UNIVERZITET U SARAJEVU

FARMACEUTSKI FAKULTET

Predmet: BIOHEMIJA LIJEKOVA

Seminarski rad

FARMAKOGENOMIKA METABOLIZIRAJUĆIH ENZIMA FAZE II I TRANSPORTERA LIJEKOVA: kliničke implikacije

Studenti:

Glilić Ajsel

Halilović Ibrahim

Humačkić Mevlida

Ibrahimagić Nidžara

Kamberović Amra Maj, 2013.

1

SADRŽAJ

Sažetak................................................................................................................3

Uvod....................................................................................................................3

Faza II:metabolizirajući enzimi i reakcije faze II...........................................4

Farmakogenomika metabolizirajućih enzima faze II.....................................4

Fluidno-mozaični model membrane..................................................................9

Membranski transport.......................................................................................11

Transporteri lijekova..........................................................................................16

ATP-ovisni transporteri (ABC).........................................................................17

Transporteri rastvorenih supstanci (SLC).......................................................20

Transportni polipeptidi organskih aniona (SLCO).........................................20

Transporteri organskih aniona (OATP)...........................................................21

Transporteri katjona (OCT)...............................................................................22

Zaključak..............................................................................................................23

Literatura..............................................................................................................24

2

FARMAKOGENOMIKA METABOLIZIRAJUĆIH ENZIMA FAZE II I TRANSPORTERA LIJEKOVA :kliničke implikacije

SAŽETAK

Žarište interesovanja današnjih stručnjaka iz oblasti biohemije lijekova je proučavanje učinaka farmakogenomike enzima faze II na metabolizme pojedinih lijekova.Budući da su znanja o farmakogenomici enzima faze I metabolizma pokazala da je u vrlo bitno poznavati kako metabolizam lijekova,tako i varijacije tih metabolizama u ovisnosti od gena koji kodiraju metabolizirajuće enzime da bi se pacijentu mogla provesti najefikasnija moguća terapija bez neželjenih efekata I mogućih interakcija.Faza I je poprilično dobro proučena i obrazložena s aspekta farmakogenomike njenih enzima, dok u fazi II postoje mnoge nedoumice i pretpostavke koje je potrebno potkrijepiti naucnim dokazima. Naročit izazov predstavlja činjenica da isti lijek može biti supstrat za različite enzime i različitih transportere sto otezava pracenje uticaja genetskog polimorfizma svakog enzima i transportera zasebno. Istraživanje u oblasti uticaja multiplog polimorfizma može imati veliki značaj s kliničkog aspekta, iako,kao sto je već napomenuto, predstavlja metodološki izazov.

KLJUČNE RIJEČI: farmakogenomika, enzimi faze II metabolizma lijekova, transporteri lijekova

UVOD

Individualne varijacije u odgovoru na lijekove važan su klinički problem i kreću se od potpunog odsustva reakcije na lijek do pojave neželjenih reakcija. Medicina i dalje usmjerava terapiju ka najširoj populaciji bolesnika koji od nje mogu imati koristi, oslanjajući se na statističke analize u predviđanju ishoda liječenja. Ipak, određeni broj bolesnika neće imati nikakve koristi od primenjene terapije ili će pretrpjeti toksične efekte. Ispitujući genetsku osnovu koja uzrokuje individualne varijacije u odgovoru na lijekove, farmakogenetika omogućava individualizaciju medikamentozne terapije, te postizanjem optimalne efikasnosti i smanjenjem pojave neželjenih efekata lijekova povećava mogućnost kontrolisanja i liječenja velikog broja oboljenja. Farmakogenetski polimorfizam predstavlja monogensko nasljeđivanje uzrokovano prisustvom više od jednog alela na istom lokusu i više od jednog fenotipa koji se odnosi na interakciju lijeka sa organizmom u istoj populaciji, pri čemu je frekvencija najrjeđeg alela veća od 1%. Varijacije u DNK sekvenci mogu nastati u vidu insercija ili delecija nukleotida, multiplih kopija genskih sekvenci ili tačkastih mutacija (SNP – Single Nucleotid Polymorphism). Ukoliko su vezane za proteine koji predstavljaju receptore za lijekove, učestvuju u metabolizmu lijekova ili su uključeni u njihov transport, takve mutacije mogu uticati na efikasnost i bezbjednost medikamentozne terapije. Genetski polimorfizam u metabolizmu lijekova, prema sposobnosti biotransformacije lijekova,

3

definiše tri različite subpopulacije: spore metabolizatore (PM – poor metabolizers), ekstenzivne metabolizatore (EM – extensive metabolizers) i ultrabrze metabolizatore (UM – ultrarapid metabolizers). PM fenotip se monogenski naslijeđuje kao autosomno-recesivna osobina i posljedica je potpunog odsustva ili izrazitog umanjenja količine i/ili aktivnosti enzima. Spori metabolizatori ne mogu da metabolišu lekove u punom obimu, pa se kao klinička posljedica javljaju ozbiljni neželjeni i toksični efekti nakon primjene aktivnog lijeka. Primena prekursora uzrokovaće terapijski neuspjeh ukoliko terapijski efekat očekujemo od metabolita lijeka. Suprotno, UM fenotip je najčešće posljedica prisustva duplikacije gena, što rezultira ekspresijom veće količine enzima. Klinička posljedica ovakvog fenotipa je nemogućnost postizanja terapijskih plazma-koncentracija lijeka primenjenog u normalnoj dozi, što rezultira terapijskim neuspjehom. Primjena prekursora može uzrokovati toksičnost. Ekstenzivni metabolizatori predstavljaju najčešći fenotip i standard u doziranju prilikom primjene lijekova. heterozigoti za alel, koji kodira funkcionalni enzim koji učestvuje u metabolizmu lijekova. Individualni metabolički kapacitet može se odrediti fenotipizacijom i/ili genotipizacijom.

 Lokus predstavlja specifičnu lokaciju gena ili DNA-sekvence na hromozomu. Varijanta DNA-sekvence na datom lokusu naziva se alel.

Aleli ili alelomorfi (grč.), su alternativni geni koji pripadaju istomu mjestu (lokusu)

dva homologna hromosoma; čine par koji kontroliše istu osobinu. Skupina alela datog organizma zove se genotip, a vidljive osobine organizma nazivaju se fenotip.  Fenotipizacija je mjerenje koncentracija supstance i njenog glavnog metabolita u urinu, plazmi ili pljuvački nakon jednokratne primjene probnog lijeka. Za fenotipizaciju se koriste HPLC (Tečna hromatografija visoke moći razdvajanja) i slične metode. Odnos izmjerenih koncentracija predstavlja mjeru enzimske aktivnosti i pokazuje stvarni metabolički kapacitet ispitanika u trenutku ispitivanja. Individualni metabolički kapacitet se miienja tokom vremena, najčešće kao posljedica nastanka nekog oboljenja ili istovremene primjene više lijekova.

Genotipizacija je analiziranje uzoraka DNK u cilju određivanja varijante alela gena koji kodira određeni polimorfni enzim. Analiza obuhvata upotrebu različitih tehnika iz domena molekularne biologije, među kojima su PCR (polimerazna lančana reakcija) i RFLP (metoda sa restrikicionim enzimima-endonukleazama). Genotip ostaje isti tokom vremena.

SNP ( Single-nucleotide polymorphism ) podrazumjeva pojavu zamjene mjesta jednog nukleotida sa nekim drugim nukleotidom.

Farmakogenomika je grana farmakologije koja se bavi proučavanjem uticaja genetskih varijacija na dejstvo lijekova kod pacijenata putem istraživanja korelacija između genetske ekspresije ili SNP (single nucleotide polimorphism) i efikasnosti ili toksičnosti lijeka. Jednostavnije rečeno,farmakogenomika je nauka koja proučava kako geni mogu uticati na terapijski odgovor prema lijekovima. Tim

4

putem, farmakogenomika se bavi razvojem racionalnih sredstava za optimizaciju upotrebe lijekova, u smislu genotipa pacijenata, da bi se osigurala maksimalna efikasnost sa minimalnim neželjenim efektima. Takvi pristupi imaju za cilj razvijanje personalizovane medicine, u kojoj su lijekovi i kombinacije lijekova optimizovane za svaki individualni genetički ustroj. Farmakogenetika se bavi ispitivanjem interakcija između pojedinačnih gena i lijekova. Farmakogenomika se bavi proučavanjem doprinosa više gena (ili cijelog genoma) na varijabilnost terapijskog odgovora. Farmakogenomika istražuje interindividualne genetske varijacije u slijedu DNA koji uvjetuju ciljano mjesto djelovanja lijeka, enzime koji metaboliziraju lijekove, transportere lijekova, gene odgovorne za naslijedne bolesti, RNA ekspresivnosti ili procese translacije proteina gena koji utiču na odgovor organizma prema određenim lijekovima i sigurnost aplikacije istih. Mnogi lijekovi koji su trenutno dostupni na tržištu se izdaju pacijentima pod pretpostavkom da će svima odgovarati,tj. biti isto efikasni kod svih ljudi, ali nije tako.Mnogi lijekovi djeluju različito kod pojedinaca i što se tiče efikasnosti terapije i učestalosti neželjenih efekata, interakcija ili uopšte bilo kakve reakcije organizma na lijek. Farmakogenomika je još uvijek nedovoljno razvijena disciplina i njena upotreba je ograničena.U budućnosti farmakogenomika će biti ključna u razvoju novih lijekova i terapija, specijalno dizajniranih za pojedinačnog pacijenta.

FAZA II: metabolizirajući enzimi i reakcije faze II

Ukoliko molekula polaznog lijeka ili metabolički proizvod iz I faze posjeduju odgovarajuću strukturu (npr. hidroksilnu, tiolnu ili amino grupu), za koju može da se vezuje supstituent, oni će biti podložni konjugaciji. Ove reakcije sinteze označavaju se reakcijama II faze metabolizma. Nastali konjugat je gotovo uvijek farmakološki neaktivan i manje liposolubilan od svog prekursora, a izlučuje se u urinu ili žuči. Grupe koje su najčešće uključene u formiranje konjugata su: glukuronil, sulfatna, metil, acetil, glicil i glutationska. Stvaranje glukuronida uključuje sintezu visokoenergetskog fosfatnog jedinjenja, uridin difosfata (UDP) glukuronske kiseline (UDPGA), sa kojeg se glukuronska kiselina prenosi na atom supstrata bogat elektronima (N, O ili S), uz formiranje amidske, estarske ili tiolne veze. UDP glukuronil transferaza, koja katalizuje ovu reakciju, ima veoma široku supstratnu specifičnost, koja uključuje mnoge lijekove i druge egzogene molekule.  Neke važne endogene supstance, kao što su bilirubin i kortikosteroidi nadbubrežne žlijezde, također se konjuguju posredstvom ovog sistema. U reakcijama acetiliranja i metiliranja, donorska jedinjenja su acetil-CoA i S-adenozil metionin. Mnoge od navedenih reakcija konjugacije odvijaju se u jetri, ali su uključena i druga tkiva, kao što su pluća i bubrezi. Reakcije faze 2 obuhvataju:

Glukuronidaciju ( UDP glukuroniltransferaza): OH, COOH, NH2, SH grupe Sulfataciju (SULT sulfotransferaza): NH2, SO2NH2, OH grupe Acetilaciju (acetiltransferaze): NH2, SO2NH2, OH grupe Aminokiselinska konjugacija: COOH grupe Konjugacija sa glutationom (Glutation-S-transferaza): do epoksida ili organskih halida Konjugacija sa masnim kiselinama: na OH grupama Reakcije kondenzacije

5

FARMAKOGENOMIKA METABOLIZIRAJUĆIH ENZIMA FAZE II

Enzimi faze II ujedinjuju metabolite faze I, druge posrednike, ili spojeve predodređene za bubrežno ili bilijarno izlučivanje.U enzime faze II spadaju:glutation S transferaza (GST), tiopurin S metiltransferaza (TMPT), UDP glukoroziltransferaza (UGT), N-acetiltransferaza(NAT), NADH kinon oksidaza i dr…Manjkavi aleli za N-acetil-transferazu-2 su odgovorni za acetilaciju polimorfizma koji dovodi do umanjenja vrijednosti klirensa i hepatotoksičnosti kod tretmana izonijazidom. Doprinos enzima glutation transferaze u detoksikaciji hemoterapeutika i genetske varijacije u GSTs genu su povezani s sa većom stopom efikasnosti liječenja kod hemoterapijskog tretmana raka debelog crijeva. Tiopurin metil transferaza metaboliše antagoniste purina, kao što su merkaptopurin,azatioprin i tioguanin, koji se koriste kao prolijekovi u liječenju akutne limfoblastične leukemije, autoimunih poremećaja i upalnih bolesti crijeva.TMPT katalizira S metilaciju ovih prolijekova u inaktivne metabolite. Polimorfizam TMPT gena utiče na aktivnost samog enzima.Kod pacijenata sa urođenim nedostatkom ili disfunkcijom ovog enzima postoji opasnost od ozbiljne, čak i fatalne mijelosupresije ukoliko se liječe lijekovima iz navedene

grupe. Genotipizacija za zajedničke TMPT alele se preporučuje jer može identificirati mogućnosti rizika od toksičnosti prije aplikacije lijekova. Međutim,iako postoji vrlo uska povezanost efekata tiopurina i fenotip-genotip determinacije enzima TMPT,većina nuspojava i raznolikosti u djelotvornosti terapije tiopurinima se ne može objasniti polimorfizomom

TMPT gena. Enzim glukuroziltransferaza katalizira glukuronidaciju mnogih lipofilnih ksenobiotika i endobiotika da bi se dobili spojevi topivi u vodi i na taj način se olakšala njihova eliminacija. UGT enzimi su vrlo važni za metabolizam psihijatrijskih lijekova, uključujući neke antipsihotike, antidepresive, stabilizatore raspoloženja i neke benzodiazepine. Sveukupno, polimorfizmi UGT enzima nisu bili istraživani na adekvatan način zbog preklapanja aktivnosti i nedostatka selektivnih sondi, zbog složenosti samog ciklusa glukuronidacije i zbog poteškoća u razvoju analitičke metode za mjerenje glukuronida.Varijacije u metabolizmu lijekova zbog promijenjene aktivnosti UGT enzima kao posljedica polimorfizma su opisane za UGT1A1 i UGT2B7. Hemoterapijski preparat irinotekan je kamptotecinski derivat koji, pod djelovanjem karboksilesteraze iz jetre, prelazi u aktivnog metabolita SN-38, koji se konjugira prvenstveno pomoću enzima UGT1A1 i na taj način eliminiše putem žuči i urina. Glavni dozno ovisni nus efekti irinotekana su mijelosupresija te odgođeni tip dijareje i pripisuju povišenim razinama aktivnog metabolita SN-38.Smanjena aktivnost UGT1A1 zbog polimorfizama u genima povezana je s nižom stopom efikasnosti glukuronidacije SN-38 metabolita i učestalom pojavom toksičnosti. U 2004 godini, mala klinička studija pokazala je da je homozigot UGT1A1 * 28 genotip bio

povezan s povećanim rizikom od teške neutropenije i dijareje usporenog tipa.  U 2005, FDA je predložila smanjenje najmanje jedne od razina u početnoj dozi tretmana irinotekanom za pacijente sa homozigotom za UGT1A1 * 28 alel. Međutim, ne postoji jasna predodžba o nužnosti screeninga pacijenata sa homozigotom za UGT1A1 * 28 pri liječenju irinotekanom. UGT2B7 polimorfizmi su povezani s diklofenak induciranom hepatotoksičnošću. Nedavna studija je ukazala na potencijalnu ulogu polimorfizma UGT2B17 enzima u metabolizmu

6

egzemestana, lijeka treće generacije inhibitora aromataza, koji se koristi u liječenju raka dojke kod žena u postmenopauzi. Redukcija egzemestana u 17-dihidroksiegsemestan i naknadna glukuronidacija do egzemestan-17-O-glukuronida je glavni put metabolizma egzemestana. Podaci iz literature podaci sugeriraju da polimorfizam kod UGT2B17 možda igra ulogu u metabolizmu egzemestana.

TIOPURIN METILTRANSFERAZA (TMPT)

Lijekovi: aromatski i heterociklički lijekovi koji imaju citotoksična i imunosupresivna svojstva (u liječenju akutne limfoblastične leukemije, reumatoidnog artritisa, presađivanja organa i autoimunih i upalnih bolesti)

Fenotip

Aleli TPMT

7

TMPT: farmakogenetski profil

N-ACETILTRANSFERAZA NAT-2

Lijekovi: Kemoterapijska sredstva (rak dojke), amrinon (teško zatajenje srca), klonazepam (epilepsija), hidralazin (hipertenzija), nitrazepam (besanica), prokainamid (tahikardija) i sulfasalazin (Kronova bolest)

Fenotip

8

Aleli NAT-2.

RA = brzi acetilator (rapid acetylator), SA = spori acetilator (slow acetylator) EM = extensive metabolizer, PM = poor metabolizer, * = najveća frekvencija među crnom rasom

Farmakogenetski profil

Fenotip lošeg metabolizma - PM (engl. poor metabolizer) –homozigotni nosioci dvije neaktivne varijantne alelaIdentifikacija polimorfizma- PCR amplifikacija i digestija RE pojedinačnog polimorfnog alela

9

Tabela 1. Kliničke implikacije u farmakogenomici enzima faze II metabolizma

Polimorfni geni Lijekovi Efekat

GST Oxaliplatin Povećano izliječenje kod kancera kolona

UGTA1 Irinotekan Mijelosupresija i dijareja odgođenog tipa

TMPT Azatioprin Teška ili fatalna mijelosupresija

TMPT Merkaptopurin Teška ili fatalna mijelosupresija

TMPT Tiogvanin Teška ili fatalna mijelosupresija

NAT 2 Izoniazid Poremećena eliminacija ili hepatotoksičnost

UGT2B17 Egzemestan Mogući efekti na efikasnost i sigurnost lijeka

UGT2B7 Diklofenak Hepatotoksičnost

10

Tabela 2. Kliničke implikacije ATP-ovisnih transportera lijekova (ABC transporteri)

Polimorfni geni Lijekovi Efekat

ABCB1 Digoksin Smanjene koncentracije u plazmi

ABCB1 Klopidogrel Smanjena bioraspoloživost sa porastom . vjerovatnoće kardiotoksičnosti

ABCB1 Taksan Neutropenija i periferne neuropatije

ABCG2 Antraciklini Povećana rezistencija zbog pojačanog . Mitoksantroni izlučivanja lijeka . Kamptotecini

ABCG2 Geftinib Dijareja

AABCC11 Metotreksat Hemoterapeutska efikasnost

ABCC2 Irinotekan Mijelosupresija

ABCC2 Diklofenak Hepatotoksičnost

ABCC5 Irinotekan Gastrointestinalna toksičnost

ABCG1 Irinotekan Gastrointestinalna toksičnost

FLUIDNO-MOZAIČNI MODEL MEMBRANE

Prva saznanja o strukturi plazma membrane potiču iz tridesetih godina prošlog vijeka, zahvaljući radovima Hjua Dejvisona i Džejmsa Danijelija, koji su predložili prvi model ćelijske membrane. Prema ovom modelu membrana je izgrađena od fosfolipidnog dvosloja koji se nalazi u sendviču izmedu dva sloja globularnih proteina. Dakle, već tada je bilo poznato da su glavne komponente ćelijske membrane fosfolipidi i proteini, mada njihov međusobni odnos nije na pravi način tumačen. Složeni principi međusobnih interakcija lipida i proteina u membrani i njihov međusobni odnos objašnjeni su tek mnogo godina kasnije, zahvaljujuci naučnom radu Džonatana Singera i Garta Nikolsona. Singer i Nikolson su 1972. godine postavili fluidno-mozaični model plazma membrane, korištenjem osnovih principa termodinamike i mnoštva eksperimentalnih podataka. Ovaj model je i danas aktuelan i cini osnovu za razumjevanje strukture i funkcije membrana različitih ćelija.Prema fluidno-mozaičnom modelu biološke membrane pokazuju dvije važne karakteristike: mozaičnost strukture i fluidnost, tj. pokretljivost.

Mozaična struktura membrane

Mozaičnost strukture membrane odnosi se na, vec pomenuti, specifični odnos lipida i proteina u membrani. Membrana predstavlja ''mozaik'' proteina koji su uronjeni u lipidni dvosloj (Slika 1).

1. Fluidno-mozaični model plazma membrane

MEMBRANSKI TRANSPORT

Plazma membrana predstavlja selektivno propustljivu barijeru između ćelije i njenog okruženja što omogućava ćeliji preciznu kontrolu i održavanje njenog sadržaja, time što

11

obezbjeđuje esencijalnim molekulama, poput različitih jona, vode, glukoze, aminokiselina i lipida, ulazak u ćeliju, zatim zadržavanje intermedijera ćelijskog metabolizma u ćeliji i konačno, efikasno eliminisanje produkata metabolizma iz ćelije. Fosfolipidni dvosloj, kao osnovna strukturna komponenta plazma membrane, predstavlja nepropustljivu barijeru za većinu molekula (slika 2). Samo mali nepolarni molekuli mogu slobodno da difunduju kroz lipidni dvosloj, dok veći, nenaelektrisani nepolarni molekuli, kao i joni, nisu u mogućnosti da produ lipidnu barijeru. Kako bi obezbjedila prenos takvih molekula, ćelijska membrana koristi specijalizovane transmembranske proteine, koji se označavaju kao transportni proteini. Značaj transportnih proteina za normalno funkcionisanje ćelije ogleda se u postojanju velikog broja gena za kodiranje transportnih proteina, koji čine 15-30% svih ćelijskih proteina, kao i značajnom procentu utroška ukupne metaboličke energije na membranske transportne procese, naročito u specijalizovanim ćelijama i tkivima.

Transportni proteini se dijele u dve grupe: a) proteinske kanale i b) proteine nosače ili transportere (slika 3). Proteinski kanali ili kanalski proteini su integralni membranski proteini koji ograničavaju hidrofilne pore u plazma membrani označene kao jonski kanali. Postoji više od 100 različitih tipova jonskih kanala, od kojih je manji broj spečifican samo za određeni jon, dok ostali propuštaju više različitih jona i male hidrofilne molekule. Kanali omogućavaju prenos molekula samo kada su otvoreni. Postoje kanali koji su stalno otvoreni, među kojima najcešću formu predstavljaju takozvani K+ ''cureći'' kanali, i kanali koji postoje u zatvorenoj i otvorenoj formi, a prema mehanizmu otvaranja se dele u tri grupe. Prvu grupu čine voltažno-zavisni kanali koji za otvaranje zahtjevaju promjenu membranskog potencijala. Druga grupa su ligand-zavisni kanali koji se otvaraju kada se ligand veže za kanalski protein i uslovi njegove konformacione promjene, što za posljedicu ima otvaranje kanala za prolaz jona. Primjer liganda koji djeluju preko ligand-zavisnih kanala jesu brojni neurotransmiteri. Treća grupa su mehanički-zavisni kanali kod kojih je otvaranje uzrokovano mehaničkim pomjeranjem stereocilija .

12

2.Različita propustljivost membrane za različite molekule

3.Transportni proteini

Drugu grupu transportnih proteina koji omogućavaju membranske transportne procese čine proteini transporteri (nosači ili permeaze). Ovi proteini su takođe integralni membranski proteini i imaju sposobnost da za sebe vežu specifične molekule, a zatim prolaze kroz seriju konformacionih promjena što omogućava prolaz tih molekula kroz membranu. Transport putem transportera odvija se nešto sporije u odnosu na transport kroz jonske kanale. Membranski transport se može odvijati na više načina (slika 4). Transport jona i malih

13

molekula kroz membranu odvija se: a) prostom difuzijom, b) olakšanom difuzijom ili pasivnim transportom i c) aktivnim transportom. Nasuprot tome, transport makromolekula, uključuje drugačije mehanizme koji su uvek praćeni morfološkim promjenama ćelijske membrane, koje su vidljive na elektronskoj mikroskopiji. U odnosu na smjer prijenosa makromolekula, postoje dva oblika transporta: a) endocitoza, koja predstavlja unos makromolekula i b) egzocitoza, koja predstavlja transport makromolekula van ćelije.

4.Različiti tipovi transporta kroz membranu

Prosta difuzija

Prosta difuzija je proces spontanog kretanja molekula i drugih čestica u rastvoru iz sredine veće koncentracije u sredinu sa manjom koncentracijom, odnosno u smjeru koncentracionog gradijenta. Za proces difuzije nije potrebna energija. Procesom difuzije kroz plazma membranu prolaze mali, nepolarni molekuli, npr. gasovi, kao što su O2, CO2, N2, koji lako i brzo difunduju kroz fosfolipidni dvosloj.

Olakšana difuzija ili pasivni transport

Olakšana difuzija ili pasivni transport je proces kojim se kroz ćelijsku membranu prenose molekuli koji se ne rastvaraju u lipidama (polarne i jonizovane supstance), posredstvom transportnih proteina. Ovaj proces je sličan prostoj difuziji,jer se odvija u smjeru koncentracionog ili električnog gradijenta. Olakšana difuzija ne zahtjeva utrošak energije. Olakšana difuzija može se odvijati preko jonskih kanala izgrađenih od kanalskih proteina ili preko proteina nosača. Jonskim kanalima transportuju se uglavnom specifični

14

neorganski joni, uključujući Na+, K+, Ca2+ i Cl-, u smjeru njihovog elektrohemijskog gradijenta. Jonski kanali su naročito značajni na membranama nervnih i mišicnih ćelija, gde direktno učestvuju u uspostavljanju membranskog potencijala i omogućavaju transmisiju elektrohemijskih signala.

Aktivni transport

Aktivni transport je proces kojim se kroz plazma membranu transportuju naelektrisani i polarni molekuli suprotno njihovom elektrohemijskom gradijentu, uz pomoć proteina nosača specifičnih za molekule koji se transportuju i uz utrošak energije. Za ovaj membranski transportni proces, dakle, neophodno je prisutvo proteina transportera, a sama priroda procesa, kao i u slučaju pasivnog transporta posredovanog transporterima, slična je reakciji enzim-supstrat. Ta sličnost se ispoljava postojanjem strukturne specifičnosti transportera za molekul koji transportuje, saturacione kinetike i mogućnosti djelovanja inhibitora na transportni proces. Saturaciona kinetika podrazumjeva postojanje maksimalne brzine Vmax transporta koja se postiže kada su sva vezujuća mjesta na transporteru zauzeta molekulom koji se transportuje. Vmax je karakteristika svakog transportera, kao i konstanta Km koja se odnosi na afinitet transportera i predstavlja koncentraciju supstance koja se transportuje pri kojoj je brzina transporta jednaka polovini maksimalne brzine. Aktivni transport se redovno odvija nasuprot elektrohemijskom gradijentu, te ovaj proces uvek zahteva odredeni utrošak energije. U zavisnosti od izvora energije, odnosno načina povezivanja proteina transportera sa energetskim izvorom, razlikuju se: a) primarni aktivni transport, gde se koristi energija dobijena hidrolizom ATP-a i b) sekundarni aktivni transport, gde se koristi energija jonskog gradijenta.

Primarni aktivni transport

Primarni aktivni transport se ostvaruje pomoću ATP-pumpi, transportera koji imaju ATP-aznu aktivnost i koriste enegiju dobijenu hidrolizom ATP-a za prenos jona ili malih molekula kroz membranu nasuprot njihovom elektrohemijskom gradijentu. Postoje tri osnovne klase ATP-pumpi i predstavnici svake od ovih klasa su zastupljeni na membranama prokariotskih i eukariotskih ćelija. Prva klasa obuhvata P-tip ATP-pumpi, koje strukturno predstavljaju višeprolazne transmembranske proteine. Ovo je najznačajnija grupa ATP-pumpi i uključuju većinu pumpi odgovornih za uspostavljanje i održavanje gradijenta Na+, K+, H+ i Ca2+ kroz plazma membranu.

15

5. Na/K pumpa

,Na /K pumpa aktivno ispumpava Na+ iz ćelije, a upumpava K+ u ćeliju nasuprot njihovim elektrohemijskim gradijentima. Ovaj proces je moguć uslijed hidrolize ATPa koja obezbjeđuje energiju za transport jona, te se Na+-K+ pumpa često naziva i Na+/K+ATPaza. Tipicna ćeliija utroši oko jedne trećine ukupne energije, odnosno količine ATP-a kako bi obezbjedila rad ove pumpe.

6.Tipovi aktivnog transporta

Sekundarni aktivni transport.

16

Sekundarni aktivni transport se odvija posredstvom proteina nosača koji koriste energiju elektrohemijskog gradijenta nekog jona. Ovi nosači djeluju kao kuplovani (vezani) transporteri, pri čemu transport jednog molekula koji se prenosi suprotno svom elektrohemijskom gradijentu striktno zavisi od transporta drugog molekula, odnosno jona, koji se prenosi u smjeru svog elektrohemijskog gradijenta. Postoje dva vida sekundarnog aktivnog transporta u zavisnosti od smjera u kome se oba molekula transportuju (Slika 6): a) kotransport ili simport, pri čemu se oba molekula transportuju u istom smjeru i b) kontratransport ili antiport, pri čemu se transport jednog molekula vrši u suprotnom smjeru u odnosu na transport drugog molekula .Sekundarni aktivni transportni sistemi su zastupljeni na membrana skoro svih ćelija u organizmu. Plazma membrane ćelija intestinalnog epitela i bubrežnih tubula, na primer, sadrže brojne simportere koji koriste energiju Na+ gradijenata.

TRANSPORTERI LIJEKOVA

Transporteri su integralni membranski proteini koji posreduju u prometu materija u i iz stanica pomoću aktivnih i pasivnih mehanizma.Transporteri mogu biti klasificirani kao uvozni ili izvozni prevoznici koji se nalaze pri bazolateralnoj ili apikalnoj strani membrane polariziranih stanica. Izvozni transporteri uključuju ATP vezujuće nosače (ABC) i proteinske nosače za eliminaciju raznih toksičnih supstanci iz stanica (MATES). Uvozni transporteri su zaduženi za transport aniona (OAT i OTAP), katjona(OTAP) i oligopeptidaOsim fizioloških supstanci, i lijekovi mogu biti supstrati koji se transportuju nekim od navedenih vidova transporta. Tokom posljednjeg desetljeća, sve veći naglasak je stavljen na nužnost istraživanja uticaja genetskih varijacija kod membranskih transportera na farmakokinetiku i toksičnost brojnih terapijskih lijekova. Dok je većina farmakogenetičkih istraživanja provedena u odnosu na klasične gene koji kodiraju ATP-ovisne transportere (ABC) , kao što su ABCB1 (P glikoprotein), ABCC2 (MRP2), a ABCG2 (BCRP), više studija koje se provode u posljednjih nekoliko godina obuhvataju gene koji kodiraju transportere otopljenih supstanci (SLC) koji posreduju u staničnom unosu lijekova, kao što su SLCO1B1 (OATP1B1) i SLC22A1 (OCT1). Distribucija ABC i SLC transportera u tkivima ja ključna za farmakokinetiku, kao što su crijeva (apsorpciju), krvno-moždana barijera (distribucija), jetra (metabolizam), i bubrezi (izlučivanje) i snažno sugeriše kako genetske varijacije povezane s promjenama u proteinima ili funkciji ovih prijenosnika može imati značajan utjecaj na sistemske izloženosti lijeku i toksičnosti. Transportni proteini bude sve veći interes u brojnim područijma, uključujući onkologiju, s obzirom na njihovu ulogu kako u procesima koji regulišu farmakokinetička svojstva lijekova (apsorpcija, distribucija i eliminacija) i tako razvoj stanične otpornosti na lijek kroz smanjen unos ili povećanu eliminaciju. Djelovanje uvoznih i izvoznih transportera s enzimima faza I i II metabolizma je neophodno za sekvencijalno odvijanje transporta na bazolateralnoj i apikalnoj strani membrane. Na primjer, u jetri, transporter organskih aniona, polipeptid B1(OATPB1), može kao svoj supstrat transportovati neki lijek iz krvi portalne vene u hepatocit. Nakon metabolizma, drugi prijevoznici poput MDR1 mogu biti zaslužni za eliminaciju metabolita tog lijeka iz hepatocita. Transporteri mogu uticati na apsorpciju, distribuciju u tkivima i eliminaciju lijekova. Osim toga, uključeni su u određivanje koncentracije lijekova u plazmi i perifernim tkivima, čime direktno utiču na djelotvornost i moguću toksičnost lijeka.

17

Polimorfizmi, pogotovo jednonukleotidni polimorfizmi, se najčešće susreću kod transportera, a neki od njih imaju znatan utjecaj na njihovu aktivnost. Učinak tih polimorfizama na farmakokinetiku lijekova može imati kliničke implikacije pogotovo za lijekove koji imaju uzak terapijski indeks, za one koji ispoljavaju znatnu varijabilnost kod aplikacije različitim pacijentima a i varijabilnost u djelovanju kod pojedinačnog pacijenta. Funkcionalne genomske studije provedene su s naglaskom na nonsynonymous polimorfizama-transportera lijekova. Glavni rezultati tih studija sažeti su kako slijedi: nonsynonymous SNP ima mogućnost da mijenja funkciju i može uticati na interakcije supstrata i inhibitore transportera, ali obično se dešava da utiču na količinu transportera na staničnoj membrani kroz promjene u stabilnosti proteina, substaničnoj lokalizaciji ili transport kroz membranu, neki nonsynonymous SNP može izazvati i supstrat ovisne promjene u funkciji transportera; rijetke nonsynonymous mutacije ( <1%) češće pokazuju smanjenu funkciju od uobičajenih nonsynonymus varijanti. Višestruke mutacije u jednom transporteru mogu rezultirati umanjenom funkcijom istog.

7. Lokalizacija ABC i SLC transportera koji sudjeluju u farmakokinetici, posebno nakon oralne primjene: apsorpcija iz probavnog trakta, unos u jetru, i eliminacija putem žuči.

ATP OVISNI TRANSPORTERI (ABC)

18

Transporteri koji se bave transportom lijekova su uglavnom članovi ATP-ovisnih ABC

transportera, najveća grupacija transmembranskih proteinia koji vežu ATP i koriste energiju

za prevoz raznih supstanci preko staničnih membrana. Ovi prevoznici su klasificiraniu sedam porodica (ABCA da ABCG) na temelju nukleotida vezujućeg domena i transmembranskog domena. ABC transporteri su uočeni u staničnim membranama tkiva ekskretornih organa gdje su izlučivanje tvari iz organa ili tijela odvija nasuprot koncentracionom gradijentu (npr. izlučivanje u žuč). Zbog svoje uloge u odstranjivanju kemoterapijskih i drugih lijekova iz ciljanih stanica, oni su bili poznati kao transporteri za razne lijekove (MDR-ovi). Postoji najmanje 49 ABC gena koji determinišu ABC transportere, ali uglavnom ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC3 i ABCG2 imaju uticaj na transport lijekova. . Ljudski ABCB1 (MDR1) gen koji se nalazi na hromosomu 7q21 se sastoji od 29 eksona. Više od 50 SNP i drugih polimorfizmama utiču na funkciju ABCB1 gena koji kodira transporter P-glikoprotein (P-gp). P-gp supstrati su otrovni ksenobiotici i drugi uobičajeno korišteni lijekovi npr. hemoterapeutici uključujući antracikline, vinka alkaloide, taksane, i etoposide; tirozin kinazu, inhibitore kao što su, imatinib, nilotinib i dasatinib; inhibitore HIV proteaze i inhibitor HMG-CoA. P glikoprotein izraženo djeluje u jetri, bubregu, crijevima i endotelnim stanicama krvno-moždane barijere. P-gp štiti stanice od toksina ali i uzrokuje pojavu multirezistentnog fenotipa na lijekove u malignim stanicama. Sinonim SNP u eksonu 27 (C3435T) bio je prva genska varijacija povezana s promijenjenom ekspresijom u ljudskom probavnom traktu, iako SNP ne mijenja kodiranu aminokiselinu. Ekspresija PGP-a u dvanaesniku pojedinaca s CC genotipom bila je dva puta veća kada se

usporede s onom kod osoba s genotipom TT i bila je povezana sa znatno smanjenim plazma koncentracijama PGP digoksin supstrata nakon oralne primjene, sugerirajući da je apsorpcija digoksina bila je niža kod osoba s visokom PGP ekspresijom.Međutim, nakon relevantne studije dobiveni su neskladni rezultati.Klopidogrel je P-gp supstrat i inhibicijom Pgp-a pokazao se uticaj na bioraspoloživost klopidogrela. Osim toga, nagovješteno je da pojedinci s genetskim varijacijama u ABCB1 (posebno oni koji su TT homozigoti za C3435T varijacijom) kada se tretiraju s klopidogrelom, imaju niže razine aktivnih metabolita lijekova, a time možda imaju veće stope nuspojava kao kliničke ishode. Relevantna studija koja se temelji na zemljama francuskog registra pokazala je da je među pacijentima koji su imali infarkt miokarda i koji koriste klopidogrel, nositelji dvije varijante alela 3435C-T imala višu stopu kardiovaskularnih događaja (smrt od bilo kojeg uzroka, blaži moždani udar, ili infarkt miokarda) u jednoj godini od onih s ABCB1 divljim tip genotipom. U drugoj studiji naveden je povećan rizik od povratnog ishemijskog ataka kod nositelja dviju varijanti alela 3435C-T liječenim klopidogrelom. Osim toga, takodje se dokazalo da zdravi dobrovoljci nosi koji nose ABCB1 3435C4T imaju smanjenu mogućnost agregacije trombocita pri terapiji klopidogrelom. Iako ovi rezultati nisu replicirani u naknadnoj studiji, prema postojećim podacima, CYP2C19 polimorfizmi pokazuju uticaj na učinak klopidogrela kod liječenja. Trenutno, ABCB1 genotipizacija se ne preporučuje za predviđanje reagiranja organizma na klopidogrel.U stvari, učinak ABCB1 polimorfizama na bioraspoloživost i djelotvornost lijeka nije razjašnjen, zbog sljedećih razloga: visoka genetska varijacija ABCB1 u različitim populacijama, varijabilnost u određenom SNP utiče na ekspresiju / funkciju u različitim

19

organima, postoje kompenzacijski transporteri; njegova ekspresija u više organa utiče na biološke procese koji su uključeni u apsorpciju, distribuciju, eliminaciju, enterohepatična cirkulacija, ABCB1 transportuje velik broj supstrata, osim toga, fiziologija i bolest ispoljavaju uticaj na transport lijekova. ABCB1 polimorfizmi također mogu biti povezani s neutropenijama i perifernim neuropatijama izazvanim korištenjem taksana. Osim toga, polimorfizmi su istraživani i za druge članove ABC grupacije, ali njihov klinički značaj nijerazjašnjen. Ostaje za zaključiti da genetske varijacije u ABCB1 mogu promijeniti dispoziciju ljekovitog supstrata, a možda i kliničke posljedice. Bitno je da se transporteri ili enzimi koji metaboliziraju ne mogu posmatrati izolirano, zbog određene razlike u metabolizmu i izlučivanju za različite supstrate ABCB1. Na primjer, ciklosporin i digoksin se transportuju preko ABCB1, ali samo ciklosporin metabolizira preko citokroma P450 3A4 (CYP3A4) . U slučaju ciklosporina, smanjenje ABCB1 funkcije koje je moguće zbog genetskih učinaka moglo bi biti nadoknađeno zbog inducirane aktivnosti CYP3A4 enzima.Unatoč nedoslijednim rezultatima i složenosti u alelima, primjećeno je da različit među različitim etničkim skupinama, ABCB1 polimorfizmi imaju uticaj na bioraspoloživost lijekova. G potfamilija iz grupe ABC transportera sastoji od polovice transportera, koji oligomerišu da bi formirali funkcionalni transporter. ABCG1, ABCG4 i ABCG5 / 8 su uključeni u ATP-ovisnu translokaciju steroida i drugih lipida. ABCG2, protein odgovoran za otpornost organizma od raka dojke (BCRP), je ABC transporter čija ekspresija je povezana s visokim razinama rezistencije prema antikancerogenim agensima, uključujući antracikline, mitoksantrone, i kamptotecine, kroz povećanje eliminacije lijekova. BCRP supstrati su hemoterapeutici poput mitoksantrona, metotreksata, topotekana, irinotekana i njegovog aktivnog analoga SN-38, inhibitori tirozin kinaze imatinib i gefitinib, ali i drugi lijekovi poput prazosina, sulfonilureje, nitrofurantoina, dipiridamola, statina i cimetidina, kao i ne-terapijski spojevi, kao što su flavonoidi iz hrane, porfirini, estron 3-sulfat (E1S), i kancerogena supstanca PhIP.Osim toga, pokazalo se da je za pacijente s smanjenom ekspresijom BCRP-a povećan rizik od dobivanja dijareje uzrokovane geftinibom, inhibitorom receptora epidermalnog faktora rasta tirozin kinaze s aktivnošću u stanicama raka pluća.ABCC grupacija uključuje višestruku otpornost vezanu za proteine MRP1/ABCC1, MRP2/ABCC2, MRP3/ABCC3, MRP4/ABCC4,MRP5/ABCC5, MRP6/ABCC6, MRP7/ABCC10, MRP8/ABCC11 iMRP9/ABCC12. Ljudski MRP / ABCC transporteri osim MRP9 /ABCC12 vrše transport organskih aniona, kao što su lijekovi konjugirani u obliku glutationa, sulfata ili glukuronata. SNP (538 G4) na ABCC11 genu je predložen da se koristi kao klinički biomarker za predviđanje hemotherapeutske učinkovitosti metotreksata. ABCC1 transporter je odgovoran za transport SN-38 metabolita iz hepatocita u intersticijski prostor. Rijetke varijante ABCC1 transportera mogu uticati na transportnu funkciju, ali je njihova niska alelna učestalost isključuje važnu ulogu u uticaju na bioraspolživost lijekova kod ljudi. Dokazi pokazuju da provjerom ABCC2 haplotipa se može predvidjeti toksičnost kod pacijenata koji nisu nositelji UGT1A1 .ABCC2 je uključen u izlučivanje diklofenaka preko žuči i ABCC2 polimorfizmi su povezani s diklofenak induciranom hepatotoksičnosti.SNP je ABCC5 i ABCG1 su povezane s irinotekan induciranom gastrointestinalnom toksičnosti u debelom crijevu bolesnika od raka što je potvrđeno u genetskoj screening studiji pomoću Affymetrix DMET Plus testa.

20

TRANSPORTERI RASTVORENIH SUPSTANCI (SLC)

Transporteri rastvorenih supstanci (SLC) nalaze se po cijelom tijelu i igraju značajnu ulogu u homeostazi stanica i distribuciji hranjive tvari. SLC prevoznici sastoje od kanala, kojima se vrši olakšani i aktivni transport i razvrstane su u dvije superfamilije uključujući 40 podgrupa. Iz ovih podgrupa transporteri koji su od važnosti za transport lijekova su SLC22A (organski kalcij transporter OCT i organski anion prijevoznici zob),i SLCO ( polipeptidi za transport aniona OATP), nekad (SLC21A superfamilija). Zob-ovi transportuju manje i hidrofilnije organske anione dok OATP-ovi prevoze velike i hidrofobne anione.

TRANSPORTNI POLIPEPTIDI ORGANSKIH ANIONA (SLCO)

Geni koji kodiraju organske polipeptide koji transportuju anione formiraju veliku familiju markera transportera organskih aniona.(SLCO). OATPs su klasificirani u obiteljima koje su označene arapskim ciframa. SLCO1 grupacija je najveća grupacija kod ljudi i uključuje gene kodiranja OATP1A2, OATP1B1, OATP1B3, iOATP1C1.Do sada, ne postoji kristalna struktura na raspolaganju za bilo koju od OATP-ova. Navodno trodimenzionalni modeli imaju OATP izgrađen molekularnim modeliranjem. Na temelju tih modela, predviđa se da će OATP-ovi sadržavati 12 transmembranskih domena s oba završetka koja se nalaze unutar stanica.Transporteri lijekova u SLCO / OATP grupaciji se uglavnom bave unutarnjim transportom lijekova u stanicama poput hepatocita i renalnih tubularnih stanica. OATP posredovano preuzimanje iz hepatocita u kombinaciji s naknadnim izlučivanjem u žuč putemtransportnih proteina, poput MRP2, često se naziva hepatobilijarno izlučivanje. Prirodni supstrati ovih transportera su žučne soli, hormoni štitnjače, prostaglandini. Neki od oblika i transportuju benzilopenicilline i statine. In vitro SLCO1B1 (OATP1B1) lijeksupstrati uključuju nekoliko HMG-CoA inhibitora reduktaze, ili statina, inhibitore angiotenzin-konvertirajućeg enzima (ACE), antagoniste receptora za angiotenzin II, antidijabetik Repaglinid, i antitumorske lijekove metotreksat i irinotekan. SLCO1B1 je ključni mehanizam u transportu pravastatina, rosuvastatina, pitavastatina, simvastatina, fluvastatina, atorvastatina, lovastatina i cerivastat ina preko sinusoidalne membrane stanica jetre s većim značajem za hidrofilnije statine. Međutim, neki statini,kao fluvastatin i rosuvastatin također su supstrati OATP-ova. Šesnaest SNPs su opisani za SLCO1B1.Nonsinonimus polimorfizam u SLCO1B1 (kodiranje DNK c.521 T4C, proteina p.V174A, RS4 149 056) je bio povezan s farmakokinetikom nekoliko često propisivanih lijekova. Ovouključuje i neke, ali ne sve statine tj.. fluvastatin i to polimorfizam također može biti povezan s nuspojavama statina. Ovaj polimorfizam smanjuje sposobnost OATPB1 za transport aktivnog simvastatina i drugih statina iz portalnog krvotoka što rezultira izrazito povećanim koncentracijama statina u plazmi, a time i povećanje rizika od statin inducirane miopatije i

21

smanjenja terapijskog indeksa statina. SLCO1B1 polimorfizmi utiču na farmakokinetiku antihistaminika feksofenadina, antagonista receptora endotelina A atrasentana i antidijabetika repaglinida. Dakle, SLCO1B1 c.521CC genotip je povezan s oko 60-190% povećanjem, a SLCO1B1 * 1B / * 1B genotip s oko 30% smanjenjem površine ispod krive koncentracija u plazmi-vrijeme za repaglinid. SLCO1B1 genotip može utjecati na farmakokinetiku ezetimib-glukuronida. Osim toga, SLCO1B1 * 15 haplotip (ili 521 T4C genotip) rezultira smanjenom aktivnošću metabolita irinotekana, SN-38, iz sistemske cirkulacije, što dovodi do povećanih plazma koncentracija SN-38 i povećanog rizika od neutropenije. Štoviše, neke SLCO1B1 varijante povezane u s poboljšanim klirensom metotreksata što može povećati rizik od gastrointestinalne toksičnosti metotreksata u liječenju djece s akutnom limfoblastičnom leukemijom. Dokazi o kliničkom značaju polimorfizama kod drugih OATP-ova je ograničen. Pokazalo se da OATP1A2 polimorfizam je povezan s eliminacijom imatiniba. Polimorfizmi OATP2B1 su povezani s farmakokinetikom feksofenadina.

POLIPEPTIDNI TRANSPORTERI ANIONA I MIOPATIJA INDUCIRANA STATINIMA

Farmakogenomika polipeptidnih transportera aniona uključena je u brojne nuspojave, obuhvatajući hemoterapijske agense i statine. Konkretno, kao što je već spomenuto,statini mogu izazvati miopatiju. Incidencija miopatije je 1 /10.000 pacijenata (za standardne doze 20-40 mg simvastatina), ali se povećava sa većim dozama (npr.doze od 80 mg simvastatina). Statin inducirana mišićna toksičnost najčešće se manifestira kao asimptomatski porast koncentracije kreatin fosfokinaze (CPK) i u najtežim slučajevima može uzrokovati rabdomiolizu i smrt. Mehanizam oštećenja mišića je nejasan i razne hipoteze su predložene, uključujući najnovije, prema kojim, atrogin 1, gen uključen u uzrokuvanju mišićine atrofije, sudjeluje u patogenezi statin inducirane toksičnosti. Razne studije na različitim genima su provedene, ali većina nalaza ili su pokazala su nisku odds ratio, ili nisu se mogli replicirati. Nedavno, jedna velika studija sa mnogo tretiranih ispitanika sa 80 mgsimvastatina je pokazala snažnu povezanost simvastatin inducirane miopatije i transportnog proteina B1 OATPB1, gena za transporter SLCO1B1 i posebno nekodirajućeg SNP OATP1B1 . Ovaj polimorfizam smanjuje jetreni transport simvastatina s naknadnim povećanjem plazmatske koncentracije lijeka. Ovaj rezultat je naknadno repliciran u studiji u kojoj je učestvovalo 16 644 osoba kojima su aplicirane niže doze simvastatina (40 mg).Štoviše, nije poznato da li je učinak lijeka ili djelovanje klase. Dakle, u nedavnom istraživanju teške miopatije u skupini pacijenata koji koriste razne statine SLCO1B1 RS4 363 657 genotip nije bio značajno povezan s miopatijom kod bolesnika liječenih atorvastatinom. Osim toga, CYP polimorfizmi su umješani u statin inducirane rabdomiolize.

TRANSPORTERI ORGANSKIH ANIONA (OATP)

22

Transportni proteini 1-10 (OAT 1-10) predviđa se da će biti transmembranski proteini sa 12

domena i sa oba završetka intracelularno. Nekristalografična struktura je opisana za OAT-

ove. OAT1 i OAT3 se nalazi u bazolateralnoj membrane stanica proksimalnih tubula u

bubregu i odgovorni su za reapsorpciju lijeka iz krvi u stanice. OAT4 se nalazi u apikalnoj

membrani ljudskih proksimalnih tubularnih stanica te je odgovoran za koncentrisanje lijekova

u lumenu i reapsorpciju estron sulfata i urata iz lumena ćelije. Ekstarenalne lokacije OAT-ova

uključuju BBB (blood brain barier), placentu, nazalni epitel i jetru 48. SNP je opisan za

OATP-ove. Kliničke studije su istraživale uticaj nesinonim polimorfizama u kodiranim regijama OATP-ova i pokazali da samo nekoliko njih ispoljava učinak na transportnu funkciju. Međutim, uloga sinonim SNP i uloga ne sinonim SNP kod non kodirajućih regija nije istražena. Nadalje, to je ostavilo razumnu sumnju da nepoznati SNP-ovi također mogu postojati.

TRANSPORTERI KATJONA(OCT)

Transporteri katjona sadrže tri podtipa transportera namjenjenih za olakšanu difuziju i to su: OCT1 (kodira SLC22A1 gen), OCT2 (SLC22A2), i OCT3 (SLC22A3) .OCT1 (SLC22A1)i OCT2 (SLC22A2). Pretpostavlja se da su ograničeni uglavnom na organe poput jetre i bubrega,ali OCT3 (SLC22A3) pokazuje mnogo širi dijapazon tkiva uključujući i skeletne mišiće, srce, mozak i posteljicu. OCT supstrati uključuju lijekove: metformin, antagonist histaminskih receptora cimetidin i antivirusne lijkove poput aciklovira. Endogeni supstrati OCT-ova uključuju acetilholin i kateholamine. Sugerirano je da OCT1 i OCT2, igraju ključnu ulogu u distribuciji i fizološkom odgovoru na metformin i da genetske varijante ovih transportera su povezane s varijacijama u farmakokinetici i anti-dijabetičkoj aktivnosti lijeka. U dodatku, istraživanje polimorfizama kodirajućih regija kod tih gena ukazuje na njihovu povezanost sa cisplatin induciranom nefrotoksičnosti i ototoksičnosti.

ZAKLJUČAK

Farmakogenomika enzima faze II koji metaboliziraju lijekove i transportera ima kliničke implikacije za sigurnost i djelotvornost lijeka. Međutim, kako isti lijek može biti supstrat za različite enzime i različite transportere, teško je razjasniti uticaj svakog polimorfizma. Ispitivanje uticaja više polimorfizama bi moglo biti više klinički značajno, iako je to metodološki izazov. Osim toga, kliničko ispitivanje se može uveliko olakšati uključivanjem farmakogenomike u dizajnu faze II kliničkih ispitivanja.

23

ODD-RATIOOmjer [1] [2] [3] je mjera veličina učinka, opisujući snagu udruge ili ne-samostalnosti između dviju binarnih vrijednosti podataka. Ona se koristi kao opisni statistici, i igra važnu ulogu u logističke regresije. Za razliku od drugih mjera udruživanja za uparenih binarnih podataka poput relativnog rizika, omjer tretira dvije varijable se u usporedbi simetrično, a može se procijeniti pomoću neke vrste ne-slučajnih uzoraka.

LITERATURA:

24

Yinnakopulou E Ch, The Pharmacogenomics Journal (2013) 13, 105-109: Pharmacogenomics of Phase II metabolizing enzymes and drug transporters: clinical implications

Đorđević N,Janković S : Farmakogenetika-budućnost medikamentozne terapije: http://publisher.medfak.ni.ac.rs/2007-html/3 (preuzeto 09.05.2013)

Topić E, Osnovi i primjena farmakogenetike: www.pharma.unizg.hr/ (preuzeto 27.04.2013)

Dragičević A, Šumić A, Krljanac B: Transport kroz membranu http://poincare.matf.bg.ac.rs/ (preuzeto 03.05.2013)

25