Variantes del gen ABCB1 como factores de riesgo y factores moduladores de la edad de inicio en pacientes mexicanos con enfermedad desmielinizante / ABCB1 gene variants as risk factors and modulators of age of onset of demyelinating disease in Mexican patients

Introducción: Las variantes C1236T, G2677T/A y C3435T del gen ABCB1 alteran la función de la glicoproteína P y el transporte de sustancias endógenas y exógenas en la barrera hematoencefálica; además, actúan como factores de susceptibilidad para algunas enfermedades neurodegenerativas.El objetivo del estudio fue determinar la asociación de polimorfismos ABCB1 (C1236T, G2677T/A y C3435T), sus haplotipos y sus combinaciones de genotipos con la enfermedad desmielinizante.MétodoSe genotipificó a 199 pacientes con enfermedad desmielinizante y a 200 controles mestizos mexicanos mediante PCR-RFLP y secuenciación Sanger para comparar las frecuencias de alelos, genotipos, haplotipos y combinaciones de genotipos entre pacientes y controles. El análisis estadístico se realizó con regresión logística y χ2 de Pearson al 95% de confianza; se calculó la OR y se evaluó la asociación con enfermedad desmielinizante.ResultadosLos haplotipos TTT y CGC fueron los más frecuentes en pacientes y controles. El alelo G2677 (OR = 1,79; IC 95%: 1,12-2,86; p = 0,015) muestra asociación con enfermedad desmielinizante, así como los genotipos GG2677 (OR = 2,72; IC 95% = 1,11-6,68; p = 0,025) y CC3435 (OR = 1,82; IC 95%: 1,15-2,90; p = 0,010) y su combinación GG2677/CC3435 (OR = 2,02; IC 95%: 1,17-3,48; p = 0,010) y el haplotipo CAT (OR = 0,21; IC 95%: 0,05-0,66; p = 0,001).Los portadores TTTTTT presentaron la edad de inicio más temprana (23,0 ± 7,7 vs. 31,6 ± 10,7; p = 0,0001).ConclusionesLa combinación de genotipos GG2677/CC3435 está asociada al desarrollo de enfermedad desmielinizante en esta muestra, principalmente en el sexo masculino, en el cual puede darse acumulación tóxica de sustratos de glicoproteína P.En este estudio, la edad de inicio de la enfermedad desmielinizante podría ser modulada diferencialmente entre sexos por el alelo G2677 del gen ABCB1. (AU)

Introduction: The C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of the ABCB1 gene alter the functioning of P-glycoprotein and the transport of endogenous and exogenous substances across the blood-brain barrier, and act as risk factors for some neurodegenerative diseases.This study aimed to determine the association between demyelinating disease and the C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of ABCB1 and its haplotypes and combinations of genotypes.MethodsPolymerase chain reaction with restriction fragment length polymorphism analysis (PCR-RFLP) and Sanger sequencing were used to genotype 199 patients with demyelinating disease and 200 controls, all Mexicans of mixed race; frequencies of alleles, genotypes, haplotypes, and genotype combinations were compared between patients and controls. We conducted a logistic regression analysis and calculated chi-square values and 95% confidence intervals (CI); odds ratios (OR) were calculated to evaluate the association with demyelinating disease.ResultsThe TTT and CGC haplotypes were most frequent in both patients and controls. The G2677 allele was associated with demyelinating disease (OR: 1.79; 95% CI: 1.12-2.86; P = .015), as were the genotypes GG2677 (OR: 2.72; 95% CI: 1.11-6.68; P = .025) and CC3435 (OR: 1.82; 95% CI: 1.15-2.90; P = .010), the combination GG2677/CC3435 (OR: 2.02; 95% CI, 1.17-3.48; P = .010), and the CAT haplotype (OR: 0.21; 95% CI: 0.05-0.66; P = .001).TTTTTT carriers presented the earliest age of onset (23.0 ± 7.7 years, vs. 31.6 ± 10.7; P = .0001).ConclusionsThe GG2677/CC3435 genotype combination is associated with demyelinating disease in this sample, particularly among men, who may present toxic accumulation of P-glycoprotein substrates.In our study, the G2677 allele of ABCB1 may differentially modulate age of onset of demyelinating disease in men and women. (AU)

ABCB1 gene variants as risk factors and modulators of age of onset of demyelinating disease in Mexican patients.

INTRODUCTION: The C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of the ABCB1 gene alter the functioning of P-glycoprotein and the transport of endogenous and exogenous substances across the blood-brain barrier, and act as risk factors for some neurodegenerative diseases. This study aimed to determine the association between demyelinating disease and the C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of ABCB1 and its haplotypes and combinations of genotypes. METHODS: Polymerase chain reaction with restriction fragment length polymorphism analysis (PCR-RFLP) and Sanger sequencing were used to genotype 199 patients with demyelinating disease and 200 controls, all Mexicans of mixed race; frequencies of alleles, genotypes, haplotypes, and genotype combinations were compared between patients and controls. We conducted a logistic regression analysis and calculated chi-square values and 95% confidence intervals (CI); odds ratios (OR) were calculated to evaluate the association with demyelinating disease. RESULTS: The TTT and CGC haplotypes were most frequent in both patients and controls. The G2677 allele was associated with demyelinating disease (OR: 1.79; 95% CI, 1.12-2.86; P =  .015), as were the genotypes GG2677 (OR: 2.72; 95% CI, 1.11-6.68; P =  .025) and CC3435 (OR: 1.82; 95% CI, 1.15-2.90; P =  .010), the combination GG2677/CC3435 (OR: 2.02; 95% CI, 1.17-3.48; P =  .010), and the CAT haplotype (OR: 0.21; 95% CI, 0.05-0.66; P =  .001). TTTTTT carriers presented the earliest age of onset (23.0 ±â€¯7.7 years, vs 31.6 ±â€¯10.7; P =  .0001). CONCLUSIONS: The GG2677/CC3435 genotype combination is associated with demyelinating disease in this sample, particularly among men, who may present toxic accumulation of P-glycoprotein substrates. In our study, the G2677 allele of ABCB1 may differentially modulate age of onset of demyelinating disease in men and women.

Relevancia clínica de la interacción entre posaconazol y digoxina: a propósito de un caso / Clinical relevance of the pharmacokinetic interaction between posaconazol and digoxin: a case report

El posaconazol es un inhibidor de la glicoproteína P (P-gp), un transportador dependiente del ATP que desempeña un papel importante en la absorción, distribución y eliminación de múltiples medicamentos. Varios estudios in vitro han demostrado que la digoxina es un sustrato de la P-gp, por lo que su administración concomitante puede dar lugar a un aumento de la absorción intestinal y/o a una disminución de la depuración renal, con el consiguiente riesgo de toxicidad digitálica. Se presenta el caso clínico de una intoxicación digitálica como consecuencia de la interacción entre posaconazol y digoxina en un paciente con fibrilación auricular, insuficiencia cardiaca y múltiples episodios de pancitopenia postquimioterapia por leucemia mieloide aguda. El paciente tuvo que ser hospitalizado por bradicardia de 30 l.p.m. Ambos medicamentos fueron suspendidos de inmediato y el paciente se recuperó sin incidencias. (AU)

Posaconazole is an inhibitor of glycoprotein P (P-gp), an ATP-dependent transporter with a role in drug absorption, distribution and elimination. Several in vitro studies have shown that digoxin is a substrate of P-gp, so concomitant administration may result in increased intestinal absorption and/or decreased renal clearance, with a consequent risk of digitalic toxicity. The clinical case of digitalis intoxication as a consequence of the interaction between posaconazole and digoxin in a patient with atrial fibrillation, congestic heart failure and multiple episodes of post chemotherapy pancytopenia due to acute myeloid leukemia is weighed. The patient had to be hospitalized for bradicardia of 30 l.p.m. Both medicines were immediately suspended and the patient recovered without major issues. (AU)

First report of nt230(del4) mutation in the MDR1 gene in German Shepherds in Southern Brazil / Primeiro relato da mutação nt230(del4) no gene MDR1 em Pastores Alemães no Sul do Brasil

ABSTRACT: The P-glycoprotein (P-gp) is a transmembrane protein encoded by the MDR1 gene that functions as a biological barrier by extruding toxins and xenobiotics out of cells. The MDR1 gene can carry a mutation called nt230(del4), which is a deletion of four base pairs resulting in the formation of a non-functional protein that may predispose to severe toxicosis, as observed in dogs with sensitivity to ivermectin. Several breeds have been described as carriers of the mutation, including German Shepherds (GS). However, the presence of the mutant allele in this breed has not been described in Brazil. This study aimed to determine the genotypic and allelic frequency of the nt230(del4) mutation in the MDR1 gene in GS from Southern Brazil. Blood samples were collected from 79 GS in the state of Rio Grande do Sul and genotype for the MDR1 gene was performed. Seventy-eight (98.7%) dogs were dominant homozygous genotype (wild) and one (1.3%) was heterozygous. This study showed that there is a low frequency (0.6%) of the mutant allele while the frequency of the wild allele is high (99.4%) in this specific population. This is the first report of the presence of the nt230(del4) mutation in the MDR1 gene in GS in Brazil. This information is important for breeders to prevent dissemination of the mutant allele in the national breeding population and international exchange of animals for breeding; for owners and veterinarians to be aware when dispensing and administering medications for GS dogs in Brazil.

RESUMO: A Glicoproteína-P é uma proteína transmembrana codificada pelo gene MDR1 que atua como uma barreira fisiológica através da extrusão de toxinas e xenobióticos para fora das células. O gene MDR1 pode carregar uma mutação chamada nt230(del4) que é uma deleção de quatro pares de bases, resultando na formação de uma proteína não-funcional que pode predispor à toxicoses graves, como as observadas em cães sensíveis à ivermectina. Diversas raças de cães foram descritas como portadoras da mutação nt230(del4), incluindo Pastores Alemães (PA). Entretanto, a presença do alelo mutante nessa raça não foi descrita em cães no Brasil. O objetivo desse estudo foi determinar a frequência genotípica e alélica da mutação nt230(del4) em PA no sul do Brasil. Amostras de sangue foram coletadas de 79 PA no estado do Rio Grande do Sul e o genótipo dos cães para o gene MDR1 realizado. Setenta e oito (98.7%) cães foram homozigotos dominantes (selvagem) e um (1.3%) tinha genótipo heterozigoto. A frequência do alelo mutante foi baixa (0.6%), enquanto a frequência do alelo selvagem foi alta (99.4%) nesta população. Este é o primeiro relato da presença desta mutação nt230(del4) no gene MDR1 em PA no Brasil. Esta informação é importante para criadores a fim de prevenir a disseminação do alelo mutante na população de criadores da raça no Brasil e programas internacionais de troca de animais para criação, para tutores e veterinários estarem conscientes quando prescreverem e administrarem medicações para cães PA no Brasil.

ABCB1 gene variants as risk factors and modulators of age of onset of demyelinating disease in Mexican patients. / Variantes del gen ABCB1 como factores de riesgo y factores moduladores de la edad de inicio en pacientes mexicanos con enfermedad desmielinizante.

INTRODUCTION: The C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of the ABCB1 gene alter the functioning of P-glycoprotein and the transport of endogenous and exogenous substances across the blood-brain barrier, and act as risk factors for some neurodegenerative diseases. This study aimed to determine the association between demyelinating disease and the C1236T, G2677T/A, and C3435T variants of ABCB1 and its haplotypes and combinations of genotypes. METHODS: Polymerase chain reaction with restriction fragment length polymorphism analysis (PCR-RFLP) and Sanger sequencing were used to genotype 199 patients with demyelinating disease and 200 controls, all Mexicans of mixed race; frequencies of alleles, genotypes, haplotypes, and genotype combinations were compared between patients and controls. We conducted a logistic regression analysis and calculated chi-square values and 95% confidence intervals (CI); odds ratios (OR) were calculated to evaluate the association with demyelinating disease. RESULTS: The TTT and CGC haplotypes were most frequent in both patients and controls. The G2677 allele was associated with demyelinating disease (OR: 1.79; 95% CI: 1.12-2.86; P=.015), as were the genotypes GG2677 (OR: 2.72; 95% CI: 1.11-6.68; P=.025) and CC3435 (OR: 1.82; 95% CI: 1.15-2.90; P=.010), the combination GG2677/CC3435 (OR: 2.02; 95% CI, 1.17-3.48; P=.010), and the CAT haplotype (OR: 0.21; 95% CI: 0.05-0.66; P=.001). TTTTTT carriers presented the earliest age of onset (23.0±7.7 years, vs. 31.6±10.7; P=.0001). CONCLUSIONS: The GG2677/CC3435 genotype combination is associated with demyelinating disease in this sample, particularly among men, who may present toxic accumulation of P-glycoprotein substrates. In our study, the G2677 allele of ABCB1 may differentially modulate age of onset of demyelinating disease in men and women.

Avaliação dos mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais por meio dos modelos ex vivo (células de Franz) e in vitro (PAMPA) / Evaluation of mechanisms involved in the permeability of antiretroviral drugs through ex vivo (Franz cells) and in vitro (PAMPA) models

Para fármacos administrados por via oral, o controle da extensão e da velocidade de absorção depende basicamente de duas importantes etapas: solubilidade do fármaco nos líquidos fisiológicos e sua permeabilidade através das membranas biológicas. Assim, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como uma ferramenta para o desenvolvimento de novos fármacos, de novas formulações e para auxiliar nos processos de bioisenção. No entanto, outro fator relacionado à biodisponibilidade e que deve ser considerado nos estudos biofarmacêuticos é o metabolismo. Desta forma, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica de Distribuição de Fármacos (SCBDF) foi proposto com a finalidade de classificar os fármacos de acordo com suas características de solubilidade e de metabolismo de modo que seja possível avaliar e predizer o comportamento do fármaco in vivo. O metabolismo tem sido amplamente investigado, sobretudo as enzimas do citocromo P450, as quais estão presentes também nos enterócitos. Além disso, o SCBDF oferece um suporte quanto à avaliação dos mecanismos de permeabilidade envolvidos nos processos de absorção, interações fármaco-fármaco e interações fármaco-alimento. Assim, o presente trabalho teve como objetivo elucidar os mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais por meio dos modelos ex vivo (câmaras de difusão vertical tipo Franz) e in vitro (PAMPA, MDCK-MDR1 e microssomas) considerando os aspectos relacionados ao metabolismo intestinal e ao efluxo destes fármacos. Dada a importância da utilização de fármacos antirretrovirais na terapia medicamentosa contra a Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (SIDA) e que estes medicamentos são normalmente administrados cronicamente, a compreensão dos mecanismos envolvidos na permeabilidade é de suma importância, uma vez que estes não estão totalmente esclarecidos e poucas informações são encontradas na literatura. Além disso, a biodisponibilidade de fármacos como estavudina, lamivudina e zidovudina indica variação na permeabilidade, necessitando de uma investigação científica mais aprofundada dos processos absortivos. Assim, segmentos de jejuno provenientes de ratos machos Wistar foram utilizados para a avaliação da permeabilidade intestinal dos referidos antirretrovirais considerando a avaliação de efluxo pela glicoproteína-P e o metabolismo intestinal pela CYP3A. De maneira complementar, estudos in vitro com o emprego de membranas artificiais paralelas (PAMPA) e culturas celulares de MDCK-MDR1 foram realizados com a finalidade de auxiliar na elucidação dos mecanismos de permeabilidade dos fármacos antirretrovirais. Além disso, a avaliação do metabolismo dos referidos fármacos foi realizada com o emprego de microssomas a fim de verificar se tais substâncias são substratos de enzimas da família CYP3A e, assim, verificar o impacto do metabolismo intestinal na absorção. Os resultados de permeabilidade obtidos em PAMPA foram: 0,74±0,11 x 10-6 cm/s para a estavudina, 0,25±0,12 x 10-6 cm/s para a lamivudina e 1,14±0,25 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Já no modelo ex vivo com o emprego de câmaras de difusão vertical tipo Franz, os resultados foram: 1,56±0,32 x 10-5 cm/s para a estavudina, 1,26±0,27 x 10-5 cm/s para a lamivudina e 2,54±0,49 x 10-5 cm/s para a zidovudina. Portanto, com base nos resultados obtidos a partir dos dois métodos empregados, sugere-se que 30 outro mecanismo de transporte que não envolva a permeabilidade por difusão transcelular passiva possa estar relacionado à permeabilidade dos fármacos antirretrovirais. Com relação aos estudos de efluxo, os resultados obtidos a partir dos experimentos realizados em câmaras de difusão vertical tipo Franz demonstraram o aumento significativo da permeabilidade dos três antirretrovirais quando o inibidor de P-gp foi empregado, sendo: de 15,6 x 10-6 para 42,5 x 10-6 cm/s para a estavudina, de 12,6 x 10-6 para 37,5 x 10-6 cm/s para a lamivudina e de 25,4 x 10-6 para 56,6 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Em culturas celulares MDCK-MDR1, os resultados de permeabilidade foram utilizados para a obtenção das razões entre as direções B→A e A→B. Os valores de Papp na condição inibida para os fármacos estudados apresentaram razão menor do que 1. Já a razão B→A/A→B para cada fármaco nos ensaios sem inibidor apresentou-se igual ou maior que 2, evidenciando a interação fármaco-transportador. Com base nisso, o modelo ex vivo com o emprego de segmentos intestinais em câmaras de difusão vertical tipo Franz apresentou-se adequado na avaliação do mecanismo de efluxo dos fármacos antirretrovirais, o que foi confirmado com os estudos realizados em MDCK-MDR1. Assim, os fármacos antirretrovirais estudados apresentaram interação significativa com a P-gp. Em relação aos estudos de metabolismo realizados em câmaras de difusão vertical tipo Franz, os resultados demonstraram grande variação na permeabilidade dos três antirretrovirais quando o inibidor de CYP3A foi empregado, sendo: de 15,6 x 10-6 para 23,5 x 10-6 cm/s para a estavudina, de 12,6 x 10-6 para 27,3 x 10-6 cm/s para a lamivudina e de 25,4 x 10-6 para 40,5 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Já no modelo que emprega microssomas, os resultados de metabolização na ausência e na presença de inibidor de CYP3A foram: de 16,56% para 19,79% para a estavudina, de 14,56% para 15,55% para a lamivudina e de 17,85% para 16,48% para a zidovudina. Com base nisso, sugerese o emprego de microssomas para a determinação de metabolismo, uma vez que o método ex vivo empregado demonstrou grande variação entre os valores obtidos. Desta forma, observou-se que, para cada fármaco, não houve influência significativa no metabolismo pré-sistêmico relacionado às enzimas do complexo CYP3A, o que indica que a absorção oral das referidas substâncias não é limitada por tais enzimas. Portanto, a utilização dos diferentes métodos empregados no desenvolvimento do presente trabalho permitiu compreender os mecanismos envolvidos no transporte dos fármacos antirretrovirais, o que se torna de grande relevância nas etapas de desenvolvimento farmacêutico de novas moléculas e na compreensão de eventos clínicos ainda não esclarecidos atualmente

For orally administered drugs, control of the extent and rate of absorption depends on two important steps: solubility of the drug in physiological liquids and their permeability across biological membranes. Thus, the Biopharmaceutics Classification System (BCS) has been proposed as a tool for the development of new drugs, new formulations and aid in the biowaiver processes. However, another factor related to bioavailability that should be considered in biopharmaceutic studies is the metabolism. Thus, the Biopharmaceutics Drug Disposition Classification System (BDDCS) has been proposed for drug classification according to their solubility and metabolism characteristics, so it is possible to evaluate and predict the in vivo behavior of a compound. Metabolism has been extensively investigated, especially cytochrome P450 enzymes, which are also expressed in enterocytes. Besides, BDDCS provides support in evaluating the permeability mechanisms involved in the absorption processes, drug-drug interactions and drug-food interactions. Thus, the present study aimed to evaluate the mechanisms of permeability of antiretroviral drugs through the ex vivo (Franz cells) and in vitro (PAMPA, MDCK-MDR1 and microsomes) models considering aspects related to the intestinal metabolism and efflux of these drugs. Given the importance of the use of antiretroviral drugs in drug therapy against Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) and that these drugs are usually administered in a long-term way, understanding the mechanisms involved in the permeability is of a great importance, since they are not totally elucidated and no information is found in the literature. In addition, drugs as stavudine, lamivudine and zidovudine indicate variation in the permeability, which require further scientific investigation of absorptive processes. Thus, jejunum segments from rats were used to evaluate the intestinal permeability of these antiretroviral drugs, considering the evaluation of efflux by P-glycoprotein and intestinal metabolism by CYP3A. In a complementary manner, in vitro studies using parallel artificial membranes (PAMPA) and cell cultures MDCK-MDR1 were performed to aid in the elucidation of the permeability mechanisms of antiretroviral drugs. Also, the evaluation of the metabolism was carried out using microsomes to verify if such substances are substrates of CYP3A, and verify the impact of the intestinal metabolism in the absorption. The permeability results obtained in PAMPA were: 0.74±0.11x10-6 cm/s for stavudine, 0.25±0.12x10-6 cm/s for lamivudine and 1.14±0.25x10-6 cm/s for zidovudine. In ex vivo method using the intestinal segments in Franz cells, the results were: 1.56±0.32x10-5 cm/s for stavudine, 1.26±0.27x10-5 cm/s for lamivudine and 2.54±0.49x10-5 cm/s for zidovudine. Thus, based on the results obtained from these two methods, it is suggested that the antiretroviral drugs present other transport mechanism that is different from transcellular passive diffusion. For efflux studies, results obtained from experiments performed in Franz cells shown the increase of the permeability of the three antiretroviral drugs when the P-gp inhibitor was used: from 15.6x10-6 to 42,5x10-6 cm/s for stavudine, from 12.6x10-6 cm/s to 37.5x10-6 cm/s for lamivudine, and 25.4x10-6 to 56.6x10-6 cm/s for zidovudine. In MDCK-MDR1, the permeability results were used for obtaining ratio values between the directions B→A and A→B. The Papp values obtained with 33 inhibitor shown a ratio less than 1. For ratio B→A/A→B for each drug in experiments without inhibitor, the values obtained was equal or greater than 2, which shows the interaction between drug and transporter. Based on that, the ex vivo model using intestinal segments in Franz cells seems to be adequate for evaluation of efflux mechanism of antiretroviral drugs, which was confirmed by MDCK-MDR1 studies. Thus, the antiretroviral drugs presented interaction with P-gp. For metabolism studies in intestinal segments in Franz cells, a wide range of standard deviation was observed for the three antiretroviral drugs when the CYP3A inhibitor was used: from 15.6x10-6 cm/s to 23.5x10-6 cm/s for stavudine, from 12.6x10-6 cm/s to 27.3x10-6 cm/s for lamivudine, and from 25.4x10-6 cm/s to 40.5x10-6 cm/s for zidovudine. In experiments in microsomes, the results of metabolization in the absence and presence of CYP3A inhibitor were: from 16.56 to 19.79% for stavudine, from 14.56 to 15.55% for lamivudine and from 17.85 to 16.48% for zidovudine. Based on that, it is suggested the use of microsomes for metabolism evaluation, since the ex vivo method presented high variability between the results obtained. For each drug, no significative influence in pre-systemic metabolism related to CYP3A enzymes was observed, which indicates that the oral absorption of the drugs is not limited by these enzymes. The use of different methods in this work allowed to understand the mechanisms involved in the transport of antiretroviral drugs, which is of a great relevance in drug development and in the understanding of clinical events currently not clarified

Avaliação dos mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais por meio dos modelos ex vivo ( células de Franz ) e in vitro ( PAMPA ) / Evaluation of mechanisms involved in the permeability of antiretroviral drugs through ex vivo ( Franz cells ) and in vitro ( PAMPA ) models

Para fármacos administrados por via oral, o controle da extensão e da velocidade de absorção depende basicamente de duas importantes etapas: solubilidade do fármaco nos líquidos fisiológicos e sua permeabilidade através das membranas biológicas. Assim, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como uma ferramenta para o desenvolvimento de novos fármacos, de novas formulações e para auxiliar nos processos de bioisenção. No entanto, outro fator relacionado à biodisponibilidade e que deve ser considerado nos estudos biofarmacêuticos é o metabolismo. Desta forma, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica de Distribuição de Fármacos (SCBDF) foi proposto com a finalidade de classificar os fármacos de acordo com suas características de solubilidade e de metabolismo de modo que seja possível avaliar e predizer o comportamento do fármaco in vivo. O metabolismo tem sido amplamente investigado, sobretudo as enzimas do citocromo P450, as quais estão presentes também nos enterócitos. Além disso, o SCBDF oferece um suporte quanto à avaliação dos mecanismos de permeabilidade envolvidos nos processos de absorção, interações fármaco-fármaco e interações fármaco-alimento. Assim, o presente trabalho teve como objetivo elucidar os mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais por meio dos modelos ex vivo (câmaras de difusão vertical tipo Franz) e in vitro (PAMPA, MDCK-MDR1 e microssomas) considerando os aspectos relacionados ao metabolismo intestinal e ao efluxo destes fármacos. Dada a importância da utilização de fármacos antirretrovirais na terapia medicamentosa contra a Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (SIDA) e que estes medicamentos são normalmente administrados cronicamente, a compreensão dos mecanismos envolvidos na permeabilidade é de suma importância, uma vez que estes não estão totalmente esclarecidos e poucas informações são encontradas na literatura. Além disso, a biodisponibilidade de fármacos como estavudina, lamivudina e zidovudina indica variação na permeabilidade, necessitando de uma investigação científica mais aprofundada dos processos absortivos. Assim, segmentos de jejuno provenientes de ratos machos Wistar foram utilizados para a avaliação da permeabilidade intestinal dos referidos antirretrovirais considerando a avaliação de efluxo pela glicoproteína-P e o metabolismo intestinal pela CYP3A. De maneira complementar, estudos in vitro com o emprego de membranas artificiais paralelas (PAMPA) e culturas celulares de MDCK-MDR1 foram realizados com a finalidade de auxiliar na elucidação dos mecanismos de permeabilidade dos fármacos antirretrovirais. Além disso, a avaliação do metabolismo dos referidos fármacos foi realizada com o emprego de microssomas a fim de verificar se tais substâncias são substratos de enzimas da família CYP3A e, assim, verificar o impacto do metabolismo intestinal na absorção. Os resultados de permeabilidade obtidos em PAMPA foram: 0,74±0,11 x 10-6 cm/s para a estavudina, 0,25±0,12 x 10-6 cm/s para a lamivudina e 1,14±0,25 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Já no modelo ex vivo com o emprego de câmaras de difusão vertical tipo Franz, os resultados foram: 1,56±0,32 x 10-5 cm/s para a estavudina, 1,26±0,27 x 10-5 cm/s para a lamivudina e 2,54±0,49 x 10-5 cm/s para a zidovudina. Portanto, com base nos resultados obtidos a partir dos dois métodos empregados, sugere-se que 30 outro mecanismo de transporte que não envolva a permeabilidade por difusão transcelular passiva possa estar relacionado à permeabilidade dos fármacos antirretrovirais. Com relação aos estudos de efluxo, os resultados obtidos a partir dos experimentos realizados em câmaras de difusão vertical tipo Franz demonstraram o aumento significativo da permeabilidade dos três antirretrovirais quando o inibidor de P-gp foi empregado, sendo: de 15,6 x 10-6 para 42,5 x 10-6 cm/s para a estavudina, de 12,6 x 10-6 para 37,5 x 10-6 cm/s para a lamivudina e de 25,4 x 10-6 para 56,6 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Em culturas celulares MDCK-MDR1, os resultados de permeabilidade foram utilizados para a obtenção das razões entre as direções B→A e A→B. Os valores de Papp na condição inibida para os fármacos estudados apresentaram razão menor do que 1. Já a razão B→A/A→B para cada fármaco nos ensaios sem inibidor apresentou-se igual ou maior que 2, evidenciando a interação fármaco-transportador. Com base nisso, o modelo ex vivo com o emprego de segmentos intestinais em câmaras de difusão vertical tipo Franz apresentou-se adequado na avaliação do mecanismo de efluxo dos fármacos antirretrovirais, o que foi confirmado com os estudos realizados em MDCK-MDR1. Assim, os fármacos antirretrovirais estudados apresentaram interação significativa com a P-gp. Em relação aos estudos de metabolismo realizados em câmaras de difusão vertical tipo Franz, os resultados demonstraram grande variação na permeabilidade dos três antirretrovirais quando o inibidor de CYP3A foi empregado, sendo: de 15,6 x 10-6 para 23,5 x 10-6 cm/s para a estavudina, de 12,6 x 10-6 para 27,3 x 10-6 cm/s para a lamivudina e de 25,4 x 10-6 para 40,5 x 10-6 cm/s para a zidovudina. Já no modelo que emprega microssomas, os resultados de metabolização na ausência e na presença de inibidor de CYP3A foram: de 16,56% para 19,79% para a estavudina, de 14,56% para 15,55% para a lamivudina e de 17,85% para 16,48% para a zidovudina. Com base nisso, sugerese o emprego de microssomas para a determinação de metabolismo, uma vez que o método ex vivo empregado demonstrou grande variação entre os valores obtidos. Desta forma, observou-se que, para cada fármaco, não houve influência significativa no metabolismo pré-sistêmico relacionado às enzimas do complexo CYP3A, o que indica que a absorção oral das referidas substâncias não é limitada por tais enzimas. Portanto, a utilização dos diferentes métodos empregados no desenvolvimento do presente trabalho permitiu compreender os mecanismos envolvidos no transporte dos fármacos antirretrovirais, o que se torna de grande relevância nas etapas de desenvolvimento farmacêutico de novas moléculas e na compreensão de eventos clínicos ainda não esclarecidos atualmente

For orally administered drugs, control of the extent and rate of absorption depends on two important steps: solubility of the drug in physiological liquids and their permeability across biological membranes. Thus, the Biopharmaceutics Classification System (BCS) has been proposed as a tool for the development of new drugs, new formulations and aid in the biowaiver processes. However, another factor related to bioavailability that should be considered in biopharmaceutic studies is the metabolism. Thus, the Biopharmaceutics Drug Disposition Classification System (BDDCS) has been proposed for drug classification according to their solubility and metabolism characteristics, so it is possible to evaluate and predict the in vivo behavior of a compound. Metabolism has been extensively investigated, especially cytochrome P450 enzymes, which are also expressed in enterocytes. Besides, BDDCS provides support in evaluating the permeability mechanisms involved in the absorption processes, drug-drug interactions and drug-food interactions. Thus, the present study aimed to evaluate the mechanisms of permeability of antiretroviral drugs through the ex vivo (Franz cells) and in vitro (PAMPA, MDCK-MDR1 and microsomes) models considering aspects related to the intestinal metabolism and efflux of these drugs. Given the importance of the use of antiretroviral drugs in drug therapy against Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) and that these drugs are usually administered in a long-term way, understanding the mechanisms involved in the permeability is of a great importance, since they are not totally elucidated and no information is found in the literature. In addition, drugs as stavudine, lamivudine and zidovudine indicate variation in the permeability, which require further scientific investigation of absorptive processes. Thus, jejunum segments from rats were used to evaluate the intestinal permeability of these antiretroviral drugs, considering the evaluation of efflux by P-glycoprotein and intestinal metabolism by CYP3A. In a complementary manner, in vitro studies using parallel artificial membranes (PAMPA) and cell cultures MDCK-MDR1 were performed to aid in the elucidation of the permeability mechanisms of antiretroviral drugs. Also, the evaluation of the metabolism was carried out using microsomes to verify if such substances are substrates of CYP3A, and verify the impact of the intestinal metabolism in the absorption. The permeability results obtained in PAMPA were: 0.74±0.11x10-6 cm/s for stavudine, 0.25±0.12x10-6 cm/s for lamivudine and 1.14±0.25x10-6 cm/s for zidovudine. In ex vivo method using the intestinal segments in Franz cells, the results were: 1.56±0.32x10-5 cm/s for stavudine, 1.26±0.27x10-5 cm/s for lamivudine and 2.54±0.49x10-5 cm/s for zidovudine. Thus, based on the results obtained from these two methods, it is suggested that the antiretroviral drugs present other transport mechanism that is different from transcellular passive diffusion. For efflux studies, results obtained from experiments performed in Franz cells shown the increase of the permeability of the three antiretroviral drugs when the P-gp inhibitor was used: from 15.6x10-6 to 42,5x10-6 cm/s for stavudine, from 12.6x10-6 cm/s to 37.5x10-6 cm/s for lamivudine, and 25.4x10-6 to 56.6x10-6 cm/s for zidovudine. In MDCK-MDR1, the permeability results were used for obtaining ratio values between the directions B→A and A→B. The Papp values obtained with 33 inhibitor shown a ratio less than 1. For ratio B→A/A→B for each drug in experiments without inhibitor, the values obtained was equal or greater than 2, which shows the interaction between drug and transporter. Based on that, the ex vivo model using intestinal segments in Franz cells seems to be adequate for evaluation of efflux mechanism of antiretroviral drugs, which was confirmed by MDCK-MDR1 studies. Thus, the antiretroviral drugs presented interaction with P-gp. For metabolism studies in intestinal segments in Franz cells, a wide range of standard deviation was observed for the three antiretroviral drugs when the CYP3A inhibitor was used: from 15.6x10-6 cm/s to 23.5x10-6 cm/s for stavudine, from 12.6x10-6 cm/s to 27.3x10-6 cm/s for lamivudine, and from 25.4x10-6 cm/s to 40.5x10-6 cm/s for zidovudine. In experiments in microsomes, the results of metabolization in the absence and presence of CYP3A inhibitor were: from 16.56 to 19.79% for stavudine, from 14.56 to 15.55% for lamivudine and from 17.85 to 16.48% for zidovudine. Based on that, it is suggested the use of microsomes for metabolism evaluation, since the ex vivo method presented high variability between the results obtained. For each drug, no significative influence in pre-systemic metabolism related to CYP3A enzymes was observed, which indicates that the oral absorption of the drugs is not limited by these enzymes. The use of different methods in this work allowed to understand the mechanisms involved in the transport of antiretroviral drugs, which is of a great relevance in drug development and in the understanding of clinical events currently not clarified

Frequency of the mdr1 gene polymorphism rs1045642 (c3435t) in hcv-hiv co-infected patients / Frequência do polimorfismo rs1045642 (C3435T) do gene MDR1 em pacientes coinfectados HCV-HIV

ABSTRACT Background Due to the high prevalence of co-infection by hepatitis C virus (HCV) and human immunodeficiency virus (HIV) and the severity of these infections, the understanding of the biological mechanisms involved in these processes, including viral behavior and host genetic profile, is of great importance for patient treatment and for public health policies.Some single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the human genome, such as the SNP rs1045642 (C3435T) in the MDR1 gene, have been reported to be associated to the sustained virological response (SVR) to HCV treatment in HCV-HIV co-infected patients. Objective The present study analyzes the MDR1 gene C3435T polymorphism in HCV-HIV co-infected patients. Methods A total of 99 HCV-HIV patients were included in the study. The DNA was extracted from blood samples, and the SNP rs1045642 was assessed by Real Time PCR (qPCR). Risk factors for acquiring the virus and the SVR after HCV treatment with pegylated interferon-alpha and ribavirin were also analyzed. Results Among the patients, 54 (54.5%) were male and 45 (45.5%) were female. The average age was 46.1±9.8 years. The SVR after HCV treatment was 40%. The frequencies of MDR1 genotypes CC, CT and TT were 28.3%, 47.5% and 24.2%, respectively. Allele frequencies were 52% for the C allele and 48% for the T allele. No association was found for SNP rs1045642 (C3435T) regarding response to treatment (P=0.308). Conclusion - In this study, the C3435T polymorphism in the MDR1 gene appears not to be associated with SVR in HCV-HIV co-infected individuals.

RESUMO Contexto Em virtude da elevada prevalência da coinfecção pelos vírus da hepatite C (HCV) e da imunodeficiência humana (HIV) e às inúmeras complicações que esses vírus acarretam, é fundamental o maior entendimento do comportamento biológico dos mesmos. O polimorfismo de nucleotídeo único rs1045642 C3435T do gene de resistência a múltiplas drogas MDR1, no qual ocorre modificação do códon ATC para ATT, parece estar relacionado à resposta virológica sustentada ao tratamento do HCV em coinfectados HCV-HIV. Objetivo Mapear o polimorfismo C3435T do gene MDR1 em pacientes coinfectados HCV-HIV e correlacionar com dados clínicos e laboratoriais. Métodos Foram analisados 99 pacientes coinfectados HCV-HIV. A identificação molecular do polimorfismo de nucleotídeo único rs1045642 do gene MDR1 foi realizada pela técnica de PCR em tempo real (qPCR) alelo-específico com primers e sondas específicos para a identificação desse polimorfismo. Fatores de risco para a aquisição do HCV e a resposta virológica sustentada ao tratamento do HCV com interferon-alfa peguilado e ribavirina foram analisados. Resultados Dentre os pacientes avaliados, 54 (54,5%) eram do gênero masculino e 45 (45,5%) do gênero feminino. A média de idade foi de 46,1 anos (±9,8). As frequências dos genótipos CC, CT e TT foram 28,3%, 47,5% e 24,2% respectivamente, e as frequências alélicas foram 52% para alelo C e 48% para alelo T. Não houve associação entre o gene MDR1 e a resposta virológica sustentada (P=0,308). Conclusão Neste estudo, o polimorfismo C3435T no gene MDR1 não apresentou associação com a resposta virológica sustentada ao tratamento em indivíduos coinfectados HCV-HIV.

Effects of polyethylene glycols on intestinal efflux pump expression and activity in Caco-2 cells

The present study was planned to investigate the influence of polyethylene glycols (PEGs) on the activity and expression of P-glycoprotein (P-gp). Sub-toxic concentrations of PEGs in Caco-2 cells were determined using the MTT test assay. Then the measurement of Rhodamine-123 (Rho-123) uptake, a P-gp fluorescence substrate, in Caco-2 cells confronting PEG 400 (1% and 2% w/v), PEG 4000 (2% and 4% w/v), PEG 6000 (2% and 4% w/v), PEG 10000 (2% and 4% w/v), PEG 15000 (1% and 2% w/v), and PEG 35000 (2% and 4% w/v) overnight was taken to elucidate whether non-toxic concentrations of PEGs are able to impact P-gp activity. Furthermore, western blotting was carried out to investigate P-gp protein expression. The results showed that PEG 400 at concentrations of 1% (w/v) and 2% (w/v) and PEG 6000 at the concentration of 4% (w/v) are notably capable of blocking P-gp. Based on the obtained results it is concluded that the mentioned excipients could be used to obstruct P-gp efflux transporter in order to increase the bioavailability of co-administered substrate drug.

O presente estudo foi planejado para investigar a influência de polietileno glicóis sobre a atividade e expressão da P- glicoproteína (P-gp) . Concentrações sub-tóxicas de PGPs e em células Caco-2 foram determinadas por meio do ensaio de MTT. Em seguida, efetuou-se a a medida de captura de Rodamina-123 (Rho-123), um substrato fluorescente de P-gp, em células Caco-2, confrontando com PEG 400 (1% e 2% m/v), PEG 4000 (2% e 4% m/v) e PEG 6000 (2% e 4% m /v), PEG 10000 (2% e 4% w/v), PEG 15000 (1% e 2% m/v), e PEG 35000 (2% e 4% m/v). Essa medida foi efetuada durante a noite, para saber se as concentrações não tóxicas de excipientes são capazes de influenciar a actividade da P-gp. Além disso, realizou-se o western blotting para investigar a expressão da proteína P-gp. Os resultados mostraram que o PEG 400, nas concentrações de 1% (m/v) e 2% (m/v), e PEG 6000, na concentração de 4% (m/v) são capazes de bloquear P-gp. Com base nos resultados conclui-se que os excipientes mencionados poderiam ser utilizados para obstruir o efluxo por P-gp, a fim de aumentar a biodisponibilidade de do fármaco co-administrado.

Expressão da glicoproteína-P, proteína associada à múltiplas drogas, glutationa-S-transferase pi e p53 no tumor venéreo transmissível canino / Expression of P-glycoprotein, multidrug resistance-associated protein, glutathione-S-transferase pi and p53 in canine transmissible venereal tumor

The overexpression of proteins P-glycoprotein (P-gp), multidrug resistance-associated protein (MRP1), mutant p53, and the enzyme glutathione-S-transferase (GSTpi) are related to resistance to chemotherapy in neoplasms. This study evaluated the expression of these markers by immunohistochemistry in two groups of canine TVT, without history of prior chemotherapy (TVT1, n=9) and in TVTs presented unsatisfactory clinical response to vincristine sulfate (TVT2, n=5). The percentage of specimens positively stained for P-gp, MRP1, GSTpi and p53 were, respectively 88.8%, 0%, 44.5% and 22.2% in TVT1 and 80%, 0%, 80% and 0% in TVT2. In TVT1, one specimen presented positive expression for three markers and four specimens for two markers. In TVT2, three specimens expressed P-gp and GSTpi. In conclusion, the canine TVTs studied expressed the four markers evaluated, but just P-gp and GSTpi were significantly expressed, mainly at cytoplasm and cytoplasm and nuclei, respectively, either before chemotherapy as after vincristine sulfate exposure. Future studies are needed to demonstrate the function of these two markers in conferring multidrug resistance (MDR) or predict the response to chemotherapy in canine TVT.

A superexpressão das proteínas glicoproteína-P (Gp-P), proteína associada à resistência à múltiplas drogas 1 (MRP1) e p53 mutante e a enzima glutationa-S-transferase pi (GSTpi) está relacionada com resistência à quimioterapia em neoplasias humanas e caninas. Este estudo avaliou a expressão, por meio da imuno-histoquímica desses marcadores em espécimes de TVT caninos sem histórico de quimioterapia prévia (TVT1, n=9) e em TVT caninos que apresentaram resposta clínica insatisfatória ao sulfato de vincristina (TVT2, n=5). A porcentagem de espécimes positivos para Gp-P, MRP1, GSTpi e p53 foram, respectivamente 88,8%, 0%, 44,5% e 22,2% no grupo TVT1 e 80%, 0%, 80% e 0% no grupo TVT2. No TVT1, um espécime apresentou expressão positiva para três marcadores e quatro para dois marcadores. No TVT2, três espécimes expressaram a Gp-P e GSTpi. Em conclusão, os TVTs caninos estudados expressaram os quatro marcadores avaliados, no entanto apenas a Gp-P e GSTpi foram significativamente expressas, principalmente no citoplasmas e no citoplasma e no núcleo, respectivamente, tanto antes da quimioterapia quanto após à exposição ao sulfato de vincristina. Estudos futuros são necessários para demonstrar a função desses dois marcadores em conferir resistência à multiplas drogas (RMD) ou predizer a resposta a quimioterapia no TVT canino.

Investigação do polimorfismo C3435T no gene MDR1 e sua associação com o câncer de mama em mulheres de Mato Grosso, Brasil / Investigation of the C3435T polymorphism in the MDR1 gene and itsassociation with breast cancer in women of Mato Grosso, Brazil

Objetivo: Investigar a frequência do polimorfismo C3435T no gene MDR1 e sua associação com câncer de mama (CM) em mulheres de MT. Método: O estudo tem desenho epidemioló- gico descritivo e observacional do tipo caso-controle. Analisou-se o genótipo do polimorfismo C3435T no gene MDR1 a partir de sangue periférico; foram comparadas 201 pacientes com 177 controles. As pacientes foram mulheres portadoras de CM, as controles foram mulheres não portadoras de CM comprovado por exame clínico e mamografia. Os dados foram coletados por meio de entrevista com as mulheres, coleta de sangue para genotipagem e coleta de dados de prontuários médicos das pacientes. O projeto teve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa. Resultados: O polimorfismo C3435T no gene MDR1 teve distribuição semelhante entre as pacientes e as controles, sem diferença estatisticamente significativa entre as amostras. Conclusões: A frequência do polimorfismo C3435T do gene MDR1 é semelhante à encontrada na literatura. Não foi encontrada diferença estatisticamente significativa na frequência dos genótipos do polimorfismo C3435T no gene MDR1 entre as pacientes com CM e as controles. O polimorfismo também não apresentou associação com fatores prognósticos para o CM.

Objective: To investigate the frequency of the C3435T polymorphism in the MDR1 gene and its association with breast cancer (BC) in women of MT. Method: The study is descriptive and observational epidemiological case-control design. We analyzed the genotype of the C3435T polymorphism in the MDR1 gene in peripheral blood were compared in 201 patients with 177 controls. Patients were women with breast cancer, the controls were not women with BC confirmed by clinical examination and mammography. Data were collected through interviews with women, blood was collected for genotyping and data collection from medical records of patients. The project was approved by the Research Ethics Committee. Results: The C3435T polymorphism in the MDR1 gene had similar distribution between patients and controls with no statistically significant difference between samples. Conclusions: The frequency of C3435T polymorphism of MDR1 gene is similar to that found in the literature. We found no statistically significant difference in genotype frequency of C3435T polymorphism in the MDR1 gene among patients with BC and controls. The polymorphism also showed no association with prognosis for BC factors.

Avaliação da expressão do gene MDR1 (Glicoproteína-P) e atividade de efluxo em células do sangue periférico de pacientes sob tratamento da tuberculose multirresistente / Evaluation of MDR1 gene expression (P-glycoprotein) and activity of peripheral blood cells of tuberculosis patients undergoing multidrug resistant treatment

O regime de tratamento com múltiplas drogas é correspondente a uma interação de drogas que pode causar efeitos adversos e falha no tratamento. Essa interação pode gerar modificações funcionais dos transportadores de membrana e por consequência a biodisponibilidade das drogas durante o tratamento. Dentre os transportadores de drogas transmembranares está a glicoproteína-P (P-gp), uma proteína de 170KD, produto do gene MDR1, caracterizada como uma “ATP Binding cassete” (ABC). Seu papel está muito bem definido nas células neoplásicas multirresistentes a drogas, assim como sua relação com as drogas para o tratamento da infecção pelo HIV. Entretanto, pouco tem sido estudado sobre esta bomba de efluxo na tuberculose multirresistente (TBMR). Neste estudo analisamos por citometria de fluxo sua expressão e atividade de efluxo nos monócitos, principal célula relacionada com a tuberculose e também em linfócitos e granulócitos do sangue periférico por meio da citometria de fluxo. A taxa de efluxo foi medida através do uso da Rodamina 123 (Rho123) e a expressão da P-gp através do anticorpo monoclonal anti-CD243 (clone UIC2). A utilização direta do sangue total para a determinação da atividade de efluxo por citometria de fluxo caracterizou a implantação de uma nova ferramenta de análise para a pesquisaA análise contemplou 52 por cento do total de pacientes em tratamento de TBMR no ambulatório do Laboratório de Pesquisa em Micobacterioses do Instituto de Pesquisa Clínica Evandro Chagas (IPEC). Para as análises foram levadas em consideração a idade, cor da pele, o tempo de tratamento e a quantidade de drogas administradas. O estudo revelou que há correlação entre a expressão da P-gp nos monócitos e a idade dos pacientes (P<0,01). Diferenças entre pacientes brancos e não brancos também foram observadas. Em linfócitos a expressão de P-gp quando aumentada foi diretamente proporcional à atividade de efluxo observada nos monócitos (P< 0,05)...

When two or more drugs are administrated, such interactions can cause additive, synergisticor antagonistic effects. The drug transporters may undergo treatments effects and therefore change the drugs bioavailability during the treatment and can cause treatment failure. Amongthe known drug transporters there is transmembrane P-glycoprotein (P -gp). It is a 170 KDa transmembrane protein which is a product of multidrug resistance MDR1 gene. This protein isa well-characterized ABC transporter (ATP Binding Cassette) and is responsible for efflux of the chemotherapeutic agents from resistant cancer cells. There are few studies about this protein in multidrug-resistant tuberculosis (MDR-TB). In this study, P-gp expression and activity were detect by flow cytometry in monocytes, the main cell related with theM.tuberculosis infection, as well as in lymphocytes and granulocytes from whole peripheral blood. P-gp mediated efflux was determined indirectly by measuring the retention of afluorescent P-gp substrate, rhodamine 123 (Rho123). P-gp expression was assessed using anti-P-gp monoclonal antibody UIC2 (CD243). The efflux activity with whole blood usingflow cytometry technique as a new tool to pharmacogenetic research was developed in this study. We analyzed 52 percent of outpatient in MDR-TB treatment from Laboratory ResearchMycobacteriosis Institute Evandro Chagas Clinical Research (IPEC). We considered variables as age, race, treatment time, amount of drug administered at the time of blood collection and their correlation with P-gp expression and activity. The result revealed a correlation betweenthe P-gp expression in monocytes and age (P < 0.01). In addition, difference between white and nonwhite patients was observed...

Overview of P-glycoprotein inhibitors: a rational outlook

P-glycoprotein (P-gp), a transmembrane permeability glycoprotein, is a member of ATP binding cassette (ABC) super family that functions specifically as a carrier mediated primary active efflux transporter. It is widely distributed throughout the body and has a diverse range of substrates. Several vital therapeutic agents are substrates to P-gp and their bioavailability is lowered or a resistance is induced because of the protein efflux. Hence P-gp inhibitors were explored for overcoming multidrug resistance and poor bioavailability problems of the therapeutic P-gp substrates. The sensitivity of drug moieties to P-gp and vice versa can be established by various experimental models in silico, in vitro and in vivo. Ever since the discovery of P-gp, the research plethora identified several chemical structures as P-gp inhibitors. The aim of this review was to emphasize on the discovery and development of newer, inert, non-toxic, and more efficient, specifically targeting P-gp inhibitors, like those among the natural herb extracts, pharmaceutical excipients and formulations, and other rational drug moieties. The applications of cellular and molecular biology knowledge, in silico designed structural databases, molecular modeling studies and quantitative structure-activity relationship (QSAR) analyses in the development of novel rational P-gp inhibitors have also been mentioned.

Glicoproteína-p (P-gp), uma glicoproteína de transmembrana permeável, é um membro da superfamília (ABC) de cassete de gene de ligação de ATP que funciona especificamente como um carreador mediado pelo transportador de efluxo ativo primário. É amplamente distribuído por todo o corpo e apresenta uma gama diversificada de substratos. Diversos agentes terapêuticos vitais são substratos para P-gp e sua biodisponibilidade é reduzida ou a resistência é induzida devido ao efluxo de proteínas. Portanto, os inibidores da P-gp foram explorados para a superação da resistência a múltiplas drogas e problemas de biodisponibilidade deficiente dos substratos terapêuticos da P-gp. A sensibilidade das moléculas da droga à P-gp e vice-versa, pode ser estabelecida por vários modelos experimentais in silico, in vitro e in vivo. Desde a descoberta da P-gp, diversas pesquisas identificaram várias estruturas químicas como inibidores da P-gp. O objetivo deste presente estudo foi o de enfatizar a descoberta e desenvolvimento de inibidores mais novos, inertes, atóxicos e mais eficazes, visando especificamente os da P-gp, como aqueles entre os extratos vegetais, excipientes e formulações farmacêuticas, e outras moléculas racionais de droga. As aplicações do conhecimento de biologia celular e molecular, bancos de dados estruturais in silico, estudos de modelagem molecular e análises da relação quantitativa estrutura-atividade (QSAR) no desenvolvimento de novos inibidores racionais da P-gp também foram mencionados.

Análise da expressão e atividade das moléculas de influxo e de efluxo de drogas em células da leucemia mielóide crônica / Analysis of the expression and activity of drug influx and efflux molecules in chronic myeloid leukemia cells

"A leucemia mielóide crônica (LMC) é caracterizada pela presença da translocação t(9:22) que codifica a proteína quimérica oncogênica BCR-ABL. Imatinibe é uma droga alvo-específica que inibe a atividade tirosina quinase (TK) da proteína BCR-ABL. Entretanto, os níveis intracelulares do imatinibe podem ser alterados pelas proteínas transportadoras de efluxo de drogas: glicoproteína P (Pgp), proteína da resistência em câncer de mama (BCRP) e proteína relacionada à resistência à múltiplas drogas (MRP1), assim como a proteína transportadora de influxo de drogas (OCT1). O objetivo do presente estudo foi analisar a participação dessas proteínas, isoladamente ou em associação, na resistência ao imatinibe em linhagens celulares e células de pacientes com LMC. Para análise da atividade das proteínas transportadoras de efluxo, foi utilizado o fluorocromo rodamina-123 associado ao modulador ciclosporina-A (Rho+CSA) e o pheophorbide A associado ao fumitremorgin C (PhA+FTC), ambos através de citometria de fluxo. A análise dos RNAm dos genes ABCB1, ABCG2 e SLC22A1 que codificam as proteínas Pgp, BCRP e OCT1, respectivamente, foi realizada por PCR em tempo real. A inibição da TK BCR-ABL foi mensurada através dos níveis de fosforilação de CrkL (pCrkL), seu principal alvo de ativação. Observamos uma maior positividade para o ensaio Rho+CSA nas amostras que expressavam Pgp comparada com as que expressavam MRP1, sugerindo menor atividade dessa proteína em pacientes com LMC, ou ainda que tal ensaio possa ser menos específico para a atividade da MRP1. O ensaio PhA+FTC foi capaz de identificar a atividade da proteína BCRP em linhagens celulares e células de pacientes. Níveis reduzidos dos RNAm ABCB1 e SLC22A1, mas não do RNAm ABCG2, foram observados quando comparados com as amostras de indivíduos saudáveis. Não houve correlação entre os níveis da proteína Pgp e do RNAm ABCB1. A expressão de Pgp foi detectada na maioria das amostras de LMC, independente da fase da doença, e não foi associada com o prognóstico desfavorável. Variações nos níveis de expressão da Pgp foram observadas durante a evolução da LMC e relacionadas com o tratamento prévio. O imatinibe foi capaz de aumentar a expressão da Pgp, assim como os níveis do RNAm ABCB1 na linhagem K562-Lucena 1, Pgp+. Além disso, observamos uma maior redução de pCrkL e um maior percentual de morte celular nas células K562, Pgp-, quando comparadas à K562-Lucena 1, evidenciando um possível papel do imatinibe como substrato para a Pgp. Este fármaco também demonstrou ter potencial para funcionar como agente modulador da bomba de efluxo, uma vez que impediu o exporte de Rho das células K562-Lucena 1. Amostras de pacientes resistentes ao imatinibe exibiram altos níveis de atividade das proteínas transportadoras de efluxo de drogas (ensaio Rho+CSA). Nossos dados mostram que a atividade e/ou expressão dos transportadores de efluxo e influxo de drogas encontram-se alterados na maioria dos pacientes com LMC, porém não há correlação com a resposta ao imatinibe e o prognóstico na LMC. Entretanto, o conjunto dos resultados sugere um papel para a Pgp na resistência in vitro ao imatinibe"(AU)

"Chronic myeloid leukemia (CML) is characterized by the presence of the t(9:22) encoding the BCR-ABL chimeric oncogenic protein. Imatinib is a target specific drug that inhibits the activity of the tyrosine kinase (TK) protein BCR-ABL. However, imatinib intracellular concentration may be altered by transporter proteins. It was described that efflux proteins, P-glycoprotein (Pgp), breast cancer resistance protein (BCRP) and multidrug resistance related protein (MRP1), and the influx protein, the organic cation transporter protein (OCT1) may contribute for imatinib clinical resistance. The aim of this study was to evaluate the role of these proteins in imatinib resistance in cell lines and leukemic cells from CML patients. To analyze the activity of the efflux transporter proteins, fluorochrome rhodamine-123 associated with the modulator cyclosporin A (Rho+CSA) and pheophorbide A associated with fumitremorgin C (PhA+FTC) were used by flow cytometry. Analysis of ABCG1, ABCG2 and SLC22A1 genes, that encode the Pgp, BCRP and OCT1 proteins, respectively, was performed by real time PCR. The inhibition of BCR-ABL TK was measured by the levels of CrkL phosphorylation (pCrkL), its main target of activation. We observed a higher positivity for Rho+CSA assay in samples expressing Pgp, when compared with the ones expressing MRP1. These results suggest that patients with CML have lower activity of this protein, or this assay might be less specific to indicate the activity of MRP1. The PhA+FTC assay was able to identify BCRP activity in cell lines and cells from patients. Reduced levels of ABCB1 and SLC22A1, but not ABCG2 mRNA were observed when compared with samples from healthy individuals. There was no correlation between the levels of Pgp protein and ABCB1 mRNA. Pgp expression was detected in most samples of CML, regardless of disease stage and was not associated with poor prognosis. Changes in Pgp expression levels have been observed during the development of CML and were related to pretreatment. Imatinib was able to increase Pgp expression as well as ABCB1 mRNA levels in Pgp+ K562Lucena 1 cells. Moreover, we observed a greater pCrkL reduction and a higher percentage of cell death in Pgp- K562 cells compared to K562-Lucena 1, indicating a possible role of imatinib as a Pgp substrate. This drug has also been shown to have potential as an efflux pump modulating agent, once efflux of Rho was prevented in K562-Lucena 1. Imatinib resistant patient samples exhibited high levels of efflux transporter proteins activity (Rho+CSA assay). Our data show that the activity and / or expression of influx and efflux transporters of drugs are altered in most patients with CML, but no correlation with prognosis and response to imatinib in CML was observed. However, our results suggest a role for Pgp in imatinib resistance"(AU)

Lymphocyte P-glycoprotein variability in healthy individuals / Variabilidad de la glicoproteína P linfocitaria en una población sana

The aim of the present work was to describe the distribution of lymphocyte P-glycoprotein activity on a population of healthy individuals, taking also into account sex and age. P-glycoprotein activity in lymphocytes was measured by the Rhodamine 123 efflux assay using flow cytometry, in the presence and absence of verapamil, a P-glycoprotein inhibitor. We obtained a range of P-glycoprotein activity from 1.04 to 3.79. The distribution of the activity in the population studied was better described by a bimodal model, according with the Kolmogorov-Smirnov test. The frequency adjusted to the following equation: F = 0.70 N (2.11; 0.43) + 0.30 N(3.29; 0.26), in which 0.70 and 0.30 represented the proportion of each group, and 0.43 and 0.26 were the standard deviations of the activity of each group, respectively. The study of the relationship between subjects´ age and P-glycoprotein activity showed no statistical significance. When healthy volunteers were separated according to sex, similar distributions were observed, although for men an increase in proportion of higher P-glycoprotein function group was observed. The variability observed in the population studied was important, with some volunteers with very scarce activity and some with a fourfold higher activity. Characterization of P-glycoprotein functionality in the population represents a useful contribution to the beginning of pharmacological treatments that consider its effect on pharmacokinetics and pharmacodynamics of individualized patients.

El objetivo del presente trabajo fue describir la distribución de la actividad de la glicoproteína P linfocitaria en una población de individuos sanos, considerando a su vez el sexo y la edad. La funcionalidad de la glicoproteína P fue determinada mediante el ensayo de eflujo de Rodamina 123, en presencia y ausencia de verapamilo, un inhibidor competitivo de este transportador, determinando la fluorescencia intracelular remanente mediante citometría de flujo. Obtuvimos un rango de actividades de entre 1.04 y 3.79. La distribución de la actividad en la población evaluada se ajusta a un modelo bimodal, según el test de Kolmogorov-Smirnov. La frecuencia ajusta a la siguiente ecuación: F = 0.70 N (2.11; 0.43) + 0.30 N (3.29; 0.26) donde 0.70 y 0.30 representan las proporciones de cada grupo, mientras que 0.43 y 0.26 corresponden al desvío estándar de la actividad de cada grupo respectivamente. Al estudiar la correlación entre la edad de los sujetos y la función de la proteína, no se observaron diferencias significativas. Cuando los individuos fueron clasificados en función del sexo, las distribuciones obtenidas fueron semejantes, aunque para los varones se observó un aumento en la proporción de individuos con alta actividad. La variabilidad observada fue importante, comprendiendo individuos con escasa actividad y otros que presentaron una actividad hasta cuatro veces mayor. La caracterización de la función de la glicoproteína P en la población representa una contribución indispensable para el desarrollo de tratamientos farmacológicos personalizados que consideren el efecto de dicho transportador en la farmacocinética y farmacodinámica de cada paciente.

Coexpressão da proteína p53 e proteínas relacionadas a resistência a múltiplas drogas em diferentes tipos de leucemias: associação predominante nos estágios avançados da doença / Coexpression of p53 protein and multidrug resistance proteins in diferents types of leukemias: the predominant association in advanced status of disease

Um dos mais bem caracterizados mecanismos de resistência às drogas (MDR) nas leucemias são os mediados pela glicoproteína P (PGP) e proteína relacionada a múltiplas drogas (MRP). Diversos relatos têm demonstrado que a superexpressão dessas proteínas podem ser medianas pela superexpressão da proteína p53 inativada. O objetivo deste estudo foi investigar a co-expressão da p53, PGP e MRP em diferentes tipos de leucemias pela citometria de fluxo. Analisou-se amostras de 223 pacientes leucêmicos: 64 leucemia linfocítica crônica (LLC), 43 leucemia mielóide aguda (LMA), 44 leucemia linfoblástica aguda (LLA), e 72 leucemia mielóide crônica (LMC). A p53 foi observada em 23,6% na LMC, 21,8% na LLC, 44,2% na LMA e 29,4% na LLA. A Pgp em 46,4% na LMC, 47,5% LLC, 62,8% LMA e 20% LLA e a MRP em 31,9% na LMC, 40,6% na LLC, 44,2% na LMA e 40,1% na LLA. Observou-s co-expressão estatisticamente significativa entre p53 e Pgp na LMC (p=0,0066) e na LMA (p=0,0013) e p53 e MRP na LMC (p=0,000066), na LLC (p=0,0079) e LMA (0,00044), sendo observado predomínio dessas associações nos estágios avançados dessas doenças. Estes resultados demonstraram que as pesquisas desses marcadores possam servir como indicadores de evolução clínica e prognóstico para estas leucemias.

Fatores clínicos e biológicos para recidivas em tumores de Wilms localizados / Clinical and biological factors for relapse in localized wilms' tumor

Apesar do excelente prognóstico dos tumores de Wilms (TW) localizados (estádios I e II) e de histologia favorável (HF), 10% deles recidivam. Em 122 pacientes com TW com essas características, diagnosticados de 1976 e 2001, analisamos alguns fatores clínicos, como a idade por ocasião do diagnóstico e peso do tumor, em todos os pacientes; fatores biológicos, como o TP53 e a glicoproteína-p, em 40 deles; e variáveis histológicas de microestadiamento (invasão de seio renal, cápsula tumoral, vasos intra-renais e pseudocápsula inflamatória) em 28 com TW em estádio I. Correlacionando todos esses fatores com a presença de recidiva, observamos que a chance maior de recidiva estatisticamente significativa somente foi verificada em pacientes com duas ou mais variáveis de microestadiamento e/ou peso tumoral maior que 550 g.

In spite of the excellent prognosis of localized favorable histology (FH) of Wilms' tumor (WT), 10% of them will relapse. In 122 TW patients with these characteristics, diagnosed between 1976 and 2001, some clinical factors have been analyzed, such as age at diagnosis and tumor weight in all patients; biological factors, like TP53 and p-glycoprotein, in 40 of them; and microsubstaging histological variables (invasion of renal sinus, tumor capsule, intrarenal vessels, and inflammatory pseudocapsule). Correlating all of those factors with relapse, we have observed that only patients with the association of two or more microsubstaging variables and/or tumor weight over 550 g showed a statistically significant higher chance of relapse.