Mechanism of transport of saquinavir-loaded nanostructured lipid carriers across the intestinal barrier

[EN] The aims of this work were (i) to evaluate the potential of nanostructured lipid carriers (NLCs) as a tool to 24 enhance the oral bioavailability of poorly soluble compounds using saquinavir (SQV), a BCS class IV drug 25 and P-gp substrate as a model drug, and (ii) to study NLC transport mechanisms across the intestinal barrier. 26 Three different NLC formulations were evaluated. SQV transport across Caco-2 monolayers was enhanced up 27 to 3.5-fold by NLCs compared to SQV suspension. M cells did not enhance the transport of NLCs loaded with 28 SQV. The size and amount of surfactant in the NLCs influenced SQV's permeability, the transcytosis pathway 29 and the efflux of SQV by P-gp. An NLC of size 247 nm and 1.5% (w/v) surfactant content circumvented P-gp 30 efflux and used both caveolae- and clathrin-mediated transcytosis, in contrast to the other NLC formulations, 31 which used only caveolae-mediated transcytosis. By modifying critical physicochemical parameters of the 32 NLC formulation, we were thus able to overcome the P-gp drug efflux and alter the transcytosis mechanism 33 of the nanoparticles. These findings support the use of NLCs approaches for oral delivery of poorly 34 water-soluble P-gp substrates.

Specific Increase in MDR1 Mediated Drug-Efflux in Human Brain Endothelial Cells following Co-Exposure to HIV-1 and Saquinavir

Persistence of HIV-1 reservoirs within the Central Nervous System (CNS) remains a significant challenge to the efficacy of potent anti-HIV-1 drugs. The primary human Brain Microvascular Endothelial Cells (HBMVEC) constitutes the Blood Brain Barrier (BBB) which interferes with anti-HIV drug delivery into the CNS. The ATP binding cassette (ABC) transporters expressed on HBMVEC can efflux HIV-1 protease inhibitors (HPI), enabling the persistence of HIV-1 in CNS. Constitutive low level expression of several ABC-transporters, such as MDR1 (a.k.a. P-gp) and MRPs are documented in HBMVEC. Although it is recognized that inflammatory cytokines and exposure to xenobiotic drug substrates (e.g HPI) can augment the expression of these transporters, it is not known whether concomitant exposure to virus and anti-retroviral drugs can increase drug-efflux functions in HBMVEC. Our in vitro studies showed that exposure of HBMVEC to HIV-1 significantly up-regulates both MDR1 gene expression and protein levels; however, no significant increases in either MRP-1 or MRP-2 were observed. Furthermore, calcein-AM dye-efflux assays using HBMVEC showed that, compared to virus exposure alone, the MDR1 mediated drug-efflux function was significantly induced following concomitant exposure to both HIV-1 and saquinavir (SQV). This increase in MDR1 mediated drug-efflux was further substantiated via increased intracellular retention of radiolabeled [3H-] SQV. The crucial role of MDR1 in 3H-SQV efflux from HBMVEC was further confirmed by using both a MDR1 specific blocker (PSC-833) and MDR1 specific siRNAs. Therefore, MDR1 specific drug-efflux function increases in HBMVEC following co-exposure to HIV-1 and SQV which can reduce the penetration of HPIs into the infected brain reservoirs of HIV-1. A targeted suppression of MDR1 in the BBB may thus provide a novel strategy to suppress residual viral replication in the CNS, by augmenting the therapeutic efficacy of HAART drugs.

Evaluation of chitosan nanoformulations as potent anti-HIV therapeutic systems

Background: Antiretroviral Therapy (ART) is currently the major therapeutic intervention in the treatment of AIDS. ART, however, is severely limited due to poor availability, high cytotoxicity, and enhanced metabolism and clearance of the drug molecules by the renal system. The use of nanocarriers encapsulating the antiretroviral drugs may provide a solution to the aforementioned problems. Importantly, the application of mildly immunogenic polymeric carrier confers the advantage of making the nanoparticles more visible to the immune system leading to their efficient uptake by the phagocytes. Methods: The saquinavir-loaded chitosan nanopartides were characterized by transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry and analyzed for the encapsulation efficiency, swelling characteristics, particle size properties, and the zeta potential. Furthermore, cellular uptake of the chitosan nanocarriers was evaluated using confocal microscopy and Flow cytometry. The antiviral efficacy was quantified using viral infection of the target cells. Results: Using novel chitosan carriers loaded with saquinavir, a protease inhibitor, we demonstrate a drug encapsulation efficiency of 75% and cell targeting efficiency greater than 92%. As compared to the soluble drug control, the saquinavir-loaded chitosan carriers caused superior control of the viral proliferation as measured by using two different viral strains, NL4-3 and Indie-C1, and two different target T-cells, Jurkat and CEM-CCR5. Conclusion: Chitosan nanoparticles loaded with saquinavir were characterized and they demonstrated superior drug loading potential with greater cell targeting efficiency leading to efficient control of the viral proliferation in target T-cells. General significance: Our data ascertain the potential of chitosan nanocarriers as novel vehicles for HIV-1 therapeutics. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Opções de utilização sequencial de anti-retrovíricos em doentes com falência terapêutica em Angola

A infecção pelo VIH/SIDA constitui um dos principais problemas de saúde no Mundo e em África. A África Sub-sahariana detém actualmente 67% das infecções a nível global. Angola, localizada na sub-região central de África (OMS) tem uma prevalência actual média estimada em 2.4%, estando rodeada a Sul e Leste por países de prevalências mais elevadas. Em Angola, predomina o VIH-1. Os dados publicados sobre a epidemiologia molecular do VIH em Angola mostram uma grande diversidade de subtipos e formas recombinantes circulantes (CRF), recombinantes circulantes únicas (URF) e amostras não tipificadas. A motivação para o estudo presente foi o conhecimento ainda limitado sobre a infeção por VIH em Angola, desde a epidemiologia molecular às características clínicas, imunológicas, virológicas, resposta à terapêutica anti-retrovírica combinada (TARVc) e perfil de resistência do VIH à TARVc. Foi estudado um coorte de 300 doentes adultos, com infecção por VIH, de 15 de Junho de 2006 a 15 de Junho de 2010. Predomina o género feminino, 65% (194/300) e o grupo etário dos 25 aos 39 anos, 62% (186/300). A mediana de idades é 33 anos, residem em Luanda 98% (295/300), 94% são angolanos, sendo os estrangeiros de S. Tomé e RDC. A Classificação CDC de 1993 na linha de base mostrou um predomínio de doentes da categoria clínica C, 53% (160/300), com uma ou duas doenças definidoras; 34% (101/300) dos doentes eram da Categoria C3 do CDC e 49% (147/300) tinham linfócitos T CD4+ abaixo das 200 cel/l. A doença definidora mais frequente foi a Tuberculose, em 39% dos doentes (117/300). A mediana de linfócitos T CD4+ na linha de base foi de 195 cel/μl [1-1076]. Apenas 12,2% dos doentes (37/302) tinha T CD4+ de base superior a 500 células/l. Determinou-se a carga vírica na linha de base, em 213 dos doentes (71%), verificando-se que 46% destes doentes (97/213) tinham cargas virícas superiores a 100.000 cp/ml, 32% (69/213) entre 10001 e 100000, 21% (45/213) entre 400 e 10000, 0,9% (2/213) abaixo de 400 cp/ml. Iniciaram terapêutica anti-retrovírica no período de estudo 206 doentes (69%) com esquemas terapêuticos baseados em NNRTI, sendo 131 (64%) medicados com a associação d4t+3TC+ NVP. Ao fim de 4 anos, em Junho de 2010, havia 126 doentes monitorizados com contagem de linfócitos T CD4+ e CV, estando 62% dos doentes com CV indetectável (79/126). Os doentes em falência virológica corresponderam a 16% (20/126), 9% (11/126) tinham resultados discordantes (boa resposta imunológica mas carga viral detectável) e 13% (16/126) foram inconclusivos. Foi mudada a terapêutica para esquema de 2ª linha em 5 doentes, 4 dos 5 doentes com critérios de falência virológica e 1 sem critérios de falência virológica, por toxicidade ao EFV. Os doentes com critérios de falência imunológica ou virológica segundo a OMS e os doentes com dados inconclusivos foram seleccionados para testes genotípicos de resistência aos anti-retrovíricos (TR). Foram realizados TR e subtipagem em 37 doentes. Nos doentes que realizaram TR sob TARVc, as mutações de resistência mais frequentemente encontradas foram a M184V, em 16 doentes, a K103N em 12 doentes e a Y181C em 7 doentes. O subtipo C, foi o subtipo predominante em 30% (11/37) dos casos. Para avaliar a adesão à TARVc, foram estudados 63 doentes, faltosos a consultas ou demonstrado sinais de falência clínica, imunológica ou virológica. O método realizado foi o auto-relato por entrevista. Verificou-se uma adesão à TARVc de 100% em 33% (21/63), adesão entre 100% e 90% em 7% (4/63), de 50 a 90% em 7% (4/63) e inferior a 50% em 54% (34/63). Como factores de não-adesão, predominavam a mobilidade no emprego Opções de utilização sequencial de anti-retrovíricos em doentes com falência terapêutica em Angola X e factores familiares e sociais, apontados como razão para a falta às consultas que davam acesso aos medicamentos ARV. Fazendo corresponder os resultados dos testes de resistência realizados à adesão de todos os doentes entrevistados, verifica-se que o grupo de 34 doentes com menos de 50% de adesão, 19 realizaram TR e desses, 13 mostraram mutações de resistência, sendo 10 resistentes a 2 classes de ARV, NITR e NNITR, 2 a NNITR e 1 a NITR. Os restantes 6 doentes deste grupo eram aparentemente susceptíveis às 3 classes de ARV. Actualmente, estão em seguimento 58% dos doentes (176/300), 26 % (77/300) perderam-se no seguimento e 16% (47/300) faleceram. O estudo realizado salienta a fase tardia da chegada aos cuidados médicos; mostra a tuberculose como doença indicadora mais frequente e mostra que a maioria dos doentes foi medicada com D4T+3TC+NVP. Os critérios de sucesso terapêutico descem ao longo do estudo de 71% para 62%. Indica a necessidade de acções urgentes para acesso mais precoce aos cuidados de saúde e intervenção social para ultrapassar as limitações à adesão à TARVc e tornar esta mais eficaz. As opções de segunda linha já disponíveis são muito reduzidas (tenofovir, lopinavir potenciado com ritonavir e saquinavir), havendo necessidade de continuar estes estudos para uma avaliação mais profunda da eficácia destas terapêuticas.

Effectiveness of commercial inhibitors against subtype F HIV-1 protease

Subtype F wild type HIV protease has been kinetically characterized using six commercial inhibitors (amprenavir, indinavir, lopinavir, nelfinavir, ritonavir and saquinavir) commonly used for HIV/AIDS treatment, as well as inhibitor TL-3 and acetylpepstatin. We also obtained kinetic parameters for two multi-resistant proteases (one of subtype B and one of subtype F) harboring primary and secondary mutations selected by intensive treatment with ritonavir/nelfinavir. This newly obtained biochemical data shows that all six studied commercially available protease inhibitors are significantly less effective against subtype F HIV proteases than against HIV proteases of subtype B, as judged by increased K(i) and biochemical fitness (vitality) values. Comparison with previously reported kinetic values for subtype A and C HIV proteases show that subtype F wild type proteases are significantly less susceptible to inhibition. These results demonstrate that the accumulation of natural polymorphisms in subtype F proteases yields catalytically more active enzymes with a large degree of cross-resistance, which thus results in strong virus viability.

Drug-herb interactions: eliminating toxicity with hard drug design.

By searching the literatures, it was found that a total of 32 drugs interacting with herbal medicines in humans. These drugs mainly include anticoagulants (warfarin, aspirin and phenprocoumon), sedatives and antidepressants (midazolam, alprazolam and amitriptyline), oral contraceptives, anti-HIV agents (indinavir, ritonavir and saquinavir), cardiovascular drug (digoxin), immunosuppressants (cyclosporine and tacrolimus) and anticancer drugs (imatinib and irinotecan). Most of them are substrates for cytochrome P450s (CYPs) and/or P-glycoprotein (PgP) and many of which have narrow therapeutic indices. However, several drugs including acetaminophen, carbamazepine, mycophenolic acid, and pravastatin did not interact with herbs. Both pharmacokinetic (e.g. induction of hepatic CYPs and intestinal PgP) and/or pharmacodynamic mechanisms (e.g. synergistic or antagonistic interaction on the same drug target) may be involved in drug-herb interactions, leading of altered drug clearance, response and toxicity. Toxicity arising from drug-herb interactions may be minor, moderate, or even fatal, depending on a number of factors associated with the patients, herbs and drugs. Predicting drug-herb interactions, timely identification of drugs that interact with herbs, and therapeutic drug monitoring may minimize toxic drug-herb interactions. It is likely to predict pharmacokinetic herb-drug interactions by following the pharmacokinetic principles and using proper models that are used for predicting drug-drug interactions. Identification of drugs that interact with herbs can be incorporated into the early stages of drug development. A fourth approach for circumventing toxicity arising from drug-herb interactions is proper design of drugs with minimal potential for herbal interaction. So-called ”hard drugs” that are not metabolized by CYPs and not transported by PgP are believed not to interact with herbs due to their unique pharmacokinetic properties. More studies are needed and new approached are required to minimize toxicity arising from drug-herb interactions.

Herb-drug interactions: a literature review

Herbs are often administered in combination with therapeutic drugs, raising the potential of herb-drug interactions. An extensive review of the literature identified reported herb-drug interactions with clinical significance, many of which are from case reports and limited clinical observations.
Cases have been published reporting enhanced anticoagulation and bleeding when patients on long-term warfarin therapy also took Salvia miltiorrhiza (danshen). Allium sativum (garlic) decreased the area under the plasma concentration-time curve (AUC) and maximum plasma concentration of saquinavir, but not ritonavir and paracetamol (acetaminophen), in volunteers. A. sativum increased the clotting time and international normalised ratio of warfarin and caused hypoglycaemia when taken with chlorpropamide. Ginkgo biloba (ginkgo) caused bleeding when combined with warfarin or aspirin (acetylsalicylic acid), raised blood pressure when combined with a thiazide diuretic and even caused coma when combined with trazodone in patients. Panax ginseng (ginseng) reduced the blood concentrations of alcohol (ethanol) and warfarin, and induced mania when used concomitantly with phenelzine, but ginseng increased the efficacy of influenza vaccination. Scutellaria baicalensis (huangqin) ameliorated irinotecan-induced gastrointestinal toxicity in cancer patients.
Piper methysticum (kava) increased the 'off' periods in patients with parkinsonism taking levodopa and induced a semicomatose state when given concomitantly with alprazolam. Kava enhanced the hypnotic effect of alcohol in mice, but this was not observed in humans. Silybum marianum (milk thistle) decreased the trough concentrations of indinavir in humans. Piperine from black (Piper nigrum Linn) and long (P. longum Linn) peppers increased the AUC of phenytoin, propranolol and theophylline in healthy volunteers and plasma concentrations of rifamipicin (rifampin) in patients with pulmonary tuberculosis. Eleutheroccus senticosus (Siberian ginseng) increased the serum concentration of digoxin, but did not alter the pharmacokinetics of dextromethorphan and alprazolam in humans. Hypericum perforatum (hypericum; St John's wort) decreased the blood concentrations of ciclosporin (cyclosporin), midazolam, tacrolimus, amitriptyline, digoxin, indinavir, warfarin, phenprocoumon and theophylline, but did not alter the pharmacokinetics of carbamazepine, pravastatin, mycophenolate mofetil and dextromethorphan. Cases have been reported where decreased ciclosporin concentrations led to organ rejection. Hypericum also caused breakthrough bleeding and unplanned pregnancies when used concomitantly with oral contraceptives. It also caused serotonin syndrome when used in combination with selective serotonin reuptake inhibitors (e.g. sertraline and paroxetine).
In conclusion, interactions between herbal medicines and prescribed drugs can occur and may lead to serious clinical consequences. There are other theoretical interactions indicated by preclinical data. Both pharmacokinetic and/or pharmacodynamic mechanisms have been considered to play a role in these interactions, although the underlying mechanisms for the altered drug effects and/or concentrations by concomitant herbal medicines are yet to be determined. The clinical importance of herb-drug interactions depends on many factors associated with the particular herb, drug and patient. Herbs should be appropriately labeled to alert consumers to potential interactions when concomitantly used with drugs, and to recommend a consultation with their general practitioners and other medical carers.

Caratterizzazione del legame di molecole di interesse farmaceutico alla sieroalbumina umana mediante biocromatografia e dicroismo circolare

Negli ultimi anni, un crescente numero di studiosi ha focalizzato la propria attenzione sullo sviluppo di strategie che permettessero di caratterizzare le proprietà ADMET dei farmaci in via di sviluppo, il più rapidamente possibile. Questa tendenza origina dalla consapevolezza che circa la metà dei farmaci in via di sviluppo non viene commercializzato perché ha carenze nelle caratteristiche ADME, e che almeno la metà delle molecole che riescono ad essere commercializzate, hanno comunque qualche problema tossicologico o ADME [1]. Infatti, poco importa quanto una molecola possa essere attiva o specifica: perché possa diventare farmaco è necessario che venga ben assorbita, distribuita nell’organismo, metabolizzata non troppo rapidamente, ne troppo lentamente e completamente eliminata. Inoltre la molecola e i suoi metaboliti non dovrebbero essere tossici per l’organismo. Quindi è chiaro come una rapida determinazione dei parametri ADMET in fasi precoci dello sviluppo del farmaco, consenta di risparmiare tempo e denaro, permettendo di selezionare da subito i composti più promettenti e di lasciar perdere quelli con caratteristiche negative. Questa tesi si colloca in questo contesto, e mostra l’applicazione di una tecnica semplice, la biocromatografia, per caratterizzare rapidamente il legame di librerie di composti alla sieroalbumina umana (HSA). Inoltre mostra l’utilizzo di un’altra tecnica indipendente, il dicroismo circolare, che permette di studiare gli stessi sistemi farmaco-proteina, in soluzione, dando informazioni supplementari riguardo alla stereochimica del processo di legame. La HSA è la proteina più abbondante presente nel sangue. Questa proteina funziona da carrier per un gran numero di molecole, sia endogene, come ad esempio bilirubina, tiroxina, ormoni steroidei, acidi grassi, che xenobiotici. Inoltre aumenta la solubilità di molecole lipofile poco solubili in ambiente acquoso, come ad esempio i tassani. Il legame alla HSA è generalmente stereoselettivo e ad avviene a livello di siti di legame ad alta affinità. Inoltre è ben noto che la competizione tra farmaci o tra un farmaco e metaboliti endogeni, possa variare in maniera significativa la loro frazione libera, modificandone l’attività e la tossicità. Per queste sue proprietà la HSA può influenzare sia le proprietà farmacocinetiche che farmacodinamiche dei farmaci. Non è inusuale che un intero progetto di sviluppo di un farmaco possa venire abbandonato a causa di un’affinità troppo elevata alla HSA, o a un tempo di emivita troppo corto, o a una scarsa distribuzione dovuta ad un debole legame alla HSA. Dal punto di vista farmacocinetico, quindi, la HSA è la proteina di trasporto del plasma più importante. Un gran numero di pubblicazioni dimostra l’affidabilità della tecnica biocromatografica nello studio dei fenomeni di bioriconoscimento tra proteine e piccole molecole [2-6]. Il mio lavoro si è focalizzato principalmente sull’uso della biocromatografia come metodo per valutare le caratteristiche di legame di alcune serie di composti di interesse farmaceutico alla HSA, e sul miglioramento di tale tecnica. Per ottenere una miglior comprensione dei meccanismi di legame delle molecole studiate, gli stessi sistemi farmaco-HSA sono stati studiati anche con il dicroismo circolare (CD). Inizialmente, la HSA è stata immobilizzata su una colonna di silice epossidica impaccata 50 x 4.6 mm di diametro interno, utilizzando una procedura precedentemente riportata in letteratura [7], con alcune piccole modifiche. In breve, l’immobilizzazione è stata effettuata ponendo a ricircolo, attraverso una colonna precedentemente impaccata, una soluzione di HSA in determinate condizioni di pH e forza ionica. La colonna è stata quindi caratterizzata per quanto riguarda la quantità di proteina correttamente immobilizzata, attraverso l’analisi frontale di L-triptofano [8]. Di seguito, sono stati iniettati in colonna alcune soluzioni raceme di molecole note legare la HSA in maniera enantioselettiva, per controllare che la procedura di immobilizzazione non avesse modificato le proprietà di legame della proteina. Dopo essere stata caratterizzata, la colonna è stata utilizzata per determinare la percentuale di legame di una piccola serie di inibitori della proteasi HIV (IPs), e per individuarne il sito(i) di legame. La percentuale di legame è stata calcolata attraverso il fattore di capacità (k) dei campioni. Questo parametro in fase acquosa è stato estrapolato linearmente dal grafico log k contro la percentuale (v/v) di 1-propanolo presente nella fase mobile. Solamente per due dei cinque composti analizzati è stato possibile misurare direttamente il valore di k in assenza di solvente organico. Tutti gli IPs analizzati hanno mostrato un’elevata percentuale di legame alla HSA: in particolare, il valore per ritonavir, lopinavir e saquinavir è risultato maggiore del 95%. Questi risultati sono in accordo con dati presenti in letteratura, ottenuti attraverso il biosensore ottico [9]. Inoltre, questi risultati sono coerenti con la significativa riduzione di attività inibitoria di questi composti osservata in presenza di HSA. Questa riduzione sembra essere maggiore per i composti che legano maggiormente la proteina [10]. Successivamente sono stati eseguiti degli studi di competizione tramite cromatografia zonale. Questo metodo prevede di utilizzare una soluzione a concentrazione nota di un competitore come fase mobile, mentre piccole quantità di analita vengono iniettate nella colonna funzionalizzata con HSA. I competitori sono stati selezionati in base al loro legame selettivo ad uno dei principali siti di legame sulla proteina. In particolare, sono stati utilizzati salicilato di sodio, ibuprofene e valproato di sodio come marker dei siti I, II e sito della bilirubina, rispettivamente. Questi studi hanno mostrato un legame indipendente dei PIs ai siti I e II, mentre è stata osservata una debole anticooperatività per il sito della bilirubina. Lo stesso sistema farmaco-proteina è stato infine investigato in soluzione attraverso l’uso del dicroismo circolare. In particolare, è stato monitorata la variazione del segnale CD indotto di un complesso equimolare [HSA]/[bilirubina], a seguito dell’aggiunta di aliquote di ritonavir, scelto come rappresentante della serie. I risultati confermano la lieve anticooperatività per il sito della bilirubina osservato precedentemente negli studi biocromatografici. Successivamente, lo stesso protocollo descritto precedentemente è stato applicato a una colonna di silice epossidica monolitica 50 x 4.6 mm, per valutare l’affidabilità del supporto monolitico per applicazioni biocromatografiche. Il supporto monolitico monolitico ha mostrato buone caratteristiche cromatografiche in termini di contropressione, efficienza e stabilità, oltre che affidabilità nella determinazione dei parametri di legame alla HSA. Questa colonna è stata utilizzata per la determinazione della percentuale di legame alla HSA di una serie di poliamminochinoni sviluppati nell’ambito di una ricerca sulla malattia di Alzheimer. Tutti i composti hanno mostrato una percentuale di legame superiore al 95%. Inoltre, è stata osservata una correlazione tra percentuale di legame è caratteristiche della catena laterale (lunghezza e numero di gruppi amminici). Successivamente sono stati effettuati studi di competizione dei composti in esame tramite il dicroismo circolare in cui è stato evidenziato un effetto anticooperativo dei poliamminochinoni ai siti I e II, mentre rispetto al sito della bilirubina il legame si è dimostrato indipendente. Le conoscenze acquisite con il supporto monolitico precedentemente descritto, sono state applicate a una colonna di silice epossidica più corta (10 x 4.6 mm). Il metodo di determinazione della percentuale di legame utilizzato negli studi precedenti si basa su dati ottenuti con più esperimenti, quindi è necessario molto tempo prima di ottenere il dato finale. L’uso di una colonna più corta permette di ridurre i tempi di ritenzione degli analiti, per cui la determinazione della percentuale di legame alla HSA diventa molto più rapida. Si passa quindi da una analisi a medio rendimento a una analisi di screening ad alto rendimento (highthroughput- screening, HTS). Inoltre, la riduzione dei tempi di analisi, permette di evitare l’uso di soventi organici nella fase mobile. Dopo aver caratterizzato la colonna da 10 mm con lo stesso metodo precedentemente descritto per le altre colonne, sono stati iniettati una serie di standard variando il flusso della fase mobile, per valutare la possibilità di utilizzare flussi elevati. La colonna è stata quindi impiegata per stimare la percentuale di legame di una serie di molecole con differenti caratteristiche chimiche. Successivamente è stata valutata la possibilità di utilizzare una colonna così corta, anche per studi di competizione, ed è stata indagato il legame di una serie di composti al sito I. Infine è stata effettuata una valutazione della stabilità della colonna in seguito ad un uso estensivo. L’uso di supporti cromatografici funzionalizzati con albumine di diversa origine (ratto, cane, guinea pig, hamster, topo, coniglio), può essere proposto come applicazione futura di queste colonne HTS. Infatti, la possibilità di ottenere informazioni del legame dei farmaci in via di sviluppo alle diverse albumine, permetterebbe un migliore paragone tra i dati ottenuti tramite esperimenti in vitro e i dati ottenuti con esperimenti sull’animale, facilitando la successiva estrapolazione all’uomo, con la velocità di un metodo HTS. Inoltre, verrebbe ridotto anche il numero di animali utilizzati nelle sperimentazioni. Alcuni lavori presenti in letteratura dimostrano l’affidabilita di colonne funzionalizzate con albumine di diversa origine [11-13]: l’utilizzo di colonne più corte potrebbe aumentarne le applicazioni.

Garlic extract induces intestinal P-glycoprotein, but exhibits no effect on intestinal and hepatic CYP3A4 in humans

Garlic extracts have been shown to decrease drug exposure for saquinavir, a P-glycoprotein and cytochrome P450 3A4 substrate. In order to explore the underlying mechanisms and to study the effects of garlic on pre-systemic drug elimination, healthy volunteers were administered garlic extract for 21 days. Prior to and at the end of this period, expression of duodenal P-glycoprotein and cytochrome P450 3A4 protein were assayed and normalized to villin, while hepatic cytochrome P450 3A4 function and simvastatin, pravastatin and saquinavir pharmacokinetics were also evaluated. Ingestion of garlic extract increased expression of duodenal P-glycoprotein to 131% (95% CI, 105-163%), without increasing the expression of cytochrome P450 3A4 which amounted to 87% (95% CI, 67-112%), relative to baseline in both cases. For the erythromycin breath test performed, the average result was 96% (95% CI, 83-112%). Ingestion of garlic extract had no effect on drug and metabolite AUCs following a single dose of simvastatin or pravastatin, although the average area under the plasma concentration curve (AUC) of saquinavir decreased to 85% (95% CI, 66-109%), and changes in intestinal P-glycoprotein expression negatively correlated with this change. In conclusion, garlic extract induces intestinal expression of P-glycoprotein independent of cytochrome P450 3A4 in human intestine and liver.

Outcomes of patients on dual-boosted PI regimens: experience of the Swiss HIV cohort study

Dual-boosted protease inhibitors (DBPI) are an option for salvage therapy for HIV-1 resistant patients. Patients receiving a DBPI in the Swiss HIV Cohort Study between January1996 and March 2007 were studied. Outcomes of interest were viral suppression at 24 weeks. 295 patients (72.5%) were on DBPI for over 6 months. The median duration was 2.2 years. Of 287 patients who had HIV-RNA >400?copies/ml at the start of the regimen, 184 (64.1%) were ever suppressed while on DBPI and 156 (54.4%) were suppressed within 24 weeks. The median time to suppression was 101 days (95% confidence interval 90-125 days). The median number of past regimens was 6 (IQR, 3-8). The main reasons for discontinuing the regimen were patient's wish (48.3%), treatment failure (22.5%), and toxicity (15.8%). Acquisition of HIV through intravenous drug use and the use of lopinavir in combination with saquinavir or atazanavir were associated with an increased likelihood of suppression within 6 months. Patients on DBPI are heavily treatment experienced. Viral suppression within 6 months was achieved in more than half of the patients. There may be a place for DBPI regimens in settings where more expensive alternates are not available.

Are plasma levels valid surrogates for cellular concentrations of antiretroviral drugs in HIV-infected patients?

Total plasma concentrations are currently measured for therapeutic drug monitoring of HIV protease inhibitors (PIs) and nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs). However, the pharmacological target of antiretroviral drugs reside inside cells. To study the variability of their cellular accumulation, and to determine to which extent total plasma concentrations (TPC) correlate with cellular concentrations (CC), plasma and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were simultaneously collected at single random times after drug intake from 133 HIV infected patients. TPC levels were analysed by high-performance liquid chromatography with ultraviolet detection and CC by LC-MS/MS from peripheral blood mononuclear cells. The best correlations between TPC and CC were observed for nelfinavir (NFV, slope=0.93, r=0.85), saquinavir (SQV, slope=0.76, r=0.80) and lopinavir (LPV, slope=0.87, r=0.63). By contrast, TPC of efavirenz (EFV) exhibited a moderate correlation with CC (slope=0.69, r=0.58), while no correlation was found for nevirapine (NVP, slope=-0.3, r=0.1). Interindividual variability in the CC/TPC ratio was lower for protease inhibitors (coefficients of variation 76%, 61%, and 80% for SQV, NFV and LPV, respectively) than for nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors (coefficients of variation 101% and 318%, for EFV and NVP). As routine CC measurement raises practical difficulties, well-correlated plasma concentrations (ie, NFV, SQV and LPV) can probably be considered as appropriate surrogates for cellular drug exposure. For drugs such as EFV or NVP, there may be room for therapeutic drug monitoring improvement using either direct CC determination or other predictive factors such as genotyping of transporters or metabolizing enzyme genes.

Rates of disease progression according to initial highly active antiretroviral therapy regimen: a collaborative analysis of 12 prospective cohort studies

BACKGROUND: No large clinical end-point trials have been conducted comparing regimens among human immunodeficiency virus type 1-positive persons starting antiretroviral therapy. We examined clinical progression according to initial regimen in the Antiretroviral Therapy Cohort Collaboration, which is based on 12 European and North American cohort studies. METHODS: We analyzed progression to death from any cause and to AIDS or death (AIDS/death), comparing efavirenz (EFV), nevirapine (NVP), nelfinavir, idinavir, ritonavir (RTV), RTV-boosted protease inhibitors (PIs), saquinavir, and abacavir. We also compared nucleoside reverse-transcriptase inhibitor pairs: zidovudine/lamivudine (AZT/3TC), stavudine (D4T)/3TC, D4T/didanosine (DDI), and others. RESULTS: A total of 17,666 treatment-naive patients, 55,622 person-years at risk, 1,617 new AIDS events, and 895 deaths were analyzed. Compared with EFV, the adjusted hazard ratio (HR) for AIDS/death was 1.28 (95% confidence interval [CI], 1.03-1.60) for NVP, 1.31 (95% CI, 1.01-1.71) for RTV, and 1.45 (95% CI, 1.15-1.81) for RTV-boosted PIs. For death, the adjusted HR for NVP was 1.65 (95% CI, 1.16-2.36). The adjusted HR for death for D4T/3TC was 1.35 (95% CI, 1.14-1.59), compared with AZT/3TC. CONCLUSIONS: Outcomes may vary across initial regimens. Results are observational and may have been affected by bias due to unmeasured or residual confounding. There is a need for large, randomized, clinical end-point trials.

Gilbert syndrome and the development of antiretroviral therapy-associated hyperbilirubinemia

BACKGROUND: Unconjugated hyperbilirubinemia results from Gilbert syndrome and from antiretroviral therapy (ART) containing protease inhibitors. An understanding of the interaction between genetic predisposition and ART may help to identify individuals at highest risk for developing jaundice. METHODS: We quantified the contribution of UGT1A1*28 and ART to hyperbilirubinemia by longitudinally modeling 1386 total bilirubin levels in 96 human immunodeficiency virus (HIV)-infected individuals during a median of 6 years. RESULTS: The estimated average bilirubin level was 8.8 micromol/L (0.51 mg/dL). Atazanavir increased bilirubin levels by 15 mu mol/L (0.87 mg/dL), and indinavir increased bilirubin levels by 8 micromol/L (0.46 mg/dL). Ritonavir, lopinavir, saquinavir, and nelfinavir had no or minimal effect on bilirubin levels. Homozygous UGT1A1*28 increased bilirubin levels by 5.2 micromol/L (0.3 mg/dL). As a consequence, 67% of individuals homozygous for UGT1A1*28 and receiving atazanavir or indinavir had > or =2 episodes of hyperbilirubinemia in the jaundice range (>43 micromol/L [>2.5 mg/dL]), versus 7% of those with the common allele and not receiving either of those protease inhibitors (P<.001). Efavirenz resulted in decreased bilirubin levels, which is consistent with the induction of UDP-glucuronosyltransferase 1A1. CONCLUSIONS: Genotyping for UGT1A1*28 before initiation of ART would identify HIV-infected individuals at risk for hyperbilirubinemia and decrease episodes of jaundice.