5-amino salisilik asit'in CYP450 bağımlı metabolizmasının karakterize edilmesi
Characterization of CYP450-dependent metabolism of 5-amino salicylic acid
Yazar: ELİF KALE
Danışman: PROF. DR. ALAATTİN ŞEN
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
5-aminosalisilik asit (5-ASA), enflamatuvar bağırsak hastalıkları (IBH), özellikle ülseretif kolit gibi hastalıkların tedavisinde dayanak noktası olan bir ajandır. Bu ilacın faz II reaksiyonlarından asetilasyon reaksiyonu ile biyotransforme edildiği biliniyordu. Ancak sitokrom P450 enzimleri tarafından metabolize edilmesi hakkında net bilgiler yoktu. Bu çalışmada 5-aminosalisilik asit metabolizmasının temel yolağı olan N-asetilasyon yolağı haricinde alternatif diğer ilaç metabolizması yolaklarının mikrozomal enzimlerden P450 (CYP) enzimleri ile ilişkisine bakıldı. 5-aminosalisilik asitin saf P450 izozimleri ile (CYP1A2, CYP2C9, CYP3A4, CYP2D6, CYP2C19) in vitro olarak inkübasyonu neticesinde metabolize edilip edilmediği tayin edildi. Bu amaçla 5-ASA'nın reaksiyon ortamında kolorimetrik ölçümü için bir metod geliştirilip optimize edildi. Bu metod 5-ASA'nın CYP3A4 ve CYP2D6 izoformları için substrat olarak davrandığını gösterdi. P450 izozimlerinin özgül prototip inhibitörleriyle karşılaştırıldığında 5-ASA ve saf CYP izoformlarının birlikte inkübe edilmesi CYP3A4 ve CYP1A2 yani eritromisin N-demetilaz ve metoksiresorufin akivitesinin inhibisyonuna yol açtı. Bu sonuçlar 5-ASA'nın CYP3A4 için hem substrat hem de inhibitör olduğunu, CYP2D6 için substrat olduğunu ve CYP1A2 için ise inhibitör olduğunu gösterdi. Bu veriler literatür için yenidir. Seçilen CYP izoformları ile 5-ASA metabolizmasına ek olarak, HepG2 ve Caco-2 hücre hatları üzerinde seçilen genlerin ekspesyonlarına 5-ASA'nın etkisi RT-PCR analizi ile araştırıldı. 5-ASA birçok onkogenin etki mekanizmasıyla birlikte enflamasyona neden olan genlerin ifadesini azalttı. Tümör baskılayıcı genler hücre sinyali ve apoptoz da yer alan aynı zamanda hücre yaşamını etkileyen genlerdir. Bu çalışma 5-ASA'nın ilaç-ilaç etkileşimi ve ilaç-gen etkileşimi üzerine yapılacak olan çalışmalara ipucu sağlayacaktır.

Abstract:
5-aminosalicyclic acid (5-ASA) is an effective drug that is currently used for treating diseases such as inflammatory bowel diseases (IBD) and particularly ulcerative colitis. It is known to be mainly metabolized by the acetylation via Phase II enzymes. However, there was no clear information on whether 5-ASA metabolized by cytochrome P450 enzymes or not. In this study, the possible metabolism of 5-ASA by the microsomal enzymes of drug metabolizing cytochrome P450s (CYPs) was examined beyond that N-acetylation pathway. 5-ASA was incubated in vitro with pure CYP isozymes (CYP1A2, CYP2C9, CYP3A4, CYP2D6, CYP2C19) to determine whether it acts as a substrate and/or inhibitor for selective P450. For this purpose, a method was developed and optimized for quantitative measurement of the 5-ASA calorimetrically in reaction medium. It has shown that 5-ASA acted as a substrate for the CYP3A4 and CYP2D6 isoforms. The incubation of pure CYP isoforms together with 5-ASA have led to inhibition of prototype activities of CYP3A4 and CYP1A2, namely erythromycin N-demethylase and methoxyresorufin O-demethylase activities, respectively, as compared to selective prototype inhibitors of P450 isozymes. It was suggested that the 5-ASA is both substrate and inhibitor for CYP3A4, a substrate for CYP2D6 and inhibitor for CYP1A2. These are the new contributions to the literature. In addition to the metabolism of 5-ASA by selected CYP isoforms, the effect of 5-ASA on the gene expression profiles of selected genes in the HepG2 and Caco-2 cell lines were investigated by applying qPCR. 5-ASA suppressed the expression of genes that cause inflammation along with affecting several oncogenes. The tumor suppressor genes and the genes that take part in cell signaling and apoptosis were also affected in a way that the cell health and viability was promoted.  This study has provided new clues for further studies required to be carried out to clarify the effect of 5-ASA as drug-drug interaction and drug-gene interactions.