Modele jelitowego transportera leków Caco-2 dla bardziej przewidywalnego wchłaniania leków

Dlaczego warto używać komórek Caco-2?

Interakcje lek-lek są ważnym obszarem badań, ponieważ mogą wpływać na farmakokinetykę i bezpieczeństwo lub skuteczność jednocześnie przyjmowanych leków. Wytyczne Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) oraz Europejskiej Agencji Leków (EMA) określają potrzebę identyfikacji potencjału badanego leku jako substratu lub inhibitora istotnych klinicznie transporterów. Komórki Caco-2 są idealne do tego celu, ponieważ pochodzą od człowieka, wyrażają wiele transporterów i rosną w jednorodnej monowarstwie, która tworzy ścisłe połączenia. Komórki C2BBe1, podklon komórek Caco-2 (ATCC CRL-2101) wykorzystane w tym modelu to komórki nabłonkowe gruczolakoraka pochodzące od mężczyzny rasy kaukaskiej (w wieku 72 lat).

Rysunek 1.

Czym są modele transporterów leków Caco-2?

Aby pomóc w badaniu konkretnych transporterów, nasi naukowcy zaprojektowali linie komórkowe z pojedynczym i podwójnym nokautem transportera (KO) przy użyciu technologii CompoZr^® zinc finger nuclease (ZFN) w linii komórkowej jelit Caco-2. Nukleazy ZFN wiążą DNA w miejscu specyficznym dla sekwencji i tworzą podwójne pęknięcie nici. Pęknięcie jest naprawiane przez niehomologiczne łączenie końców, co skutkuje modyfikacjami przesunięcia ramki w pożądanym locus. Stabilne linie komórkowe zostały utworzone z klonów KO pojedynczych komórek. Celem KO są białka transmembranowe wiążące ATP (ABC), transportery, o których wiadomo, że odgrywają kluczową rolę w rozwoju oporności wielolekowej. Nasze podwójne transportery KO, MDR1/BCRP, MDR1/MRP2 i BCRP/MRP2, modele Caco-2 skutecznie tworzą model ekspresji pojedynczego transportera. W przeciwieństwie do powszechnych modeli z ekspresją pojedynczego transportera w liniach komórkowych MDCKII lub HEK293, linie komórkowe Caco-2 z podwójnym transporterem KO pozwalają na bardziej precyzyjne badanie interakcji leków z pojedynczym transporterem w bardziej fizjologicznym, ludzkim modelu komórkowym.

Zalety modeli transporterów leków Caco-2

• Model przepuszczalności jelitowej: Ekspresja wielu transporterów leków i powszechnie stosowana do przewidywania przepuszczalności leków przez ludzkie jelita oraz do badania wypływu leków
• Edycja genomu dla precyzji, wydajności i specyficzności: Linie komórkowe Caco-2 z transporterem KO wykonane przy użyciu CompoZr^® ZFN
• Wysoki poziom predykcji: Linie komórkowe Transporter KO eliminują niejednoznaczność wynikającą z niespecyficznych substratów i inhibitorów
• Spełnia wytyczne regulacyjne: Docelowe transportery leków obejmują te wymienione w wytycznych regulacyjnych dotyczących badania interakcji lek-lek (DDI) amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA), Europejskiej Agencji Leków (EMA) oraz japońskiego Ministerstwa Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej (MHLW): MDR1 (P-gp), BCRP, MRP2; oraz te o wschodzącym znaczeniu klinicznym: MRP1, MRP3, MRP4, MRP5, MRP6 i MRP7

Rysunek 2.

Analiza cymetydyny w liniach komórkowych z nokautem

Cymetydyna jest przykładem substratu krzyżowego, którego współczynnik wypływu wynosi około sześciu w macierzystej (kontrolnej) linii komórkowej. Współczynnik wypływu jest częściowo zmniejszony zarówno w komórkach MDR1, jak i BCRP, ale nie w komórkach MRP2 KO. Wynik ten sugeruje, że cymetydyna jest podwójnym substratem dla MDR1 i BCRP, co zostało potwierdzone w linii komórkowej podwójnej KO MDR1/BCRP, gdzie stosunek wypływu powraca do jedności (~ 1). Całkowite zahamowanie wypływu cymetydyny w komórkach z podwójnym KO wyraźnie pokazuje, że cymetydyna jest substratem zarówno dla MDR1, jak i BCRP (Rysunek 3).

Rysunek 3. Transport cymetydyny. Wartości są średnią +/- odchylenie standardowe, n ≥3 testy triplikatów

Dostępne modele Caco-2

Aby pomóc w badaniu wchłaniania leków przez ludzki nabłonek jelitowy, wygenerowaliśmy linie komórkowe Caco-2 z nokautem transportera (KO) przy użyciu technologii CompoZr^® ZFN.

Assay-ready Vials

• Enables direct seeding to the transwell plate from the assay-ready vials
• Eliminates time-consuming sub-culturing procedures