W. Purdue biyokimya profesörü Andy Tao ve meslektaşları, reçeteli ilaca maruz kalmaya karşı vücudun tepkisinin rutin olarak örneklenmesinde hücre dışı kesecikler için yeni uygulamalar geliştiriyorlar. (Purdue Tarımsal İletişim Fotoğrafı/Tom Campbell)

Purdue Üniversitesi tarafından yürütülen deneyler, ilacı metabolize eden enzimleri, hücresel iletişim için vücutta yaygın olarak salgılanan hücre dışı keseciklerden (EV’ler) başarıyla izole etti.

Perdue, “EV’ler aklınıza gelebilecek hemen hemen her türlü aktivitede yer alıyor” dedi. W. Andy TaoProfesör Organik kimya. Bu aktiviteler, ilaç etkileşimleri sırasında üretilen metabolik enzimlerin karaciğere taşınmasını içerir.

Tao ve işbirlikçileri, ilacın emilimi, dağıtımı, metabolizması ve atılımında (ADME) yer alan proteinleri tanımlamak için patent bekleyen bir EV yöntemi geliştirmeye başladılar. Tao, “Eğer başarılı olursa, özellikle ilaç geliştirme şirketleri için son derece faydalı olacaktır” dedi.

Tao ve Memphis, Tennessee’deki Purdue ve St. Jude Çocuk Araştırma Hastanelerinden 10 ortak yazar, Yöntemlerinin ayrıntılarını açıkladılar Ulusal Bilimler Akademisi Nexus Bildirilerinde. Baş yazarlar Purdue mezunu Xiaofeng Wu ve Purdue’de biyolojik bilimler alanında doktora öğrencisi olan Menchus Quan’dı.

Tao ve ortak yazarlarına göre yöntem, hastanın ilaçlarının metabolik etkinliğini ve ilaçların birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini izlemeye de yardımcı olabilir. Her ikisi de kişiselleştirilmiş tıbbın temel yönleridir.

Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri rapor edildi 65 yaş ve üzeri her 10 Amerikalıdan dördü, 2018 itibarıyla en az beş reçeteli ilaç kullanıyordu. Tao, ilacın yarısının veya daha fazlasının aynı enzim tarafından metabolize edileceğini belirtti. Bir ilaç, enzim aktivitesini etkileyerek başka bir ilaca müdahale edebilir. Bu tür bir müdahale, bir ilacı diğerinden daha az etkili hale getirebilir.

Standart uygulama, tipik bir kişinin belirli bir ilaçtan günde iki hap alması gerektiğini belirleyebilir. Ancak yanıt ve etkililiğin kişiye göre büyük ölçüde değişebileceğini belirten Tao, “ve bunu izlemek için iyi bir yöntemimiz yok” dedi.

EV’ler halihazırda invaziv olmayan erken hastalık tespiti için geliştirilmektedir. Tao ve meslektaşları, idrar örneklerinde Parkinson hastalığının semptomlarını ortaya çıkarabilecek bir teknik geliştirerek bu çabaya katkıda bulundular.

Bu çalışmaya üç Purdue mezunu ve PNAS Nexus makalesinin ortak yazarları dahildi: Şu anda Pfizer’de kıdemli bir bilim adamı olan Wu; Purdue’de biyokimya alanında proteomik biyoenformatik uzmanı Marco Hadisurya; ve Purdue yan şirketinin başkanı ve baş teknoloji sorumlusu Anton Ilyuk Timora Analitik Operasyonları West Lafayette’den.

EV’ler, ilaç keşif ve geliştirme şirketlerine federal raporlama gereklilikleri konusunda yardımcı olabilir. Gıda ve İlaç İdaresi, şirketlerin ADME’de yer alan metabolik enzimlerin ve diğer proteinlerin ürünlerine nasıl tepki verdiğini raporlamasını zorunlu kılıyor.

PNAS Nexus makalesi, “klinik ortamda, gerçek zamanlı ADME proteini tespitinin, her hastaya özgü ilaç etkinliğini ve toksisitesini değerlendirmeye yönelik etkili analitik yöntemlerden hâlâ yoksun olduğunu” belirtiyor.

Tao, karaciğer hücrelerinin çoğu ilacı metabolize ettiğini söyledi. Bu süreçte yer alan önemli bir metabolik enzim grubu, insan sitokrom P450 enzimleridir. “İlaçlarımızın yaklaşık %80’i bu grup enzimler tarafından metabolize ediliyor” dedi.

Araştırmacılar, insanlarda benzer enzimlere karşılık gelen, yaygın olarak kullanılan iki ilaçla tedaviden sonra farelerde üretilen iki metabolik enzimi tanımlama yeteneğini test etti. Enzimlerden biri insanlarda P450’ye karşılık gelir.

Test edilen ilaçlardan biri, P450 proteinlerinden güçlü bir tepkiye neden olduğu bilinen bir antibiyotik olan rifampisindi. Diğeri ise Purdue mezunu ve PNAS Nexus makalesinin ortak yazarı tarafından geliştirilen bir lösemi kemoterapi ilacı olan dasatinibdi. Haziran Yang St. Jude Çocuk Araştırma Hastanesi’ndeki laboratuvarında çalışmalar yapıyor.

İlaç metabolizması için kan örneklerinden EV’lerin analiz edilmesi zorluklar sunar çünkü numunedeki EV’ler farklı organlardan gelebilir. Araştırmacılar çoğunlukla karaciğer hücrelerinden salgılanan EV’leri görmek isterdi, ancak bunlar kan örneklerinin yalnızca küçük bir yüzdesini oluşturuyordu.

Tao, “Bu çok zorlu bir problem ve eğer bunu bir ölçüm kaynağı olarak kullanırsanız çok gürültülü olur. Hassasiyet çok önemlidir” dedi.

Ekip, karaciğer EV’lerini daha yüksek hassasiyetle tespit etmek için iki farklı yöntem uyguladı. Bunlardan biri, yine birlikte icat edilen EV Toplam Kurtarma ve Arıtma (EVTrap) teknolojisiydi. Teknoloji, P450 ve diğer metabolik enzimleri içeren EV’lerin daha verimli bir şekilde izole edilmesine yardımcı olur. Diğeri ise test edilen numunenin protein bileşimindeki ince değişiklikleri hassas bir şekilde ölçen bir kütle spektrometri yöntemiydi.

Tao, “EV’leri izole etmek için etkili bir yolunuz yoksa ve EV’lerdeki bu P450 metabolik enzimlerini ölçmek için etkili bir yolunuz yoksa sonuç alamazsınız” dedi. “Bunun neden farmasötik alanda ele alınmadığı anlaşılabilir.”

Tao ve meslektaşları ADME sürecine dahil olan 34 proteinin miktarını belirlemeyi başardılar. Günlük rifampisin dozlarına yanıt olarak fare plazma EV’lerinde insan benzerlerine sahip iki proteinin yüksek seviyelerini buldular. Araştırmacılar ayrıca dasatinib’e yanıt olarak bu proteinlerden birinin daha yüksek seviyelerini de kaydetti.

Yazarlar PNAS Nexus makalesinde “Bu teknik, sıvı biyopsi yoluyla spesifik ilaç izleme için ADME belirteçlerinin keşfedilmesinin fizibilitesini gösterdi” dedi. Ulusal Sağlık Enstitüleri bu çalışmayı kısmen finanse etti. Tao, buluşunu, fikri mülkiyet patenti için başvuran Purdue Innovates Teknoloji Ticarileştirme Ofisi’ne açıkladı. Buluşu daha da geliştirmek isteyen sektör ortakları, 69103 parça koduyla ilgili olarak jrkasper@prf.org adresinden Joe Kasper ile iletişime geçmelidir.

Purdue Üniversitesi Hakkında

Purdue Üniversitesi, geniş ölçekte mükemmellik sergileyen bir kamu araştırma kurumudur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en iyi 10 devlet üniversitesi ve en iyi dört kolejden ikisi arasında yer alan Purdue, bilgiyi rakipsiz bir kalite ve ölçekte keşfeder ve yayar. Yaklaşık 50.000’i West Lafayette kampüsünde olmak üzere, Purdue’de çeşitli yöntem ve yerlerde 105.000’den fazla öğrenci eğitim görmektedir. Uygun fiyat ve erişilebilirliğe önem veren Purdue’nin ana kampüsü, öğrenim ücretlerini art arda 13 yıl boyunca dondurdu. Purdue’nin bir sonraki dev adım olan Indianapolis’teki ilk devasa şehir kampüsü, yeni Mitchell E. Daniels, Jr. İşletme Fakültesi ve Purdue Computes — şu adreste: