Поветко Мария Ивановна — ассистент кафедры фармацевтической технологии, очный аспирант кафедры фармакологии.
Рязань
Mariya I. Povetko — Assistant at the Department of Pharmaceutical Technology, full-time postgraduate Student at the Department of Pharmacology.
Ryazan
Мыльников Павел Юрьевич — к. б. н., доцент кафедры фармакологии.
Рязань
Pavel Yu. Mylnikov — PhD, Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor of the Department of Pharmacology.
Ryazan
Щулькин Алексей Владимирович — д. м. н., доцент, профессор кафедры фармакологии.
Рязань
Aleksey V. Shchulkin — PhD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor, Professor of the Department of Pharmacology.
Ryazan
Якушева Елена Николаевна — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России.
Рязань
Elena N. Yakusheva — PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Pharmacology.
Ryazan
Актуальность. BCRP (human breast cancer resistance protein — белок резистентности рака молочной железы человека) (ABCG2, MXR; ABCP) — эффлюксный АТФ-зависимый белок-транспортёр, играющий важную роль в фармакокинетике широкого спектра лекарственных веществ. Для повышения безопасности проводимой терапии и прогнозирования развития фармакокинетических межлекарственных взаимодействий международные регуляторные органы рекомендуют тестировать лекарственные вещества на принадлежность к субстратам и ингибиторам BCRP. На доклиническом этапе исследования проводятся в основном in vitro на линиях клеток гиперэкспрессирующих BCRP.
Цель исследования. Разработать и экспериментально обосновать методику тестирования лекарственных веществ на принадлежность к субстратам и модуляторам активности BCRP в опытах in vivo.
Материалы и методы. В исследовании использовали 6 половозрелых самцов кроликов породы Советская Шиншилла, массой 3000–4000 г. В качестве классического субстрата BCRP выбрали сульфасалазин, который вводили внутрижелудочно в дозе 125 мг/кг. Для оценки его фармакокинетики у животных после введения сульфасалазина из ушной вены забирали кровь через — 0,25 ч; 0,5 ч; 1 ч; 1,5 ч; 2 ч; 3 ч; 5 ч; 8 ч; 12 ч; 24 ч. В качестве известного ингибитора транспортёра применяли кверцетин, который вводили животным внутрижелудочно в дозе 100 мг/кг однократно и курсом (25 мг/кг) 7 дней один раз в день. После однократного и курсового введения кверцетина животным вновь вводили сульфасалазин и оценивали его фармакокинетику. Концентрацию сульфасалазина в плазме крови анализировали методом ВЭЖХ-МС/МС. Фармакокинетические параметры рассчитывали модельнонезависимым методом. Достоверности различий оценивали дисперсионным анализом исходя из логнормального распределения данных. Результаты. При однократном введении ингибитора BCRP кверцетина кроликам из всех протестированных фармакокинетических параметров сульфасалазина достоверно повышалась только Cmax, а остальные показатели (AUC0-t; AUC0-∞ и T1/2) достоверно не изменялись (p > 0,05). При курсовом введении ингибитора BCRP наблюдали достоверное увеличение значений Cmax в 3,1 раза, AUC0-t и AUC0-∞ в 2,81 раза (p = 0,0048**) и в 2,49 раза (p = 0,0192*) соответственно субстрата транспортёра сульфасалазина, что свидетельствует о снижении активности BCRP. Ингибирование при этом зависит от длительности введения кверцетина, что подтверждается достоверным различием фармакокинетических параметров между сериями однократного и курсового введения вещества (p < 0,05).
Заключение. Разработана и экспериментально обоснована оригинальная методика тестирования лекарственных веществ на принадлежность к субстратам и модуляторам активности BCRP в экспериментах in vivo с использованием в качестве тест-системы кроликов-самцов породы Советская Шиншилла, в качестве субстрата транспортёра — сульфасалазина (125 мг/кг), а его ингибитора — кверцетина при однократном (100 мг/кг) и курсовом (25 мг/кг 7 дней) введении.
Relevance. BCRP (Human Breast Cancer Resistance Protein) (ABCG2, MXR; ABCP) is an efflux ATP-dependent transporter protein that plays a crucial role in the pharmacokinetics of a wide range of drugs. To enhance therapeutic safety and predict potential pharmacokinetic drug-drug interactions, international regulatory bodies recommend testing medicinal substances for their affiliation with substrates and inhibitors of BCRP. Preclinical studies are primarily conducted using cell lines that overexpress BCRP in vitro.
Objective. The aim was to develop and experimentally validate a methodology for assessing medicinal substances as substrates or modulators of BCRP activity in vivo.
Materials and methods. Six sexually mature male rabbits of the Soviet Chinchilla breed, weighing between 3000 g and 4000 g, were used in this study. Sulphasalazine was chosen as the classical substrate for BCRP and was administered intragastrically at a dose of 125 mg/kg. Pharmacokinetic evaluation involved blood sampling from ear veins at time points 0.25 h; 0.5 h; 1 h; 1.5 h; 2 h; 3 h; 5 h; 8 h; 12 h; and 24 h post-administration. Quercetin, known as a potent inhibitor of the transporter, was also administered either as a single dose (100 mg/kg) or chronically (25 mg/kg daily for seven days). After both acute and chronic quercetin administration, sulphasalazine was reintroduced, and its pharmacokinetics were assessed again. Plasma concentrations of sulphasalazine were analyzed by HPLC-MS/MS. Model-independent methods were employed to calculate pharmacokinetic parameters. Differences among groups were evaluated via analysis of variance, assuming a log-normal distribution of data.
Results. With a single administration of the BCRP inhibitor quercetin to rabbits, of all the tested pharmacokinetic parameters of sulfasalazine, only Cmax significantly increased, while the remaining parameters (AUC0-t; AUC0-∞ and T1/2) did not significantly change (p > 0.05). With the course administration of the BCRP inhibitor, a significant increase in Cmax values was observed by 3.1 times, AUC0-t and AUC0-∞ by 2.81 times (p = 0.0048**) and 2.49 times (p = 0.0192*), respectively, of the sulfasalazine transporter substrate, indicating a decrease in BCRP activity. In this case, inhibition depends on the duration of quercetin administration, which is confirmed by a significant difference in pharmacokinetic parameters between a series of single and course injections of the substance (p < 0.05).
Conclusion. An original method has been developed and experimentally validated for testing medicinal compounds as substrates or modulators of BCRP activity in vivo using male Soviet Chinchilla rabbits as test subjects, with sulphasalazine (125 mg/kg) serving as the transporter substrate and quercetin (administered either as a single dose of 100 mg/kg or as a course of 25 mg/kg/day for seven days) as the inhibitor.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.