The role of OATP transporters in the active uptake of drugs into hepatocytes

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Farmasian tiedekunta fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Pharmacy en
dc.contributor Helsingfors universitet, Farmaceutiska fakulteten sv
dc.contributor.author Kahma, Helinä
dc.date.issued 2014
dc.identifier.uri URN:NBN:fi-fe201801151256
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/135716
dc.description.abstract Active transport processes in the basolateral (sinusoidal) membrane of hepatocytes have an important role in the hepatic clearance and overall disposition for several types of drugs. Organic anion transporting polypeptides (OATPs) expressed in the sinusoidal membrane have been shown to mediate the sodium-independent hepatic uptake of broad range of drugs and they have been associated with clinically relevant drug-drug interactions (DDIs) and genetic polymorphisms. The literature review focuses on sinusoidal OATP transporters and on the pharmacokinetic effects of OATP-mediated hepatic uptake. In addition, current methods to investigate the interactions between drugs and transporters are discussed, with the emphasis on methods applicable to study uptake transporters. The aim of the experimental part of the master's thesis was to determine if two clinically used drugs, entacapone and fluvastatin, are actively transported from blood into rat and human hepatocytes, and to assess the role of OATP transporters in the hepatic uptake of the drugs in comparison with known OATP substrates, estrone 3-sulfate (E3S) and taurocholic acid and broad OATP inhibitor rifamycin SV. The uptake kinetics of compounds of interest were determined in freshly isolated and cryopreserved rat hepatocytes and in cryopreserved human hepatocytes using the oil-spin method. Uptake clearances (CLuptake) via active uptake (CLactive) and passive diffusion (Pdiff) were calculated from the initial uptake data over a 1 - 200 µM and 1 - 50 µM concentration range for entacapone and fluvastatin, respectively. The half-maximal inhibitor concentration (IC50) of E3S uptake transport was determined for entacapone in a competitive uptake experiment over a 10 - 400 µM concentration range. Fluvastatin uptake showed active saturable transport kinetics in rat hepatocytes with a Km value of 6 µM, whereas entacapone uptake in rat hepatocytes was somewhat linear and did not inhibit E3S uptake at clinically significant concentrations, with an IC50 value of 240 µM. Significantly lower hepatic uptake of taurocholate and entacapone was observed between rat and human hepatocytes, indicating species differences in hepatic uptake processes, although cryopreservation may have had an effect on the noticed difference. The results suggest that murine Oatp transporters do not have a significant contribution to hepatic uptake of entacapone. However, this should be confirmed with future studies with more repetitions and a reliable quantification method. en
dc.description.abstract Maksasolujen basolateraalisen (sinusoidaalisen) solukalvon aktiivisilla kuljetusmekanismeilla on suuri vaikutus monien lääkeaineiden maksapuhdistumaan sekä laajemmin farmakokineettisiin jakautumis- ja eliminaatiovaiheisiin. Sinusoidaalikalvolla ilmentyvien orgaanisia anioneita kuljettavien polypeptidien (engl. organic anion transporting polypeptides, OATP) on huomattu kuljettavan maksasoluihin laajasti erityyppisiä lääkeaineita. Monien kliinisesti merkittävien lääke-lääkeyhteisvaikutusten on havaittu liittyvän OATP-kuljetinproteiinien estyneeseen tai rajoittuneeseen toimintaan. Samoin useat geneettiset polymorfismit vaikuttavat OATP-substraattien farmakokinetiikkaan, tehoon ja toksisuuteen. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan sinusoidaalisten OATP-kuljetinproteiinien vaikutusta lääkkeiden farmakokinetiikkaan sekä tarjolla olevia menetelmiä kuljetinproteiinien tutkimiseen lääkekehityksessä. Erikoistyön tavoitteena oli selvittää, onko fluvastatiinin ja entakaponin soluunotto aktiivista rotan ja ihmisen maksasoluissa, sekä arvioida OATP-kuljetinproteiinien merkitystä näiden lääkkeiden maksasoluunotossa. Lääkeaineiden soluunottokinetiikkaa tutkittiin tuoreissa eristetyissä rotan maksasoluissa sekä pakastetuissa rotan ja ihmisen maksasoluissa käyttäen öljyn läpi -sentrifugointimenetelmää. Soluunoton alkunopeus määritettiin entakaponi-pitoisuuksilla 1 -200 µM ja fluvastatiinipitoisuuksilla 1 - 50 µM. Määritetyistä arvoista arvioitiin aktiivisen (CLactive) ja passiivisen (Pdiff) mekanismin osuudet lääkeaineiden soluunotossa. Lisäksi rotan Oatp-kuljetinproteiinien merkitystä entakaponin soluunottoon tutkittiin pitoisuusalueella 10- 400 µM kilpailevassa soluunottokokeessa Oatp-substraatti estroni-3-sulfaatin kanssa. Fluvastatiinin soluunotto rotan maksasoluihin oli saturoituvaa, ja laskennallinen Km-arvo oli 6 µM. Sitä vastoin entakaponin soluunotto oli lineaarista tutkitulla pitoisuusalueella, eikä estroni-3-sulfaatin soluunotto estynyt kliinisesti merkittävillä entakaponipitoisuuksilla IC50-arvon (puolet maksimaalisesta inhibitiopitoisuudesta) ollessa 240 µM. Entakaponin soluunotto oli huomattavasti alhaisempaa ja hitaampaa ihmisen maksasoluissa verrattuna rotan maksasoluihin, mikä viittaa lajien välisiin eroihin soluuottomekanismeissa. Havainto voi kuitenkin selittyä tuoreiden ja pakastettujen solujen välisillä eroilla. Kokonaisuudessaan tulokset viittaavat siihen, että entakaponi ei ole fluvastatiinin tavoin rotan Oatp-kuljetinproteiinien substraatti. Tulosten luotettavuus tulisi kuitenkin vahvistaa uusissa kokeissa käyttäen rinnakkaisia määrityksiä ja luotettavaa menetelmää näytteiden lääkeainepitoisuuksien määrittämiseksi. fi
dc.language.iso eng
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.subject OATP
dc.subject hepatic uptake en
dc.subject fluvastatin en
dc.subject entacapone en
dc.title The role of OATP transporters in the active uptake of drugs into hepatocytes en
dc.type.ontasot pro gradu -avhandlingar sv
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.subject.discipline Biofarmaci sv
dc.subject.discipline Biopharmacy en
dc.subject.discipline Biofarmasia fi
dct.identifier.urn URN:NBN:fi-fe201801151256

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
gradu Kahma.pdf 1.159Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record