişse… Voltaj kapılı kanallar (Na+ / K+ kanalları)

Simport (ko-transport): Taşınma başka bir maddeye kenetlenerek meydana geliyorsa ve bu iki maddenin hareketi aynı yönde ise…

SGLT2; sodyum glukoz kontranport proteini

Antiport ( kontra-transport ): Taşınma başka bir maddenin hareketi ile beraber, ancak zıt yönde ise Sodyum / Proton (Na+/H+) Antiport proteinleri

Birincil aktif taşınma

İkincil aktif taşınma

Membran Taşıyıcı Proteinleri

Membran Taşıyıcı Protein Aileleri

ABC Süper Gen Ailesi(ATP-Binding Cassette)( 7 alt grup ) ABCA (12 üye) ABCB (11 üye) ABCC (13 üye) ABCD (4 üye ) ABCE (1 üye) ABCF (3 üye) ABCG (5 üye).

SLC Süper Gen Ailesi(Solute Carrier Transporter)(43 alt grup) SLC22A

( OCT, OCTN, OAT) SLC21A (OATP) SLC15A (PEPT) SLC6A

(GAT, NET, DAT, SERT)

SGLT2 sodyum/glukoz kotransport 2 proteinini SLC5A2 geni kodlar.

İlaç taşınmasında görevli ABC taşıyıcı proteinleri ve genel

özellikleri

Fromm M.F.: TRENDS in Pharm. Sci., 25, (8), 2004

Fromm M.F., Trends Pharm. Sci., 25, (8), 2004

Taşıyıcı protein Lokalize Olduğu Doku

Lokalize olduğu membran yerleşimi

Substratları İnhibitörleri

ABCB1 (MDR1/ P-gp)

Karaciğer, böbrek, bağırsak, beyin, testis, adrenal bez, uterus, ovaryum

Apikal

azitromisin, klorotiyazid, siklosporinA, eritromisin, GF120918, ıvermectin, loperamid, rodamin123, vinkristin, verapamil, digoksin, doksorubisin, vinblastin, mitoksantron, topotekan,indinavir

kafein, simetidin, kortizol, morfin, digoksin, deksametazon, doksorubisin, ergotamin, eritromisin, pantaprozol, verapamil, vinkristin

ABCB4 (MDR3) Karaciğer Apikal Vinblastin, paklitaksel, digoksin

ABCB11 Karaciğer, bağırsak Apikal

Vinblastin, siklosporin, rifampisin

ABCC1 (MRP1)

Bağırsakbeyinböbrek akciğertestis

Bazolateral

Doksorubisin, vinblastin, vinkristin, etoposid, methotreksat, paklitaksel

Siklosporin A, V-104

ABCC2(MRP2/CMOAT)

KaraciğerBağırsakböbrek

Apikal

Cisplatin, doksorubisin, etoposid, vinkristin, metotreksat, indinavir, ritonavir, sakuanavir, arsenik, azitromisin, Kadmiyum, okratoksin A, SN-38,

Siklosporin, furosemid, GF120918, okratoksin A, pravastatin, probenesid, vinkristin

ABCC3 (MRP3)

BağırsakBöbrekKaraciğer pankreasPlasentakolon

Bazolateral Doksorubisin, vinkristin, etoposid, methotreksat

ABCC4 (MRP4)

Prostatakciğeradrenal bez ovaryumtestis

Bazolateral ve apikal ( hücre tipine bağlı

olarak)Metotreksat, adefovir

ABCC5 (MRP5) İskelet kasıKalpbeyin

Bazolateral Adefovir

ABCC6 (MRP6) BöbrekKaraciğer

Bazolateral

Cisplatin, doksorubisin, etoposid

ABCC10(MRP7)

Kalpiskelet kasıDalakkaraciğer

Belirlenmemiş

Doksorubisin, vinblastin, vinkristin, pakliitaksel

ABCC11(MRP8)

Göğüstestis

BelirlenmemişPurin ve primidin nukleotid analogları

ABCC12(MRP9)

GöğüsTestisBeyinOvaryumiskelet kası

Belirlenmemiş Belirlenmemiş

ABCG2(BCRP)

Plasentabeyin

Apikal

Doksorubisin, etoposid, metotreksat, mitoksantron, topotecan, aktinomisinD, simetidin, estrone, progestron, SN-38, testesteron,

Siklosporin A, digoksin, deksamethazon, doksorubisin, estrone, fumitremorgin C, novobiosin, omeprozol, pantaprozol, ritonavir,SN-38, topotecan

ABCA8 Kalpiskelet kasıkaraciğer

Belirlenmemiş Doksorubisin, digoksin

İlaç taşınmasında görev alan bazı

SLC taşıyıcıları ve genel özellikleri

Taşıyıcı Adı Substratı olan ilaçlar

SLC22A1(OCT1)

Asiklovir, gansiklovir, tetraetilamonyum

SLC22A2(OCT2)

Amantadin, memantin, tetraetilamonyum

SLC22A3 (OCT3)

Simetidin

SLC22A4(OCTN1)

Kinidin, pirilamin, verapamil, tetraetilamonyum

SLC22A6(OAT1)

P-aminohippurat, metotreksat, gansiklovir,adefovir

SLC22A7(OAT2)

Salisilat, tetrasiklin

SLC22A8(OAT3)

P-aminohippurat, metotreksat, valasiklovir

SLC15A1(PEPT1)

Sefdinir, enalapril, bestatin,sefiksim

SLC21A8,SLCO1B3(OATP-8)

Digoksin, metotreksat, rifampisin, bromosulfofitaleyin

SLC21A1 (OATP1) Deksametazon, pravastatin,enaplapril, okratoksinA

SLC21A11, SLCO3A1(OATP-D)

Benzilpenisilin (böbrekte inhibitörü probenesid)

FARMAKOKİNETİKTE

MEMBRAN TRANSPORT

PROTEİNLERİNİN ROLÜ

Emilimde Membran Taşıyıcıları

Albendazol, fenbendazol, oksfendazol oral biyoyararlanımları düşük ilaçlardır

İbsan enterosit hücre kültürlerinde albendazol ve oksfendazol’ün BCRP ile hücre dışına çıkarıldığı gösterilmiştir.

BCRP inhibitörleri kullanılarak bu ilaçların biyoyararlanımlarının artırılabileceği ve diğer sistem parazitozlarını da tedavi edebilecek yüksek yararlanım elde edilebileceği belirtilmiştir.

Emilimde Membran Taşıyıcıları

Paklitaksel (antineoplastik) bir P-gp substratıdır

Paklitaksel’in oral emilimi P-gp inhibitörleri ile

verildiğinde ARTAR

Paklitaksel’in tek başına kullanımına göre P-gp

inhibitörleri ile beraber uygulandığında ilacın Cmax’ı

yaklaşık 15 kat daha fazla( McEntee ve ark.,2003)

Emilimde Membran Taşıyıcıları

Köpeklerde; siklosporin’in oral emilimi hem

P-gp hem de CYP3A‘nın inhibitörü olan

greyfurt suyu ile beraber kullanıldığında

ARTAR

(Amatori ve ark.,2004 )

Dağılımda membran taşıyıcıları

MDR1 knock-out farelerde, deri üzerine uygulanan ivermektin’in beyin dokusunda kan’a oranla 100 kat daha fazla bulunduğu ve ölümlere yol açabilen MSS depresyonu oluşturduğu gösterilmiştir.

Normal farelerle karşılaştırıldığında, P-gp knock- outfarelerde; P-gp substratlarının beyin dokusuna geçişiARTAR.

P- gp’in kan-beyin bariyerinde anahtar rol oynar.

(Schinkel ve ark., Cell, 77(4), 1994)

286 MDR1 WT DNA Sekans 304

5‘-AAACATGACAGATAGCTT-3‘

5‘-AAACATGACAGATAGCTT-3‘

286 MDR1 DNA Sekans 304

5‘-AAACATGAC----AGCTT-3‘

5‘-AAACATGAC----AGCTT-3‘

286 MDR1 DNA sekans 304

5‘-AAACATGACAGATAGCTT-3‘

5‘-AAACATGAC - - - - AGCTT-3‘

Köpeklerde MDR1 Polimorfizmi ve İvermektin Toksisitesi

Ivermektin TOKSİK DEĞİL Ivermektin TOKSİK DEĞİL

Ivermektin TOKSİK

MDR1 polimorfizmi ve ivermektin toksisitesi

Moleküler mekanizma

MDR+

Fenotip

Reaksiyon

Polipeptid

mRNA

MDR1 Expession

IvermektinTransport

IvermektinEfflux edilir(toksik değil)

MDR+ MDR+ MDR- MDR- MDR-

STOP STOP STOP

Gen: MDR1

Membran proteini

DNA

IvermektinEfflux edilir(toksik değil)

IvermektinEfflux edilemez

(TOKSİK)

BAZI KÖPEK IRKLARINDA AVERMEKTİNLER

Bazı Collie ırkı köpeklerle Avustralya, İngiliz ve Eski İngiliz Çoban Köpekleri, Uzun tüylü Whippet, McNah, Shetland, Silken Windhund, Wäller ve Beyaz İsviçre Çoban Köpeğinde de bu mutant allel varlığı gösterilmiştir.

MDR1 mutant allellere sahip köpeklerde sadece ivermektin değil diğer önemli P-gp substratı ilaçların (vincristin, loperamid vb.) kullanımında DİKKATLİ OLUNMALIDIR

Dağılımda membran taşıyıcıları P-gp’nin inhibitörü olan kinidin ile P-gp’nin substratı

olan loperamid arasında 8 sağlıklı gönüllüde yapılanetkileşme çalışmalarına göre ;

16 mg loperamide solunum depresyonu YOK 16 mg loperamid + 600 mg kinidin depresyon VAR

Opiate’a bağlı solunum depresyonunun nedeni;kinidini‘in P-gp’i inhibe etmesi sonucu loperamide’inmerkezi sinir sistemine girişinin artmasıdır

(Sadeque ve ark. 2000)

Dağılımda membran taşıyıcıları

BCRP ve P-gp inhibitörü olan GF120918 uygulanmış P-gp

knock-out gebe farelerde, BCRP’nin substratı olan

topotecan’ın fötal penetrasyonunun yaklaşık 2 kat daha arttığı

gözlenmiştir

(Jonker ve ark.)

Dağılımda membran taşıyıcıları

P-gp knock-out farelerde fötal ivermektin’in

konsantrasyonu normal farelere oranla 10 kat

fazla saptanmıştır.

(Lankas ve ark.,1998)

Metabolizmada membran taşıyıcılarıEfluks taşıyıcıları ilaç metabolizmasında her iki yolakta da rol oynar.

Faz 1 tepkimeleri sırasında: Rapamisin gibi bazı ilaçlar P-gp ve CYP3A4’ınsubstratı olduklarından; birçok ilacın emiliminiengelleyerek biyoyoyararlanımını baskılamadasinerjistik rol oynar. ( Benet ve ark.,2004)

P-gp ile CYP3A4 presistemik metabolizmayı ilaçlarınbağırsak apikal membranındaki döngüsününtekrarlanmasıyla artırabilir. Deksametazon sıçanlardabarsaklarda bulunan P-gp’yi indükler ve böyleceindinavir’in intestinal metabolizması artar (Lin ve ark., 1999)

Metabolizmada membran taşıyıcıları Faz 2 tepkimaleri sırasında:

Faz 2 konjugasyon ürünleri membranlardan sınırlı olarak geçerler

Sınırlı membran permeabilitesi nedeniyle ilaçların konjuge formları efluks taşıyıcıları ile safra kanallarına taşınırlar.

Konjuge metabolitlerin taşınmasında BCRP ve MRP2 rol alır

Buzağılarda loperamid oral moksidektinin, barsaktan geçiş zamanını azaltır ve moksidektin’in enterohepatik siklusa uğrama zamanını artırır ve dışkıyla atılımını azaltır. Barsaktan geçiş zamanının uzaması loperamid ve moksidektin arasındaki P-gp’ne karşı yarışmaya bağlıdır.

Metabolizmada membran taşıyıcıları

Hem P-gp hem CYP3A substratı olan ilaçlar Dosetaksel Vincristin Etoposid Eritromisin Itrakanazol Diltiazem Verapamil Talinolol Siklosporin Terfanadin

Hem P-gp hem CYP3Ainhibitörü olan maddeler Eritromisin Ketokanazol Greyfurt Suyu

Atılımda Membran Taşıyıcıları Bir kanser ilacı olan irinotekan HCl (CPT-11)

GI yan etkileri (diare) yaygın bir ilaçtır. IV uygulama sonrası aktif metaboliti SN-38’e dönüşür. SN-38 glukuronid daha sonra MRP2 ile safrayla atılır.

Sıçanlarda probenesid ile beraber kullanıldığında SN-38 ve onun glukoronid şeklinin MRP2 aracılı safrayla atılımının inhibe edilmesine bağlı olarak SN-38’in etkisine bağlı diyarenin azaldığı gösterilmiştir.

(Goodmann&Gilman)

Fonksiyonu, ilaçların sinusoidal membrana alımı- sinusoidal membran dışına atımı ve safra ile kanalikular membrana atımı olan

hepatositlerdeki taşıyıcılar

hepatosit

Proksimal tubüllerdeki Organik katyon taşıyıcıları

Atılımda Membran Taşıyıcıları

Azlosilin, sefaleksin ve siklosporin varlığında

siprofloksasin’in biliyer ve intestinal klerensinin azalması

MRP2‘yi de içeren organik anyon / katyon taşıma

sistemlerindeki yarışma ile açıklanmıştır.

(Dautrey ve ark.,1999)

A Proksimal tubullerdeki taşıyıcıların dağılımı

B Siklosporin A türevinin (NBD-CSA) vemetotreksat türevinin

( FL-MTX) proksimal tubüllerde taşınması

Atılımda Membran TaşıyıcılarıBCRP (breast cancer resistance protein) knock-out farelerde aflatoksin normal farelere oranla sütle 3.8 kat DAHA AZ atılır

BCRP subsratı bazı ksenobiyotiklerin süt : plazma oranı

Süt/PlazmaNormal (N)

Süt/PlazmaKnock-out (K)

N/Koranı

Simetidin 13,7 2,3 6

Nitrofurantoin 45,7 0,6 76,2

Aflatoksin 0,7 0,2 3.8

Atılımda Membran Taşıyıcıları

Veteriner florokinolon enrofloksasinin BCRP substratı olduğu ve BCRP proteini inhibitörü olan flavonoidlerle birlikte koyunlara uygulandığında; sütteki konsantrasyonunun azaldığı belirtilmiştir.

(Pulido.M.M.,2006)

Atılımda Membran Taşıyıcıları

İnsan barsak hücre kültürlerinde DON (Deoksinivalenol) ve Nivalenol’ün P-gp ve MRP2’nin substratı bulunmuştur.

Bu etkileşimle Nivalenol ve Deoksinivalenol oral yolla alındığında az oranda emilebileceği ve ana atılım yolunun dışkı olduğu belirtilmektedir

BULGULARIN ÇOĞU DENEYSELDİR

HALİHAZIRDA TRANSPORT

PROTEİNLERİNİ İNHİBE EDEN İKİ YENİ

MOLEKÜL (Valspodar) FAZ II

AŞAMASINDADIR

BU MOLEKÜLLER KANSER İLAÇLARININ

HÜCRE İÇİ PENETRASYONUNU

DOLAYISYLA KEMOTERAPİ ETKİNLİĞİNİ

ARTIRIRLAR

Farmakolojide Membran Taşıyıcıları; Klinik farmakoloji açısından;

SUBSTRAT VE İNHİBİTÖRLER BİRLİKTE KULLANILDIĞINDA önemli farmakokinetik etkileşmeler oluşabilir.

Veteriner Halk Sağlığı açısından;GELECEKTE bu proteinlerin SPESİFİK İNHİBİTÖRLERİ KULLANILARAK veteriner ilaçlarının bekleme zamanları kısaltılabilecek veya zehirlerin sütle atılımı düzenlenebilecektir.