Katedra za biofarmacijo in farmakokinetiko

Katedra za biofarmacijo in
farmakokinetiko
jurij.trontelj@ffa.uni-lj.si
lj.si
ales.mrhar@ffa.uni-lj.si
lj.si

Katedra za biofarmacijo in
farmakokinetiko
Transport, , interakcije in metabolizem
učinkovin
v LADME sistemu
določanje
mehanizma procesov
določanje
kinetike procesov
PD
PK

LADME sistem
(L)iberation (A)bsorption (M)etabolism (D)istribution (E)limination
Razvoj in izdelava
zdravila

Ekspertize katedre
Predformulacijske in formulacijske
raziskave
Transport skozi membrane
Klinična na farmakokinetika
Preučevanje evanje metabolizma zdravil
Preučevanje evanje stabilnosti zdravil
Razvoj analitike
Modeliranje in simualcija

1. Predformulacijske in
formulacijske raziskave
Določanje
pKa, logP, , hitrosti raztapljanja
Vezava na makromolekule
Izdelava mikrokapsul, mikrosfer
Spremljanje sproščanja
Razvoj analitike (HPLC-UV, ECD, LC/MS)

1. Predformulacijske in
formulacijske raziskave
32000x
mikrokapsule
mikrosfere
32000x
32000x

1. Predformulacijske in
formulacijske raziskave
120
100
Spremljanje sproščanja
40
s tako imenovanim
20
“dissolution
testerjem” 0
odstotek sproščene učinkovine
80
60
0 20 40 60 80 100 120 140
čas (min)

2. Transport skozi membrane
Tanko črevo
stena krvni obtok
Tanko črevo
podgane ali plast
CaCo-2 celic
Difuzijske celice -
Prečni prerez
Difuzijske celice –
pogled z vrha

2. Transport skozi membrane
Preučujemo:
• permeabilnost učinkovine
-pasivna difuzija
-aktivni transport
-metabolizem
• vpliv učinkovine na sluznico
- vitalnost tkiva
Sweetana gras difuzijske celice in v ozadju Voltage-clamp –
Aparat za merjenje elektrofizioloških parametrov
- funkcionalnost
sluznice kot bariere za
prehod spojin

2. Transport skozi membrane
Preučujemo:
- Permeabilnost tkiva
- Vpliv polimernih
pospeševalcev
absorpcije
- Vpliv vgradnje v
farmacevtske oblike
(bioadhezivne
mikrosfere)

3. Klinična
na farmakokinetika
Vsebina:
Raziskave farmakokinetičnih
nih in farmakodinamičnih
nih lastnosti
učinkovin v povezavi z učinkovitostjo u
in varnostjo.
Metode:
– bioanalitične
ne (HPLC z UV, EC ali MS detekcijo, GC,
genotipiziranje*),
– biostatististične
(bioekvivalenčnana statistika,
metaanaliza),
– modeliranje in simulacija (PK in PK/PD modeli),
– “in
vivo” fiziološki in patološki modeli
* V povezavi s Katedro za klinično biokemijo in Inštitutom za biokemijo MF

3. Klinična
na farmakokinetika
Primer:
Vpliv polimorfizma CYP2C9 na vzdrževalni odmerek in
metabolični
očistek
varfarina
Cilji raziskave:
– Raziskati variabilnost plazemskega očistka
varfarina in
potrebni dnevni odmerek v odvisnosti od:
genetskih dejavnikov (CYP2C9(
CYP2C9),
negenetskih dejavnikov,
interakcij
Možnost načrtovanja individualnih režimov terapije
BAYES
j
=
m
2 K
Ui PK i
k
+
2 ∑
2
i= 1 σPK
k = 1 ωk
∑
( C
−
f
( t ,
D,
θ))
( par
−
par
pop
k
)
2

3. Klinična
na farmakokinetika
S - varfarin
OH
O
Kompleksna farmakokinetika:
- razlike v učinkovitosti
- razlike v presnovi obeh enantiomerov
Cyp2C9
Cyp2C9
O
*
O
Cyp2C8
Cyp2C18
Cyp2C19
Cyp3A4
O
R - varfarin
Cyp2C19
Cyp1A1
Cyp1A2
Cyp1A1
Cyp1A2
Cyp2C8
Cyp1A1
Cyp1A2
Cyp2C19
OH
O
*
O
Cyp2C9
Cyp2C18

3. Klinična
na farmakokinetika
Frekvenčna na porazdelitev dnevnega odmerka in očistka
S-
warfarina po različnih genotipih CYP2C9
60
50
50
CYP2C9 *1/*1
CYP2C9 *1/*x
CYP2C9 *x/*x
40
CYP2C9 *1/*1
CYP2C9 *1/*x
CYP2C9 *x/*x
Number of subjects
40
30
20
Number of subjects
30
20
10
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Warfarin dose (mg/day)
0
0.00 0.75 1.50 2.25 3.00 3.75 4.50 5.25 6.00 6.75 7.50 8.25 9.00 9.75 10.50
S-warfarin clearance [ml/min]
Cl
F ⋅ D
= τ ⋅
C SS

3. Klinična
na farmakokinetika
Multiple regression analysis for R- and S-warfarin clearance
S-warfarin clearance R-warfarin clearance
Predictors b SE(b) Sig. Adj. R 2 Predictors b SE(b) Sig. Adj. R 2
Constant 1.431 0.515 p < 0.001 Constant 3.194 0.643 p < 0.001
*1/*x -1.321 0.191 p < 0.001 0.150 INDUC 0.961 0.235 p < 0.001 0.088
*x/*x -2.316 0.374 p < 0.001 0.298 AGE (years) -0.0174 0.004 p < 0.001 0.155
INDUC 2.398 0.541 p < 0.001 0.367 INHp -0.294 0.095 p = 0.005 0.183
LBW (kg) 0.0392 0.009 p < 0.001 0.413 LBW (kg) 0.0107 0.004 p = 0.018 0.210
INHp -0.450 0.218 p = 0.043 0.424 ALB (g/L) -0.0239 0.011 p = 0.021 0.223
*1/*x -0.170 0.082 p = 0.017 0.237
S-warfarin clearance [ml/min] = 1.43 – 1.32 · (*1/*x) – 2.32 · (*x/*x) + 2.40 · INDUC + 0.0392 · LBW – 0.450 · INHp
R-warfarin clearance = 3.194 + 0.961 · INDUC – 0.0174 · AGE – 0.294 · INHp + 0.0107 · LBW – 0.0239 · ALB – 0.170 · (*1/*x)
Farmakokinetični model

4. Preučevanje
evanje metabolizma zdravil
Preučevanje
evanje oksidativnega stresa
Reaktivni
intermediati
- endogen izvor
(fizio- in patološki procesi)
- eksogen izvor
(metabolizem ksenobiotikov, sevanje...)
reaktivnih intermediatov
antioksidantov
Antioksidanti
- encimski antioksidanti
(SOD, GPx, CAT)
- neencimski antioksidanti
(vit. A, vit. C, GSH, sečna kislina...)
poškodbe makromolekul
• modeli oksidativnega stresa v sečnem mehurju

5. Preučevanje
evanje stabilnosti zdravil
Stabilnost
- aminokislin in peptidov
- farmacevtskih oblik
razvoj novih analiznih metod
Kromatografske
Spektroskopske
Termične metode
Vplivi zunanjih dejavnikov na stabilnost
Razvoj novih modelov stabilizacije

5. Preučevanje
evanje stabilnosti zdravil

6. Razvoj analitike
Za enostavne in biološke
vzorce
Micro DSC
Dvožarkovni UV
Spektrofotometer
Perkin-Elmer
HPLC sistem
HP Agilent 1100
HPLC / MS / MS
Varian 1200L

7. Modeliranje in simulacija
Model
(in vitro)
opazujemo
napovedujemo
Sistem
(človek, žival)

Katedra za biofarmacijo in
farmakokinetiko