2026-09-20T20:55:16Zhttps://helda.helsinki.fi/server/oai/request

oai:helda.helsinki.fi:10138/3526832026-04-23T07:21:09Zcom_10138_18060com_10138_17738col_10138_18065

Kiander, Wilma University of Helsinki, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutical Biosciences Doctoral Programme in Drug Research Helsingin yliopisto, farmasian tiedekunta Lääketutkimuksen tohtoriohjelma Helsingfors universitet, farmaceutiska fakulteten Doktorandprogrammet i läkemedelsforskning Stage, Tore Bjerregaard Kidron, Heidi Niemi, Mikko 2023-01-09T09:37:40Z 2023-01-10 2023-01-09T09:37:40Z 2023-01-20 http://hdl.handle.net/10138/352683 URN:ISBN:978-951-51-8808-3 Organic Anion Transporting Polypeptide 1B1 (OATP1B1) is a membrane protein that acts in a door-like manner, facilitating the uptake of compounds that otherwise have difficulties passing biological membranes. The transported compounds include several structurally diverse endogenous substances as well as drugs and other xenobiotics. OATP1B1 is located in the sinusoidal (blood-facing) membrane of hepatocytes and is an integral part of hepatic distribution and elimination of many of its substrates. OATP1B1 function can be impaired (the door get closed), leading to increase in plasma exposure of these substrate drugs. Increased plasma exposure, in turn, can increase the risk of adverse drug effects. This impairment can result from SLCO1B1 pharmacogenetics (e.g. non-synonymous single-nucleotide variants (SNVs), so-called gene-drug interaction) or inhibition of transport activity by another drug (drug-drug interaction). While the clinical consequences of common variants such as SLCO1B1 c.521T>C are well-known, the effects of rare variants remain understudied. However, implementation of clinical pharmacogenetics and genotype-guided dosing requires information on the predicted phenotype, yet this is lacking on rare variants. In this thesis, baculovirus expression system in HEK293 cells was used to assess the possible changes 19 naturally occurring rare SNVs cause in OATP1B1 function and expression. Quantitative targeted absolute proteomics analysis measured the changes in membrane protein expression caused by the SNVs and pharmacokinetic modelling evaluated the degree of change in plasma exposure of rosuvastatin and the need for dosing adjustments according to the changes in the observed in vitro OATP1B1 activity. Indeed, 9 out of the 19 variants showed impaired (<50% of reference) OATP1B1 activity. The membrane protein expression, however, does not fully explain these changes. Pharmacokinetic modelling estimated that doses of 30 mg (with 50% OATP1B1 function) and 20 mg (with 0% OATP1B1 function) result in plasma exposure similar to 40 mg dose (the maximum approved dose, with 100% OATP1B1 function), while liver exposure remained proportionate to the dose. The possible mechanism behind rhabdomyolysis cases in patients receiving ticagrelor and rosuvastatin concomitantly was also investigated. Ticagrelor (an antithrombotic drug) and rosuvastatin (a cholesterol-lowering drug) are both commonly prescribed as secondary prevention after cardiovascular events. The in vitro inhibition assays using the same expression method and ticagrelor and rosuvastatin revealed that ticagrelor inhibits OATP1B1, OATP2B1 and OATP1B3 with IC50 values in the low micro molar range. However, when taking into account the unbound concentration at the hepatic inlet, clinical interaction is unlikely and the primary cause was accredited to inhibition of intestinal breast cancer resistance protein. Additionally, SLCO1B1 c.521T>C was observed to affect the plasma exposure of fluvastatin enantiospecifically in a clinical trial. To elucidate the mechanism behind this observation, transport of 3R,5S- and 3S,5R-fluvastatin was examined in reference and c.521T>C OATP1B1 with the same expression system. No significant differences were observed in the uptake activity in reference OATP1B1 and the c.521T>C variant impaired the transport of both enantiomer equally. Further research is needed to clarify whether another mechanism are involved in fluvastatin pharmacokinetics enantiospecifically. In conclusion, this thesis examined several situations when the door of OATP1B1 transport gets closed. Rare variants of SLCO1B1 were observed to be able to impair OATP1B1 function and membrane expression and this might lead to increased plasma exposure of rosuvastatin. Dose reductions might be considered to avoid increased plasma exposure and reduce risk of rosuvastatin-induced muscle symptoms. The effect of SLCO1B1 c.521T>C on fluvastatin transport is not enantiospecific in vitro. Ticagrelor inhibits OATP1B1, 1B3, 2B1 and BCRP and concomitant use with high-dose rosuvastatin should be avoided. Kuljetinproteiineilla on merkittävä vaikutus monien lääkeaineiden ja elimistön omien aineenvaihduntatuotteiden imeytymiseen, jakautumiseen ja poistumiseen elimistössä. Aineita solujen sisään kuljettavat kuljetinproteiinit toimivat oven kaltaisesti: ne yhdisteet, jotka eivät muuten pääsisi kulkeutumaan solukalvon läpi, voivat kulkeutua näiden kuljetinproteiinien muodostaman käytävän läpi. Näiden kuljetinproteiinien toiminta voi heikentyä tai jopa lakata joko perinnöllisten muutosten tai lääkeyhteisvaikutusten vuoksi. Heikentyneen OATP1B1 toiminnan on havaittu muun muassa nostavan eri lääkeaineiden kuten rosuvastatiinin pitoisuuksia plasmassa, ja lisäävän riskiä haittavaikutuksille kuten lihasoireille. Tässä väitöskirjatyössä tarkasteltiin erilaisia tilanteita, joissa Orgaanisen Anionikuljettaja Peptidi 1B1 (OATP1B1) kuljetinproteiinin toiminta voi muuttua perinnöllisten pistemutaatioiden tai lääkeyhteisvaikutuksen vuoksi. Yleisimpien varianttien vaikutuksesta OATP1B1 toimintaan on paljon tutkimustietoa, mutta vaikka harvinaisempien varianttien vaikutus voi olla yhtä merkittävä, niitä ei ole vielä tutkittu kovin paljon. Tieto näiden varianttien kliinisestä merkityksestä olisi kuitenkin tarpeen, jotta haittavaikutusten riskiä voidaan vähentää. Ensimmäisessä, toisessa ja kolmannessa osatyössä tutkittiin 19 harvinaisen variantin vaikutusta OATP1B1 kuljettimen toimintatehokkuuteen ja määrään solukalvolla. Yhdeksän varianttia heikensi kuljetustehokkuutta yli 50% mutta nämä muutokset eivät täysin selittyneet muutoksella kuljettimen määrän muutoksilla. Tietokonesimulaatioiden perusteella voidaan arvioida, että OATP1B1 toiminnan ollessa 50% normaalista, 30 mg annos johtaa saman suuruiseen systeemiseen altistukseen kuin 40 mg annos (suurin sallittu annos) normaalissa tilanteessa. Jos puolestaan toiminta on täysin estynyt, vain 20 mg annos johtaa samaan altistukseen. Neljännessä osatyössä havaittiin, että tikagrelori estää rosuvastatiinin OATP1B1, OATP1B3 ja OATP2B1 välitteistä kuljetusta. Vaikka estyminen tapahtui kaikkien kohdalla kohtuullisen pienillä pitoisuuksilla (50% estyminen saavutettiin alle 10 µM tikagreloripitoisuuksilla), tämän ei yhteisvaikutuksen ei ennusteta olevan kliinisten havaintojen taustalla, koska ovat korkeampia kuin tikagrelorin pitoisuus vaikutuspaikalla. BCRP (Breast Cancer Resistance Protein) effluksikuljettimen sen sijaan havaittiin estyvän kliinisesti merkittävällä pitoisuudella ja olevan todennäköinen mekanismi yhteisvaikutukselle. Viidennessä osatyössä tutkittiin, kuljettaako OATP1B1 fluvastatiinin enantiomeerejä eri tehokkuudella tai vaikuttaako SLCO1B1 c.521T>C pistemutaatio näihin eri tavoin. Päinvastoin kuin kliinisessä tutkimuksessa havaittiin, ei solukokeissa havaittu eroa enantiomeerien kulkeutumisessa ja kliinisten havaintojen pääteltiin tapahtuvan jonkin toisen, vielä määrittelemättömän mekanismin kautta. Väitöstutkimus osoittaa, että myös harvinaiset variantit voivat heikentää OATP1B1 kuljetinproteiinin toimintaa merkittävästi ja tämä saattaa johtaa systeemisen altistuksen lisääntymiseen. Tulosten perusteella voidaan arvioida, että haittavaikutusten välttämiseksi ja hoitomyöntyvyyden parantamiseksi näiden varianttien kantajat voisivat hyötyä yksilöllistetystä rosuvastatiiniannoksesta. Lisäksi tuloksista voidaan päätellä, että tikagrelorin ja korkea-annoksisen rosuvastatiinin yhteiskäyttöä kannattaa välttää haittavaikutusten riskin pienentämiseksi. unknown accessibility ei tietoa saavutettavuudesta okänd tillgänglighet application/pdf eng Helsingin yliopisto Helsingfors universitet University of Helsinki 978-951-51-8807-6 Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. farmasia 317 Pharmacy 317 Farmasia 317 Farmaci Is the door closed? : In vitro studies on the pharmacokinetic effects of OATP1B1 gene-drug and drug-drug interactions. Doctoral dissertation (article-based) Artikkeliväitöskirja Artikelavhandling Text doctoralThesis open.access