Transport von therapeutisch wirksamen Peptidomimetika durch die H+/Peptidsymporter von Darm, Niere und Gallengang
Creators: name: Neumann, Jana
Publisher: name: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Year: 2005
Subjects: subject: Elektronische Publikation
subject: Hochschulschrift
subject: Online-Publikation
subject: Zsfassung in engl. Sprache
subject: 615.7

description: Problemstellung: Die protonenabhängigen Peptidsymporter PEPT1 und PEPT2 spielen aufgrund ihrer relativ breiten Substratspezifität und ihrer Expression in einer Vielzahl von Geweben eine bedeutende Rolle bei der Absorption und Verteilung von therapeutischen Peptidomimetika. In dieser Arbeit sollte der Transport solcher Substanzen durch PEPT1 und PEPT2 an den Epithelien von Darm, Niere und Gallengang funktionell charakterisiert werden. Derartige zelluläre Untersuchungen an pharmakatransportierenden Carriern können aufschlussreiche Informationen bezüglich der Optimierung der Arzneistoffaufnahme bzw. des gezielten Arzneistoffdesigns unter Fokussierung des entsprechenden Transportsystems liefern. Methoden: Alle Transportuntersuchungen fanden in vitro unter Verwendung permanent wachsender Epithelzelllinien statt. Für die Transportuntersuchungen am Dünndarm wurde die humane Kolonkarzinomzelllinie Caco-2 verwendet, welche PEPT1 exprimiert und sich physiologisch wie Enterozyten des Dünndarms verhält. Die Experimente zur Substrataufnahme durch PEPT2 am proximalen Tubulus der Niere fanden an der SKPT-Zelllinie der Ratte statt; die Analyse des Transportes von Peptidomimetika an PEPT1 des extrahepatischen Gallenganges erfolgte unter Verwendung der humanen Karzinomzelllinie SK-ChA-1. Wesentliche Ergebnisse: Delta-Aminolävulinsäure wird an den Epithelzellen des Gallenganges von PEPT1 mit mittlerer Affinität erkannt und transportiert. Die dazu verwendete Zelllinie SK-ChA-1 erwies sich als geeignetes Modellsystem zum Studium des Arzneistofftransportes an diesem Gewebe. Das Dipeptidomimetikum Alafosfalin wird von PEPT1 des Darmes bzw. von PEPT2 der Niere mit hoher Affinität gebunden und transportiert. Bei dieser Substanz ist die C-terminale Carboxylgruppe des Alanylalanins durch eine Phosphonatgruppe substituiert. Von den untersuchten Aminoacylverbindungen wiesen die Thiazolidide eine höhere Affinität als die strukturanalogen Pyrrolidide zum intestinalen PEPT1 auf. Hydrophile Aminosäurereste wirken ebenfalls affinitätsverringernd. Die Anknüpfung einer Cyanogruppe am zweiten Kohlenstoffatom des Pyrrolidinringes bei der Isoleucylverbindung führte hingegen zu einer starken Affinitätserhöhung. In einem weiteren Affinitätsscreening verschiedener therapeutisch wirksamer Substanzen zum intestinalen PEPT1 wurde für Bestatin und andere Verbindungen eine mittlere bzw. niedrige Affinität ermittelt.
description: Purpose: Due to their broad substrate specifity and their expression in a variety of tissues the H+/peptide cotransporters PEPT1 und PEPT2 play an important role in absorption and distribution of therapeutic peptidomimetics. The aim of this work was the functional characterization of transport of peptidomimetics by PEPT1 and PEPT2 at the epithelia of intestine, kidney and extrahepatic biliary duct. Such investigations on drug-transporting carriers can provide important information regarding the optimization of drug delivery. Methods: The studies were performed in vitro by use of epithelial cell lines. Jejunal transport of substances was investigated by means of the human colon carcinoma cell line Caco-2, which expresses PEPT1. For the investigation of substrate transport by PEPT2 at the proximal renal tubulus the SKPT cell line was used; for the characterization of transport of substances at PEPT1 of the extrahepatic bile duct the human carcinoma cell line SK-ChA-1 was employed. Main Results: Delta-aminolevulinic acid displays a medium affinity for PEPT1 and is transported by this carrier expressed in epithelial extrahepatic bile duct cells. The cell line SK-ChA-1 represents a convenient model for studying drug delivery at this tissue. The dipetidomimetic alafosfalin displays a high affinity to the intestinal PEPT1 and the renal PEPT2, respectively. It is actively transported by these carriers as well. Compared to the dipeptide alanylalanin, in alafosfalin the C-terminal carboxyl group has been replaced by phosphonate. The thiazolidids among the aminoacyl compounds investigated displayed a higher affinity to the intestinal PEPT1 than their pyrrolidide analogues. Hydrophilic amino acid residues reduced affinity as well. Moreover, an additional cyano group at the second carbon atom of the pyrrolidine ring of the isoleucyl compound strongly augmented affinity to the intestinal PEPT1. In a further study various therapeutic peptidomimetics were screened regarding their affinity to the intestinal PEPT1. So, for bestatin and other compounds a medium or low affinity was determined, respectively.