De nouvelles recherches montrent que certains flavonols des aliments de tous les jours peuvent arrêter les machines de résistance aux médicaments du corps, ouvrant potentiellement la voie à des traitements plus efficaces, mais des obstacles cliniques demeurent.
Étude: Inhibition de la protéine de résistance au cancer du sein par les flavonols: implications in vitro, in vivo et in silico des interactions. Crédit d'image: Danijela Maksimovic / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Rapports scientifiquesun groupe de chercheurs a identifié des flavonols qui inhibent la protéine de résistance au cancer du sein (BCRP), codé par l'adénosine triphosphate (ATP)-liaison sous-famille du sous-famille G 2 (ABCG2), et ont testé s'ils inversent la résistance aux médicaments pour les médicaments in vitro et augmenter l'exposition à un substrat BCRP in vivo. L'étude met également en évidence des limitations importantes et la nécessité de prudence lors de l'examen des applications cliniques.
Sommaire
Arrière-plan
Pourquoi certains médicaments échouent-ils au moment où les patients en ont le plus besoin? L'une des raisons est le BCRP, une pompe d'efflux entraînée par l'ATP qui abaisse l'absorption des médicaments intestinales, limite la pénétration des tissus aux barrières comme le cerveau et le placenta et accélère l'élimination du médicament, la modification de l'efficacité et les effets secondaires. Les flavonoïdes dérivés du régime sont largement consommés et certains peuvent bloquer le BCRP, mais leurs modèles inhibiteurs spécifiques et leur impact pratique restent flous. Comprendre quels flavonols inhibent le BCRP, et dans quelle mesure sont fortement importants pour des problèmes réels comme la résistance à la chimiothérapie et l'exposition aux statines. La question centrale: les flavonols sélectionnés peuvent-ils surmonter la résistance médiée par le transporteur et stimuler l'exposition aux substrats BCRP sans toxicité excessive? Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour lier ces résultats mécanistes à l'utilisation clinique et pour clarifier l'impact des différences d'espèces et la faible biodisponibilité orale des flavonols observés dans cette étude.
À propos de l'étude
Le dépistage du flavonol a été effectué dans les cellules de rein canin ii (MDCKII) de Madin-Darby exprimant de manière stable des témoins BCRP et MDCKII-MOCK humains, entretenus dans le milieu d'aigle modifié de Dulbecco (DMEM) avec du sérum bovine fœtal (FBS), des acides aminés non essentiels (NEAA) et de la pédicilline / streptomycine à la 37. dioxyde (CO₂). L'activité BCRP a été quantifiée par un test d'accumulation de prazosine dans la solution saline équilibrée de Hanks (HBSS) tamponné avec de l'acide 4- (2-hydroxyéthyl) -1-piperazineéthanesulfonique (HEPES). Les composés ont été dépistés à 2 μm, et tout ce qui a bloqué l'activité de plus de 25% est passé à des tests de concentration inhibitrice à moitié maximaux (IC50) sur 0-30 μm. Le diméthyl sulfoxyde (DMSO) à ≤ 1% était le véhicule, avec la novobiocine comme contrôle positif. Après dosage, les cellules ont été rincées avec une solution saline tamponnée au phosphate (PBS), lysé avec Triton X-100, et les analytes ont été quantifiés par chromatographie liquide à haute performance (HPLC).
L'inversion de la résistance a été testée en exposant MDCKII-BCRP et des cellules simulées au SN-38 avec ou sans chacun des 14 flavonols puissants (5 μM). La viabilité a été mesurée en utilisant du bromure de bromure de 3- (4,5-diméthylthiazol-2-yl) -2,5-diphényltétrazolium (MTT) et de pli inverse (RF) et de concentration cytotoxique à demi-maximale (CC50). Le pli inversé total (RFT) est défini comme le rapport de CC50 dans les cellules surexprimant BCRP à CC50 dans les cellules simulées (RFT = CC50 BCRP / CC50 Mock), et est utilisée pour quantifier le degré de renversement de résistance. L'amarrage moléculaire a utilisé la structure cristalline BCRP (ID de la banque de données protéiques (PDB): 6FFC) via CB-Dock2, avec des interactions visualisées dans Biovia Discovery Studio et des caractéristiques de structure-activité clés résumées.
Chez les rats Sprague-Dawley (SD), la pharmacocinétique de la sulfasalazine orale (2 mg / kg) a été mesurée lorsqu'elle est donnée seule ou codosée avec de la 3,4'-diméthoxyflavone ou 3,6,3 ', 4′-tétraméthoxyflavone (chacune 5 mg / kg). Toutes les procédures sont conformes aux lignes directrices institutionnelles du comité de protection et d'utilisation des animaux (IACUC). Les concentrations plasmatiques ont été quantifiées par chromatographie liquide-spectrométrie de masse en tandem (LC – MS / MS) en utilisant l'ionisation par électrospray positive (ESI +) et la surveillance de la réaction multiple (MRM) avec une norme interne (IS). Les paramètres signalés comprenaient une surface sous la courbe de concentration plasmatique pour le dernier temps quantifiable (Auclast), zone extrapolée à l'infini (Aucinf), concentration maximale (CMAX), temps au maximum (Tmax) et demi-vie terminale (T½). L'utilisation de sulfasalazine comme modèle de substrat BCRP modèle chez les rats permet d'évaluer l'inhibition du transporteur intestinal, bien qu'il ne traite pas de résistance à la chimiothérapie systémique in vivo.
Il est important de noter que, in vivoseule la sulfasalazine (un substrat modèle BCRP) a été testée, pas un médicament de chimiothérapie. Par conséquent, l'inversion de la résistance à la chimiothérapie par les flavonols n'a été démontrée que in vitro.
Résultats de l'étude
Le dépistage a révélé que le BCRP a activement efflité la prazosine; L'accumulation de la prazosine a baissé de 69% dans les cellules MDCKII-BCRP par rapport aux cellules simulées, tandis que la novobiocine a rétabli les niveaux, validant le modèle. Sur 77 flavonols testés à 2 μm, 22 ont inhibé le BCRP de plus de 25%; Le plus fort était la 3,4'-diméthoxyflavone (62% d'inhibition), avec plusieurs analogues substitués par méthoxy et hydroxy également puissants. La liste des hit a progressé vers la détermination IC50: 14 flavonols ont montré des valeurs IC50 inférieures à 5 μm, menées par 3,4'-diméthoxyflavone (IC50 environ 1,62 μm) et 3,6,3 ′, 4′-tétraméthoxyflavone (IC50 environ 1,69 μm).
Fonctionnellement, la surexpression de BCRP a augmenté le CC50 pour SN-38 de 0,634 à 13,5 μm, conforme à la résistance médiée par le transporteur. Ajout de sélections de flavonols (5 μm) largement effacées cet écart: six composés, dont la 3,7,3′-trihydroxyflavone, le 3,4′-diméthoxyflavone, la quercétine (3,5,3 ′-triméthoxyflavone, la questionne (3,5,7,3 ′, 4′-PENTHYDROXYDROXYFLAVONE), 3,6,3 ', 4'-tétraméthoxyflavone et rétusine (5-hydroxy-3,7,3', 4'-tétraméthoxyflavone), réduit le CC50 dans les cellules MDCKII-BCRP à des niveaux de type fineur, indiquant une inversion presque complé. D'autres ont produit une inversion partielle, reflétée dans les valeurs totales de pli inverse (RFT) en fonction de la structure.
L'amarrage moléculaire a sauvegardé les résultats du laboratoire. Les 14 puissants inhibiteurs étaient assis dans la même poche de BCRP et lié étroitement (affinité inférieure ou égale à moins 8,5 kcal par mol). Les contacts fréquents comprenaient un pi-pi-pile avec de la phénylalanine à A432 et B439, plus des liaisons hydrogène avec de la thréonine à A435 et de l'asparagine à A436. Les interactions hydrophobes avec la valine à B546 et la méthionine à B549 ont encore stabilisé les complexes. L'ajout de groupes hydroxyle a favorisé la liaison hydrogène (par exemple, la quercétine), tout en ajoutant des groupes de méthoxy favorisait les contacts hydrophobes et pi-alkyles (par exemple, 3,3 ', 4′-triméthoxyflavone). Un schéma équilibré de substitutions, comme dans 3,5,6,7,3 ', 4′-hexaméthoxyflavone, a créé des réseaux d'interaction divers et forts.
In vivo, le co-dose de sulfasalazine avec des flavonols a augmenté l'exposition. Vers la sulfasalazine seule (CMAX environ 80 ng / ml; auclast environ 183 ng · h / ml), 3,4′-diméthoxyflavone augmentée auclast d'environ 1,79 fois (à environ 327 ng · h / ml; p moins que 0,05) avec une élévation modeste de CMAX, tandis que 3,6,3 ′, 4′-tétramy CMAX à environ 162 ng / ml (p inférieur à 0,001) et auclast à environ 319 ng · h / ml (p inférieur à 0,05), sans changer la demi-vie terminale. Ces augmentations s'alignent sur l'inhibition intestinale du BCRP augmentant la biodisponibilité orale, un scénario directement pertinent pour les interactions médicamenteuses réelles (par exemple, des statines telles que la rosuvastatine) et à l'oncologie, où la suractivité du transporteur peut émousser la chimiothérapie.
Cependant, les concentrations plasmatiques des flavonols testées elles-mêmes étaient très faibles après le dosage oral chez le rat, suggérant que leur site d'action principal peut être le tractus intestinal plutôt que la circulation systémique. Cela limite leur potentiel à inverser la résistance aux médicaments dans les cancers à l'extérieur du tractus gastro-intestinal à moins que leur biodisponibilité ne puisse être améliorée. De plus, il existe des différences d'espèces importantes entre les transporteurs de BCRP humains et de rat, et les niveaux d'expression de BCRP dans les tissus peuvent différer entre les espèces. Par conséquent, une prudence est nécessaire lors de l'extrapolation de ces résultats directement aux humains. Il est également important que les lecteurs en dehors du domaine reconnaissent que les modèles précliniques, bien que très informatifs pour le mécanisme, ne prédisent pas directement l'efficacité ou la sécurité chez les patients humains.
Analytiquement, LC-MS / MS avec ESI + et MRM a quantifié les taux plasmatiques en utilisant AN, permettant des paramètres non compartimentés: Auclast et Aucinf, Cmax, Tmax et T½. Ces termes pharmacocinétiques reflètent l'étendue et le moment de la présence de médicament (ou d'inhibiteur) dans le plasma sanguin, ce qui aide à clarifier le mécanisme et l'ampleur de tout effet améliorant l'absorption.
Conclusions
À travers in vitro, silicoet in vivo Des expériences, plusieurs flavonols ont inhibé le BCRP, inversé la résistance au SN-38 et une exposition élevée à un substrat de sonde BCRP oral, ce qui est la preuve que les échafaudages dérivés du régime peuvent remodeler la disposition des médicaments et, potentiellement, la réponse au traitement. Pratiquement, cela signale deux choses: les possibilités d'améliorer la biodisponibilité des thérapies sous-absorbées et les prétentions sur les interactions médicamenteuses involontaires. Les principales limites comprennent la faible biodisponibilité orale des flavonols, les différences spécifiques aux espèces et le fait que in vivo L'inversion de la résistance à la chimiothérapie n'a pas été démontrée. Les priorités futures comprennent l'amélioration de l'exposition systémique des flavonols de plomb, le test des effets des transporteurs avec des agents anticancéreux utilisés cliniquement et la validation des avantages et de la sécurité chez les personnes, afin que les cliniciens et les patients puissent exploiter la modulation du BCRP plutôt que d'être aveuglé par celui-ci.
