Medetomidiinin glukuronidaation inhibitio

Lääkeainemetabolialla tarkoitetaan entsymaattisia reaktioita, jotka muuttavat lääkeaineita paremmin elimistöstä poistuvaan muotoon. Lääkeaineet voivat vaikuttaa toistensa metaboliaan inhiboimalla tai indusoimalla metaboloivia entsyymejä. Tällaisten interaktioiden seurauksena lääkeaineen pitoisuus elimistössä voi kasvaa jopa toksiseksi tai vähentyä merkittävästi. Tämä on erityisesti ongelmana silloin, kun käytössä on useita lääkkeitä samanaikaisesti. Lääketutkimuksessa onkin keskitytty tällaisten interaktioiden ennustamiseen ja niitä yritetään välttää tai ainakin vähentää. Työssä tutkittiin medetomidiinia, jonka on äskettäin havaittu metaboloituvan UDP-glukuronosyylitransferaasien (UGT) välityksellä. Työn tarkoituksena oli löytää medetomidiinin glukuronidaatiota inhiboivia yhdisteitä. Lisäksi haluttiin selvittää mahdollisen inhibition mekanismeja. On yleistä tutkia tietyn entsyymin substraatin interaktioita muiden saman perheen entsyymien kanssa. On kuitenkin harvinaisempaa tutkia tällaisia interaktioita kahden eri entsyymiperheen välillä. Tässä työssä tutkittiin inhiboivatko mahdolliset sytokromi P450 -entsyymiä (CYP) inhiboivat yhdisteet myös medetomidiinia glukuronoivia UDP-glukuronosyylitransferaaseja. Glukuronidaation inhibitiota tutkittiin HPLC-menetelmällä, joka on kehitetty aiemmin medetomidiinin glukuronidaation tutkimiseen. Aluksi glukuronidaatiota tutkittiin ilman inhibiittoreita. Tämän jälkeen tutkittiin kolmen mahdollisen inhibiittoriyhdisteen vaikutuksia medetomidiinin glukuronidaatioon ja tuloksia verrattiin ilman inhibiittoria saatuihin tuloksiin. Kolmen tutkitun yhdisteen havaittiin inhiboivan medetomidiinin glukuronidaatiota. Tutkimuksessa havaittiin myös mielenkiintoinen ilmiö, jossa inhibiittoriyhdisteen sitoutuminen aiheutti entsyymikineettisiä muutoksia UDP-glukuronosyylitransferaasin toiminnassa. On mielenkiintoista, että samat yhdisteet inhiboivat sekä CYP- että UGT-metaboliaa. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että jos CYP ja UGT metaboloivat samaa yhdistettä, on mahdollista että yhdisteen rakenteelliset analogit aiheuttavat interaktioita molempien entsyymien kanssa. Uusia lääkeaineita kehitettäessä onkin otettava huomioon yleisesti tunnettujen CYP-entsyymien lisäksi myös UGT:t ja niiden mahdolliset yhteisvaikutukset.

Drug-drug interactions occur when a drug or a drug metabolite modifies the activity of a drug metabolizing enzyme. As a result the concentration of active drug can be too low to be effective or too high and possibly toxic. This is an increasing problem in drug therapy where polypharmacy is rather common today. Therefore, in drug discovery and development significant efforts have been made in order to predict such interactions in advance and avoid them, or at least minimize them. This study is focused on medetomidine, a drug metabolized by UDP-glucuronosyltransferases (UGT). The aim of the study was to find inhibitors for medetomidine glucuronidation. Also the mechanism of possible inhibition was of interest. It is already common to test interactions of a given enzyme substrate with other enzymes of the same family either in phase I or phase II of drug metabolism in humans. It is less common, however, to examine such interactions between enzymes of two different families. In the present study it is tested if the compounds which are possible inhibitors of cytochrome P450 monooxygenase (CYP) also inhibit UGTs. Inhibition of glucuronidation was studied with HPLC method previously developed for medetomidine glucuronidation. First glucuronidation of medetomidine was studied without inhibitor compounds. After that the impact of three possible inhibitors on medetomidine glucuronidation was studied and results were compared with the initial results. Three compounds were found to inhibit glucuronidation of medetomidine. Also an interesting change in UGT’s enzyme kinetics after the binding of inhibitor was discovered. It is interesting that same compounds could inhibit both CYPs and UGTs. The results revealed that if a CYP and a UGT could bind for the same compound, it is also likely that structural analogues of that compound will interact with both enzymes. In drug discovery and development it is important to take into account both CYP-enzymes and less studied UGTs, and their possible interactions.