Improvement of the Caco-2 permeability model by genetic and hydrodynamic modifications (Caco-2 -imeytymismallin parantaminen geneettisillä ja hydrodynaamisilla muokkauksilla), Kyo:n julkaisuja A 105

Korjamo Timo (FM) 16.2.2008\nFarmaseuttinen tiedekunta\nBiofarmasia\nImprovement of the Caco-2 permeability model by genetic and hydrodynamic modifications (Caco-2 -imeytymismallin parantaminen geneettisillä ja hydrodynaamisilla muokkauksilla)\n\nVastaväittäjä: Professori Peter Langguth, Johannes Gutenberg University of Mainz, Saksa\nKustos: Professori Jukka Mönkkönen, Kuopion yliopisto\nAika ja paikka: Lauantai 16.2.2008 klo 12, Mediteknian auditorio\n\nVäitöskirjan tiivistelmä:\n\nSolumallit lääkekehityksessä\n\nErilaisia solulinjoja käytetään runsaasti lääkekehityksen eri vaiheissa ennustamaan tutkittavien lääkeainemolekyylien käyttäytymistä ja tehokkuutta sekä käyttökelpoisuutta ihmiskehossa. Solumallien käyttö vähentää koe-eläinten käyttöä sekä nopeuttaa ja tehostaa lääkekehitystä merkittävästi. Modernissa lääkekehityksessä käytetään nykyisin monia erilaisia solumalleja, mutta niiden ominaisuudet eivät aina vastaa ihmiskehon käyttäytymistä riittävän hyvin. Tämän vuoksi tarvitaan jatkuvaa tutkimustyötä solumallien kehittämiseksi.\n\nTässä väitöstutkimuksessa muokattiin paksusuolen syöpäsolulinja Caco-2:ta, jota käytetään yleisesti ennustamaan lääkeaineiden imeytymistä ruoansulatuskanavasta. Tarkoituksena oli säädellä lääkeaineiden aktiivisten kuljetusproteiinien sekä lääkeaineita hapettavien sytokromi P450 entsyymien määrää soluissa niin, että ne paremmin vastaavat kyseisiä toimintoja ihmisen ohutsuolessa.\n\nLääkeaineiden imeytymisen ennustaminen\n\nLääkeainemolekyylien imeytymistä ruoansulatuskanavasta rajoittaa ohutsuolen pinnan uloin solukerros. Suolen seinämä on hyvin dynaaminen rakenne, jonka aineenvaihdunta on nopeaa. Lisäksi sen ominaisuudet muuttuvat elimistön ärsykkeiden vaikutuksesta, joten imeytymisen ennustaminen ei ole yksinkertaista.\n\nCaco-2-solut muodostavat soluviljelyolosuhteissa solumattoja, joita käytetään ohutsuolen epiteelikerroksen malleina. Lääkeaineiden kulkeutumista tämän solukerroksen läpi voidaan mitata ja tulosten perusteella ennustaa imeytymistä elimistössä. Tavallisten Caco-2-solujen muodostama solumatto eroaa ohutsuolen epiteelisolukerroksesta monessa suhteessa, joten soluviljelyolosuhteissa saadut ennusteet eivät aina anna luotettavaa tietoa todellisesta imeytymisestä.\n\nMuokkauksia monilla eri tavoilla\n\nVäitöskirjatyössä Caco-2 soluja muokattiin siirtämällä niihin pysyvästi geenejä, jotka tuottavat tumareseptoriproteiineja. Nämä proteiinit säätelevät lukuisten sytokromi P450 -entsyymien ja aktiivisten kuljetusproteiinien ilmentymistä. Solujen toiminnallisuutta muokattiin myös käsittelemällä niitä erilaisilla kemikaaleilla. Lääkeainetta solusta poistavien kuljetusproteiinien aktiivisuutta voitiin merkittävästi nostaa muokkauksilla, mutta sytokromi P450 -aktiivisuudet pysyivät erittäin matalina.\n\nMuokattuja solulinjoja käytettiin kuljetusproteiinien kinetiikan tutkimiseen. Kuljetusproteiinin ilmentymistaso vaikuttaa kineettisiin parametreihin, joten solukokeiden perusteella tehtävien ennusteiden luotettavuus riippuu oikean ilmentymistason löytämisestä. Tämä kineettisten parametrien vääristyminen johtuu solunsisäisen lääkeainepitoisuuden vaihtelusta.\n\nSolumaton lisäksi koelaitteiston nestevirtaukset vaikuttavat solukokeiden tuloksiin. Tutkimuksessa rakennettiin uusi sekoituslaitteisto, jonka avulla koeliuosten sekoittuvuuden vaikutusta läpäisykoetuloksiin voitiin tutkia. Liuosten sekoittuvuus solumaton eri puolilla ei ole identtinen, mikä voi johtaa virhetulkintoihin läpäisykokeiden tuloksia tulkittaessa.\n\nYhteenveto\n\nMuokattuja solulinjoja voidaan käyttää kuljetusproteiinien toiminnan perustutkimukseen. Lisäksi soluja voidaan hyödyntää nykyistä herkempiä seulontatestejä kehittämiseen lääkekehityksen tarpeisiin. Solukokeista saatujen tulosten tulkinnassa tulee ottaa huomioon sekä kuljetusproteiinien ilmentymistasoista johtuvat vääristymät kineettisissä parametreissa että pienten mittakaavan kokeiden huonosta hydrodynamiikasta johtuvat koevirheet. Tutkimus antoi tärkeää perustietoa solumallien soveltamisesta lääkekehitystyössä.\n\nVäitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja A. Farmaseuttiset tieteet. ISBN 978-951-27-0843-7. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml\n\nLisätietoja:\nFM Timo Korjamo\nKuopion yliopisto\nFarmasian teknologian ja biofarmasian laitos\nP. 040 522 0560\ntimo.korjamo@uku.fi\n\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
978-951-27-0843-7
Kieli:
eng
Sivumäärä:
134 s.
Tekijät:
Korjamo Timo(diss)
Tuotekoodi 020386
22,00 €