Изучение кишечной проницаемости на модели Caco-2 производного фенилтетрагидрохинолиндиона с TRPA₁-антагонистической активностью

Введение. Данная работа посвящена изучению кишечной проницаемости инновационного биологически активного вещества – 7-(2-хлорфенил)-4-(4-метил-1,3-тиазол-5-ил)-4,6,7,8-тетрагидрохинолин-2,5(1H,3H)-диона с TRPA₁-антагонистической активностью. Данное производное фенилтетрагидрохинолиндиона может стать перспективным анальгетическим и противовоспалительным средством, для разработки лекарственной формы которого необходимо обладать информацией о механизмах и степени его абсорбции в желудочно-кишечном тракте.

Цель. Целью данного исследования являлось изучение кишечной проницаемости производного фенилтетрагидрохинолиндиона на культуре клеток Сасо-2 и сопоставление полученных результатов с рассчитанными значениями коэффициентов распределения октанол/вода.

Материалы и методы. Исследование проницаемости проводилось со стороны апикальной мембраны к базолатеральной (А-В) и в обратном направлении (В-А). В качестве контрольных соединений выступали: ранитидин (низкая проницаемость), пропранолол (высокая проницаемость) и родамин 123 (субстрат Pgp-транспортера). Определение концентрации исследуемого соединения проводили c помощью УЭЖХ-МС/МС системы, состоящей из жидкостного хроматографа и тандемного масс-спектрометра с тройным квадруполем и электрораспылительным ионным источником. Расчет logP проводился с помощью следующих ресурсов: ChemDraw Professional 16.0, Molinspiration, ALOGPS 2.1.

Результаты и обсуждение. Для исследуемого и контрольных соединений были получены значения коэффициента кажущейся проницаемости (P_app) и коэффициента эффлюкса, на основании которых были сделаны следующие выводы: исследуемое соединение обладает высокой кишечной проницаемостью как в прямом направлении от апикальной к базолатеральной мембране клеток, так и в обратном направлении (P_app больше 10 × 10^-6 см/с); асимметрии транспорта, характерной для субстратов Pgp (P-гликопротеина) и других активных транспортеров, не наблюдается (коэффициент эффлюкса менее 2 единиц); зависимости проницаемости от концентрации исследуемого соединения не наблюдается. Рассчитанные экспериментальные значения P_app согласуются с полученными in silico значениями коэффициентов распределения октанол/вода, наилучшая корреляционная зависимость была установлена для milogP (Molinspiration) и ClogP (ChemDraw).

Заключение. Таким образом, полученные in vitro и in silico данные говорят о пассивной диффузии – как об основном механизме всасывания производного фенилтетрагидрохинолиндиона в желудочно-кишечном тракте.

1. Xu Y., Shrestha N., Préat V., Beloqui A. An overview of in vitro, ex vivo and in vivo models for studying the transport of drugs across intestinal barriers. Advanced Drug Delivery Reviews. 2021;175:113795. DOI: 10.1016/j.addr.2021.05.005.

2. Skolnik S., Lin X., Wang J., Chen X.-H., He T., Zhang B. Towards Prediction of In Vivo Intestinal Absorption Using a 96-Well Caco-2 Assay. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2010;99(7):3246–3265. DOI: 10.1002/jps.22080.

3. Volpe D. A., Faustino P. J., Ciavarella A. B., Asafu-Adjaye E. B., Ellison C. D., Yu L. X., Hussain A. S. Classification of Drug Permeability with a Caco-2 Cell Monolayer Assay. Clinical Research and Regulatory Affairs. 2007;24(1):39–47. DOI: 10.1080/10601330701273669.

4. Yee S. In Vitro Permeability Across Caco-2 Cells (Colonic) Can Predict In Vivo (Small Intestinal) Absorption in Man – Fact or Myth. Pharmaceutical Research. 1997;14(6):763–766. DOI: 10.1023/a:1012102522787.

5. Lee J. B., Zgair A., Taha D. A., Zang X., Kagan L., Kim T. H., Kim M. G., Yun H.-Y., Fischer P. M., Gershkovich P. Quantitative analysis of lab-to-lab variability in Caco-2 permeability assays. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2017;114:38–42. DOI: 10.1016/j.ejpb.2016.12.027.

6. Volpe D. A. Variability in Caco-2 and MDCK cell-based intestinal permeability assays. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2008;97(2):712–725. DOI: 10.1002/jps.21010.

7. Waiver of in vivo bioavailability and bioequivalence studies for immediate-release solid oral dosage forms based on a biopharmaceutics classification system, Guidance for industry. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration. Center for Drug Evaluation and Research. Dec. 2017. Available at: https://www.gmp-compliance.org/files/guidemgr/UCM070246.pdf. Accessed: 27.01.2022.

8. Бесхмельницына Е. А., Покровский М. В., Должиков А. А., Автина Т. В., Жернакова Н. И., Пересыпкина А. А. Исследование анальгетической и противовоспалительной активности нового неопиоидного анальгетика на основе селективного ингибитора ионных каналов TRPA1. Кубанский научный медицинский вестник. 2019;26(1):77–87.

9. Демина Н. Б. Биофармацевтическая классификационная система как инструмент разработки дизайна и технологии лекарственной формы. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017;(2):56–60.

10. Phillips J., Arena А. Optimization of Caco-2 cell growth and differentiation for drug transport studies. Millipore Corporation Protocol Note. PC1060EN00. 2003.

11. Kasim N. A., Whitehouse M., Ramachandran C., Bermejo M., Lennernäs H., Hussain A. S., Junginger H. E., Stavchansky S. A., Midha K. K., Shah V. P., Amidon G. L. Molecular Properties of WHO Essential Drugs and Provisional Biopharmaceutical Classification. Molecular Pharmaceutics. 2004;1(1):85–96. DOI: 10.1021/mp034006h.

12. Dahan A., Wolk O., Agbaria R. Provisional in-silico biopharmaceutics classification (BCS) to guide oral drug product development. Drug Design, Development and Therapy. 2014;24(8):1563–1575. DOI: 10.2147/DDDT.S68909.