P-glycoprotein and BCRP Inhibition assay
Features
P-glycoprotein 및 BCRP inhibition assay (IC50) 를 통해 화합물의 잠재적인 약물상호작용 가능성 확인이 가능합니다.
- P-gp는 장, 뇌 및 신장을 포함한 많은 조직에서 가장 잘 알려진 efflux transporter중의 하나이며, BCRP (Breast cancer resistance protein/ABCG2)는 위장관, 간, 신장, 뇌 내피, 유선 조직, 고환 및 태반에서 발현되는것으로 알려져 있습니다.
- P-gp의 억제는 여러 약물상호작용에 관여하는 것으로 보여지고 있습니다. 예를 들어, clarithromycin은 P-gp 기질인 digoxin의 수송을 억제하여 임상적으로 유의미한 plasma exposure 증가 및 renal clearance의 감소를 초래할 수 있습니다.
- BCRP의 억제 또한 여러 약물상호작용에 관여하며 특히, rosuvastatin과 atorvastatin과 같은 특정 statin (common co-medications)과 관련된 상호작용을 담당하여 흡수 및 이후 exposure을 증가시킵니다.
- ITC, FDA, EMA는 P-gp와 BCRP가 약물의 흡수 및 배설에 임상적으로 중요하기 때문에 이들 수송체 매개의 약물상호작용 가능성을 조사할 것을 권장하고 있습니다.
Assay Design
| 항목 | P-gp | BCRP |
|---|---|---|
Substrate |
10 μM [3H] Digoxin | 10 μM [3H] Estrone 3-sulfate |
Test Article Concentration |
~ 7 point | ~ 7 point |
Number of Replicates |
3 (triplicates) | 3 (triplicates) |
Direction |
bidirectional transport method | bidirectional transport method |
Incubation Time |
1 hours | 1 hours |
Temperature |
37 ℃ | 37 ℃ |
Growth Period |
4-5 days | 4-5 days |
Analysis Method |
LC-MS/MS quantification | LC-MS/MS quantification |
Data Delivery |
- Papp - Efflux Ratio (Papp BtoA / Papp AtoB) - % Recovery |
- Papp - Efflux Ratio (Papp BtoA / Papp AtoB) - % Recovery |
Data
Figure 1. Inhibitory effect of representative inhibitor on bidirectional transport activity using probe substrates in MDCKII-MDR1 (A) and MDCKII-BCRP (B) cells
Q&A
1. P-gp 및 BCRP 의 저해능 평가 연구가 중요한 이유는 무엇입니까?
P-gp는 가장 잘 알려진 efflux transporter 중의 하나입니다. 소장, 뇌, 간, 신장을 포함한 여러 조직에 발현되며, 임상에서 P-gp의 억제는 약물상호작용의 원인으로 알려져 있습니다. 예를 들면, Clarithromycin은 P-gp의 기질인 Digoxin의 수송을 억제하여 혈장내 농도 증가 및 신장 제거율(renal clearance) 감소를 일으킬 수 있습니다. International Transporter Consortium (ITC), FDA, EMA 가이던스는 P-gp가 임상적으로 약물의 흡수 및 배설에 중요하기 때문에 P-gp 매개의 상호작용 가능성에 대한 연구를 권장하고 있습니다.
Breast cancer resistance protein (BCRP;ABCG2)은 위장관, 간, 신장, 뇌 내피, 유방 조직, 고환 및 태반의 apical 에 발현되는 ATP-binding cassette drug efflux transporter입니다. 소장 내 BCRP 억제는 임상적으로 약물 상호작용의 원인으로 알려져 있습니다. 예를 들면, BCRP 억제제인 fostamatinib은 BCRP 기질인 rosuvastatin의 수송을 억제하여 체내 혈중농도를 유의하게 증가시키게 됩니다. 또한, 임상적으로 관련된 ABCG2의 genetic polymorphism은 시판되는 약물의 약동학(e.g., irinotecan, rosuvastatin, atorvastatin, sulfasalasine, topotecan) 및 독성(e.g., gefitinib-induced diarrhoea)에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. ITC, FDA, EMA 지침은 약물의 흡수 및 배설에 중요하기 때문에 BCRP 매개의 상호작용 가능성에 대한 연구를 권장하고 있습니다.
2. P-gp 및 BCRP 의 저해능 평가 방법에 대해 설명해 주세요.
Bi-directional transport method은 P-gp 및 BCRP 억제제를 식별하는데 사용되는 방법이며 FDA 가이던스에서 현재 권장되는 실험 방법입니다. MDCKII-MDR1, MDCKII-BCRP 세포주는 P-gp와 BCRP 억제를 조사하기 위해 일반적으로 사용되는 in vitro model입니다. 세포를 transwell-insert plate에 seeding하고 실험 전 4일동안 confluent monolayer를 형성하도록 세포를 배양합니다. 이후, 특이적 기질인 [3H]Digoxin (P-gp)/ [3H]Estrone-sulfate(BCRP) 와 시험물질을 혼합하여 세포의 donor 측 (apical to basolateral 또는 basolateral to apical) 에 처리하고 recevier 측 으로 투과된 기질 약물의 농도를 liquid scintillation counter 또는 LC-MS/MS 로 측정합니다.
FDA 가이던스(In vitro metabolism- and transporter-mediated drug-drug interaction studies, 2017, 2020) 및 EMA 가이드라인(2012) 은 시험물질이 P-gp 및 BCRP 의 기질 또는 억제제인지를 결정하기 위해 in vitro 실험을 진행할 것을 권장하고 있습니다