CYP3A5 mediert metabolisme av midazolam i ulike mikrosompreparater

Abstract

Bakgrunn: CYP3A subfamilien utgjør den største andelen av CYP-enzymer i lever og tynntarm og er derfor en av de viktigste subfamiliene i metabolisme av legemidler. De viktigste isoenzymene er CYP3A4 og CYP3A5, hvor CYP3A5 er polymorft uttrykt hos ca. 20 % av befolkningen. I hvilken grad legemidler som metaboliseres av CYP3A4 også metaboliseres av CYP3A5 er ikke fullstendig klarlagt. Innen utvikling av nye legemidler er det vanlig å anvende in vitro data om legemidlers metabolisme for å ekstrapolere til in vivo forhold. Tilstedeværelse av cytokrom b5 og cytokrom P450 reduktase er potensielle faktorer som kan påvirke in vitro resultatene og dermed ekstrapoleringen til in vivo. Mål: Hensikten med oppgaven var å optimalisere og validere en LC-MS metode for analyse av metabolittene til midazolam, 1´-OH-MDZ og 4-OH-MDZ, samt å studere betydningen av cytokrom b5 og cytokrom P450 reduktase for CYP3A5 katalysert metabolisme av midazolam. Metoder: En LC-MS metode ble optimalisert og validert med hensyn til linearitet, presisjon og nøyaktighet, og benyttet for kvantifisering av 1´-OH-MDZ og 4-OH-MDZ i metabolismestudier av midazolam. Metabolisme av midazolam ble undersøkt i CYP3A5 insektmikrosomer med og uten transfektert cytokrom b5 og med forskjellige cytokrom P450 reduktase aktiviteter, ved hjelp av substrattapmetoden og metabolittdannelsesmetoden. Ved substrattapmetoden ble forbruk av midazolam studert i tidsintervallet 0-20 minutter. Dannelsen av metabolittene 1´-OH-MDZ og 4-OH-MDZ via CYP3A5 ble studert ved ulike midazolamkonsentrasjoner ved metabolittdannelsesmetoden. Resultater: Valideringen av LC-MS metoden viste generelt tilfredsstillende verdier for både linearitet, presisjon og nøyaktighet. De totale CLint-verdiene estimert fra mikrosomer med og uten cytokrom b5 var i samme størrelsesorden. Den individuelle CLint-verdien estimert for dannelsen av 1´-OH-MDZ viste tilnærmet samme verdi, mens dannelsen av 4-OH-MDZ var høyere ved tilstedeværelse av cytokrom b5. Økende cytokrom P450 reduktase aktivitet i mikrosompreparatene ga ulikt kurveforløp og en 6 ganger forskjell i Vmaks- og 20 ganger forskjell i CLint-verdien fra lavest til høyest cytokrom P450 reduktase aktivitet for dannelse av 1´-OH-MDZ. For 4-OH-MDZ viste økende cytokrom P450 reduktase aktivitet ingen klar sammenheng. Konklusjon: Estimering av total CLint indikerer at cytokrom b5 ikke har noen vesentlig betydning for den CYP3A5 katalyserte metabolismen av midazolam in vitro, mens ved estimering av de individuelle CLint-verdiene antyder resultatene at cytokrom b5 kan ha betydning for dannelsen av 4-OH-MDZ, men ikke for dannelsen av 1´-OH-MDZ. Ulike cytokrom P450 reduktase aktiviteter i mikrosompreparatene viste seg å være av betydning for den katalytiske aktiviteten av CYP3A5 ved metabolisme av midazolam til 1´-OH-MDZ.