Los flavonoles que se encuentran en los alimentos pueden bloquear la proteína de resistencia a los medicamentos y aumentar la absorción de medicamentos

Una nueva investigación muestra que ciertos flavonoles de los alimentos cotidianos pueden cerrar la maquinaria de resistencia a las drogas del cuerpo, potencialmente allanando el camino para tratamientos más efectivos, pero quedan obstáculos clínicos.

Estudiar: Inhibición de la proteína de resistencia al cáncer de mama por flavonoles: in vitro, in vivo e in silico implicaciones de las interacciones. Crédito de la imagen: Danijela Maksimovic / Shutterstock

En un estudio reciente publicado en la revista Informes científicosun grupo de investigadores identificó flavonoles que inhiben la proteína de resistencia al cáncer de mama (BCRP), codificada por la subfamilia G de casete de adenosina trifosfato (ATP). in vitro y aumentar la exposición a un sustrato BCRP en vano. El estudio también destaca limitaciones importantes y la necesidad de precaución al considerar aplicaciones clínicas.

Fondo

¿Por qué algunos medicamentos fallan justo cuando los pacientes los necesitan más? Una razón es BCRP, una bomba de eflujo impulsada por el ATP que reduce la absorción de fármacos intestinales, limita la penetración de los tejidos en barreras como el cerebro y la placenta, y acelera la eliminación del fármaco, alterando eficacia y efectos secundarios. Los flavonoides derivados de la dieta se consumen ampliamente, y algunos pueden bloquear BCRP, pero sus patrones inhibitorios específicos y su impacto práctico siguen sin estar claros. Comprender qué flavonoles inhiben BCRP, y qué tan fuertemente, es importante para los problemas del mundo real, como la resistencia a la quimioterapia y la exposición a las estatinas. La pregunta central: ¿pueden los flavonoles seleccionados superar la resistencia mediada por el transportador y aumentar la exposición a sustratos BCRP sin toxicidad indebida? Se necesita más investigación para vincular estos hallazgos mecanicistas con el uso clínico y aclarar el impacto de las diferencias de especies y la baja biodisponibilidad oral de los flavonoles observados en este estudio.

Sobre el estudio

La detección de flavonol se realizó en células de riñón canino de Madin-Darby (MDCKII) que expresan establemente BCRP humanos y controles de mdckii-mock, mantenidas en el medio modificado de Dulbecco (DMEM) con suero bovino fetal (FBS), aminoácidos no subsidentales (NEAA) y penicillina/streptomycin a 37 ° C. Dióxido (CO₂). La actividad de BCRP se cuantificó mediante un ensayo de acumulación de prazosina en la solución salina equilibrada de Hanks (HBSS) tamponada con ácido 4- (2-hidroxietil) -1-Piperazineethanosulfónico (HEPES). Los compuestos se seleccionaron a 2 μM, y cualquier cosa que bloqueara la actividad en más del 25% pasó a pruebas de concentración inhibitoria medio máxima (IC50) durante 0-30 μM. El dimetilsulfóxido (DMSO) al ≤1% era el vehículo, con la novobiocina como control positivo. Después de la dosificación, las células se enjuagaron con solución salina tamponada con fosfato (PBS), se lisaron con Triton X-100, y los analitos se cuantificaron mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).

La reversión de la resistencia se probó exponiendo las células MDCKII-BCRP y simuladas a SN-38 con o sin cada uno de los 14 flavonoles potentes (5 μM). La viabilidad se midió utilizando el bromuro de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio (MTT), y los valores de pliegue inverso (RF) y medio máximo citotóxico (CC50). El pliegue inverso total (RFT) se define como la relación de CC50 en células que sobreexpresan BCRP a CC50 en células simuladas (RFT = CC50 BCRP / CC50 simulado), y se usa para cuantificar el grado de reversión de resistencia. El acoplamiento molecular utilizó la estructura cristalina BCRP (Banco de datos de proteínas (PDB) ID: 6FFC) a través de CB-Dock2, con interacciones visualizadas en Biovia Discovery Studio y características clave de estructura-actividad resumidas.

En las ratas Sprague-Dawley (SD), se midieron la farmacocinética de la sulfasalazina oral (2 mg/kg) cuando se administraron solo o se combinó con 3,4′-dimetoxiflavona o 3,6,3 ‘, 4′-tetrametoxiflavona (cada 5 mg/kg). Todos los procedimientos cumplieron con las pautas del Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucionales (IACUC). Las concentraciones plasmáticas se cuantificaron mediante cromatografía líquida -espectrometría de masas de tándem (LC -MS/MS) utilizando ionización electrospray positiva (ESI+) y monitoreo de reacción múltiple (MRM) con un estándar interno (IS). Los parámetros informados incluyeron el área bajo la curva de tiempo de concentración plasmática hasta el último tiempo cuantificable (auclast), área extrapolada al infinito (AUCINF), concentración máxima (CMAX), tiempo hasta máximo (Tmax) y vida media terminal (T½). El uso de sulfasalazina como sustrato modelo BCRP en ratas permite la evaluación de la inhibición del transportador intestinal, aunque no aborda la resistencia a la quimioterapia sistémica en vano.

Es importante tener en cuenta que, en vanosolo se probó sulfasalazina (un sustrato modelo BCRP), no un fármaco de quimioterapia. Por lo tanto, la reversión de la resistencia a la quimioterapia por los flavonoles solo se demostró in vitro.

Resultados del estudio

La detección reveló que la prazosina de flujo de salida activamente BCRP; La acumulación de prazosina cayó 69% en MDCKII-BCRP versus células simuladas, mientras que la novobiocina restauró los niveles, validando el modelo. De 77 flavonoles probados a 2 μm, 22 inhibieron BCRP en más del 25 por ciento; El más fuerte fue la 3,4′-dimetoxiflavona (inhibición del 62 por ciento), con varios análogos sustituidos con metoxi y hidroxi también potentes. La lista de golpes progresó a la determinación de IC50: 14 flavonoles mostraron valores de IC50 por debajo de 5 μm, liderados por 3,4′-dimetoxiflavona (IC50 aproximadamente 1.62 μm) y 3,6,3 ‘, 4′-tetrametoxiflavona (IC50 aproximadamente 1.69 μm).

Funcionalmente, la sobreexpresión de BCRP aumentó el CC50 para SN-38 de 0.634 a 13.5 μm, consistente con la resistencia mediada por el transportador. Adding select flavonols (5 μM) largely erased this gap: six compounds, including 3,7,3′-trihydroxyflavone, 3,4′-dimethoxyflavone, 4′-hydroxy-3,7,3′-trimethoxyflavone, quercetin (3,5,7,3′,4′-pentahydroxyflavone), 3,6,3 ‘, 4′-tetrametoxiflavona y retusina (5-hidroxi-3,7,3’, 4′-tetrametoxiflavona), redujo CC50 en células MDCKII-BCRP a niveles simbólicos, indicando una reversión casi completa. Otros produjeron una inversión parcial, reflejada en los valores totales de pliegue inverso (RFT) dependiendo de la estructura.

El acoplamiento molecular respaldó los resultados del laboratorio. Los 14 inhibidores potentes se sentaron en el mismo bolsillo de BCRP y unidos fuertemente (afinidad menor o igual a menos 8.5 kcal por mol). Los contactos frecuentes incluyeron apilamiento de PI con fenilalanina en A432 y B439, más enlaces de hidrógeno con treonina en A435 y asparagina en A436. Las interacciones hidrofóbicas con valina en B546 y metionina en B549 estabilizaron aún más los complejos. Agregar grupos hidroxilo favoreció el enlace de hidrógeno (por ejemplo, quercetina), mientras que agregar grupos metoxi favorecía contactos hidrófobos y pi-alquil (por ejemplo, 3,3 ‘, 4′-trimetoxiflavona). Un patrón equilibrado de sustituciones, como en 3,5,6,7,3 ‘, 4’-hexametoxiflavona, creó redes de interacción diversas y fuertes.

In vivo, la sulfasalazina de la medida con flavonoles aumentó la exposición. Versus sulfasalazina sola (CMAX aproximadamente 80 ng/ml; auclast aproximadamente 183 ng · h/ml), 3,4′ ′-dimetoxiflavona elevada Auclast aproximadamente 1.79 veces (a aproximadamente 327 ng · h/ml; p menos que 0.05) con una elevación de CMAX modesta, mientras que 3,6,3 `, 4 ‘, 4yflave. CMAX a aproximadamente 162 ng/ml (p menos de 0.001) y Auclast a aproximadamente 319 ng · h/ml (p menos de 0.05), sin cambiar la vida media terminal. Estos aumentos se alinean con la inhibición intestinal de la BCRP que aumenta la biodisponibilidad oral, un escenario directamente relevante para las interacciones de fármacos de drogas del mundo real (por ejemplo, estatinas como la rosuvastatina) y la oncología, donde la sobreactividad del transportador puede abarrotar la quimioterapia.

Sin embargo, las concentraciones plasmáticas de los flavonoles probados fueron muy bajas después de la dosificación oral en ratas, lo que sugiere que su sitio de acción primario puede ser el tracto intestinal en lugar de la circulación sistémica. Esto limita su potencial para revertir la resistencia a los medicamentos en los cánceres fuera del tracto gastrointestinal a menos que se pueda mejorar su biodisponibilidad. Además, existen diferencias significativas de especies entre los transportadores BCRP humanos y de rata, y los niveles de expresión de BCRP en los tejidos pueden diferir entre las especies. Por lo tanto, se necesita precaución al extrapolar estos hallazgos directamente a los humanos. También es importante que los lectores fuera del campo reconozcan que los modelos preclínicos, aunque altamente informativos para el mecanismo, no predicen directamente la eficacia o la seguridad en pacientes humanos.

Analíticamente, LC-MS/MS con niveles de plasma cuantificados por ESI+ y MRM utilizando un IS, habilitando parámetros no compartativos: Auclast y Aucinf, CMAX, TMAX y T½. Estos términos farmacocinéticos reflejan el alcance y el momento de la presencia del fármaco (o inhibidor) en el plasma sanguíneo, lo que ayuda a aclarar el mecanismo y la magnitud de cualquier efecto que mejore la absorción.

Conclusiones

Al otro lado de in vitro, en silicoy en vano Los experimentos, múltiples flavonoles inhibieron BCRP, resistencia a SN-38 inversa y una exposición elevada a un sustrato oral de la sonda BCRP, lo que se evidencia de que los andamios derivados de la dieta pueden remodelar la disposición de los medicamentos y, potencialmente, la respuesta del tratamiento. Prácticamente, esto señala dos cosas: oportunidades para mejorar la biodisponibilidad de las terapias subabsorbidas y advierte sobre las interacciones no intencionadas de drogas-sabonoides. Las limitaciones clave incluyen la baja biodisponibilidad oral de los flavonoles, las diferencias específicas de la especie y el hecho de que en vano No se demostró la reversión de la resistencia a la quimioterapia. Las prioridades futuras incluyen mejorar la exposición sistémica de los flavonoles de plomo, probar los efectos del transportador con agentes anticancerígenos utilizados clínicamente y validar los beneficios y la seguridad en las personas, para que los médicos y los pacientes puedan aprovechar la modulación de BCRP en lugar de ser ciego.