BIOTRANSFORMACJA

BIOTRANSFORMACJA

LEKÓW: REAKCJE II FAZY

LEKÓW: REAKCJE II FAZY

MECHANIZMY OPORNOŚCI

MECHANIZMY OPORNOŚCI

WIELOLEKOWEJ

WIELOLEKOWEJ

Jarosław Paluszczak

BIOTRANSFORMACJE

BIOTRANSFORMACJE

• I faza metabolizmu – funkcjonalizacja-

wprowadzanie polarnych grup
funkcyjnych; hydroliza, redukcja

• II faza metabolizmu – koniugacja-

sprzęganie z endogennymi substratami

LEK

WYDALANIE

METABOLI

T

WYDALANIE

METABOLI

T

WYDALANIE

CYT
P450

ENZYMY II

FAZY

II faza metabolizmu leków:

II faza metabolizmu leków:

• Glukuronidacja
• Acetylacja
• Sulfatacja
• Metylacja
• Sprzęganie z glutationem
• Sprzęganie z aminokwasami

DWUETAPOWOŚĆ REAKCJI II

DWUETAPOWOŚĆ REAKCJI II

FAZY

FAZY



I ETAP

– aktywacja związku endogennego:

glukuronian

UDP-glukuronian

kwas octowy

acetylo-CoA

siarczan PAPS

metionina SAM
WYJĄTEK: lek acylo-CoA


II ETAP

– przeniesienie aktywnej grupy na

substrat – lek (wyjątek: sprzeganie z glicyną)

GLUKURONIDACJA

GLUKURONIDACJA

• ZACHODZI W MIKROSOMACH
• REAKCJI ULEGAJĄ:

– ALKOHOLE
– FENOLE
– KWASY KARBOKSYLOWE
– AMINY
– AMIDY
– SULFONAMIDY
– TIOLE

O- GLUKURONIDACJA

N- GLUKURONIDACJA

S- GLUKURONIDACJA

PRODUKTY REAKCJI SPRZĘGANIA Z

GLUKURONIANEM

SULFATACJA

SULFATACJA

• ZACHODZI W CYTOPLAZMIE
• REAKCJI ULEGAJĄ:

– FENOLE
– ALKOHOLE
– ARYLOAMINY

3’-FOSFOADENOZYNO-5’-FOSFOSIARCZAN

SPRZĘGANIE Z

SPRZĘGANIE Z

GLUTATIONEM

GLUTATIONEM

• Reakcji ulegają związki o charakterze

elektrofilowym

(epoksydy, halogenowe

węglowodory alifatyczne i aromatyczne,

alifatyczne i aromatyczne związki nitrowe,

alkeny)

• Brak etapu aktywacji
• Koniugaty glutationu wskutek odłączenia

reszt kwasu glutaminowego i glicyny oraz

reakcji N-acetylacji cysteiny są

przekształcane do kwasów merkapturowych

wydalanych z żółcią lub moczem

S-podstawiona N-
acetylocysteina

METABOLIZM NAFTALENU

METYLACJA

METYLACJA

• POWSTAJE PRODUKT O

ZMNIEJSZONEJ POLARNOŚCI

• REAKCJI ULEGAJĄ:

– ALKOHOLE i FENOLE
– AMINY ALIFATYCZNE I

AROMATYCZNE

– TIOLE

ACETYLACJA

ACETYLACJA

–

–

sprzęganie z „aktywnym

sprzęganie z „aktywnym

octanem”

octanem”

Reakcji ulegają:
• Aminy aromatyczne
• Sulfonamidy
• Aminy alifatyczne

Status acetylatora

Status acetylatora

• Wolni acetylatorzy – osoby o niskiej

aktywności acetylotransferaz,
spowolniony metabolizm niektórych
leków – redukcja dawek

• Szybcy acetylatorzy – ew. wzrost

dawki leku

SPRZĘGANIE Z AMINOKWASAMI

SPRZĘGANIE Z AMINOKWASAMI

• U człowieka najczęściej dochodzi do

sprzęgania z glicyną

• Aktywacji ulega lek ! (wyjątek)
• Reakcji ulegają aromatyczne i

heterocykliczne kwasy karboksylowe
oraz kwasy arylooctowe

OKSYDOREDUKTAZA NADPH: CHINON

(DT- DIAFORAZA)

Przyczyny indywidualnych różnic w

Przyczyny indywidualnych różnic w

skuteczności farmakoterapii

skuteczności farmakoterapii

• WARIANTY GENETYCZNE

– Miejsca uchwytu leków
– Białka transportujące leki
– Enzymy metabolizujące leki

• CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

– Pobudzenie (indukcja enzymatyczna)
– Zahamowanie (inhibicja enzymatyczna)
– Dieta, używki

• CZYNNIKI FIZJOLOGICZNE

– Wiek
– Płeć
– Funkcja wątroby i nerek
– Choroby

TYPY OPORNOŚCI

TYPY OPORNOŚCI

WIELOLEKOWEJ:

WIELOLEKOWEJ:

• WRODZONA – mechanizm obecny

jeszcze przed zastosowaniem leku

• NABYTA – indukowana pod

wpływem stosowanych leków

Mechanizmy oporności wielolekowej

Mechanizmy oporności wielolekowej

Wchłanianie leku

przez komórkę

Metabolizm

komórkowy / brak

metabolizmu

Uszkodzenie celu

komórkowego

Zatrzymanie podziałów

komórkowych / śmierć

komórki

Obniżenie

kumulacji leku w

komórce

Aktywacja ekspresji

transporterów ABC

Detoksykacja leku /

Niemożność

aktywacji leku

Aktywacja GST oraz

metalotionein

Zmiany celu

komórkowego

Mutacje i

amplifikacje genów,

wzmożona naprawa

DNA

Wyłączenie szlaków

hamujących

proliferację i

indukujących

apoptozę

Mutacje genu p53,

aktywacja Bcl-2

1. AKTYWNY TRANSPORT

1. AKTYWNY TRANSPORT

LEKU POZA KOMÓRKĘ

LEKU POZA KOMÓRKĘ

• Transportery z rodziny ABC –

integralne błonowe pompy
usuwające leki poza obręb komórki

- glikoproteina P – P-gp
- białka MRP
- MXR

STRUKTURA BIAŁKA P-gp (MDR1)

12 domen transbłonowych, 2 miejsca wiązania ATP

FUNKCJE BIAŁEK MRP

INHIBITORY P-gp

INHIBITORY P-gp

• I generacja -

werapamil

-cyklosporyna A

• II generacja -

valspodar

- biricodar

• III generacja:

zosuquidar

–

inhibitor

niekompetycyjny

inhibitory
kompetycyj
ne

ZOSUQUIDAR

2. ZMIANA KOMÓRKOWEGO

2. ZMIANA KOMÓRKOWEGO

METABOLIZMU LEKU

METABOLIZMU LEKU

• Nadekspresja GST – wzmożona

dezaktywacja leku

• Wzrost aktywności syntazy

-glutamylocysteiny

• Metalotioneiny – chelatowanie leków

alkilujących (poch. cisplatyny)

S-TRANSFERAZY GLUTATIONOWE

S-TRANSFERAZY GLUTATIONOWE

X

X

GST

GS-X

DNA

naprawa

metalotioneiny

ATP

ADP

MECHANIZMY OPORNOŚCI NA

CISPLATYNĘ

3. MODYFIKACJA

3. MODYFIKACJA

MOLEKULARNEGO CELU

MOLEKULARNEGO CELU

• Amplifikacja genu – efekt

ilościowy,

np. amplifikacja genu reduktazy

dihydrofolianowej – oporność na

metotreksat

• Mutacja genu – efekt jakościowy, lek

nie rozpoznaje zmienionej cząsteczki

– brak reakcji, np. mutacje

topoizomeraz – oporność na

irinotekan

4. ZMIANA ZDOLNOŚCI

4. ZMIANA ZDOLNOŚCI

NAPRAWY USZKODZEŃ

NAPRAWY USZKODZEŃ

• Wzmożona naprawa DNA przez

0-6-alkilotransferazę – brak
efektu cytotoksycznego – oporność na
leki

alkilujące DNA: karmustynę,

dakarbazynę

5. DYSFUNKCJA PROCESU

5. DYSFUNKCJA PROCESU

APOPTOZY

APOPTOZY

• Inaktywujące mutacje czynników

indukujących apoptozę, np. p53

• Aktywujące mutacje czynników

hamujących apoptozę, np. Bcl-2

SKUTEK: brak efektu

cytotoksycznego, niemożność

wywołania śmierci komórki