• search hit 1 of 46
Back to Result List

Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002926-7

The role of uptake and efflux transporters in the pharmacokinetics of ß1-receptor blocker talinolol

  • Introduction: The β1-adrenergic receptor antagonist talinolol is a probe drug for P-glycoprotein (P-gp). It is absorbed erratically and incompletely from the gastrointestinal tract. However, its pharmacokinetics might also be influenced by further uptake and efflux transporters as concluded from interaction studies with naringin and verapamil in human. Additionally, the transcellular transport through the different tissues, including enterocytes, hepatocytes and kidney tubular cells, is not completely understood so far. Therefore, we aimed to measure the affinity of talinolol to drug transporting proteins (OCT1-3, PEPT1, OCTN2, ASBT, NTCP, MRP 1-3 and P-gp as well as OATP 1B1, 1B3, 2B1 and 1A2) and some of their genetic variants known to be of pharmacokinetic relevance (OATP1A2 *2 and*3 as well as OATP2B1 V201M, R312Q and S486F). In a further step, we retrospectively evaluated the impact of clinically relevant genetic polymorphisms of transporters on the pharmacokinetics of talinolol in healthy subjects. Materials and Methods: Time and concentration-dependent uptake assays with [3H]-talinolol were performed either in stable transfected HEK293 or MDCKII cells expressing OATP1A2 *1, *2 and *3, OATP1B1, OATP1B3, OATP2B1 (and its genetic variants p.V201M, p.R312Q and p.S486F), NTCP, ASBT, PEPT1, OCTN2, OCT 1-3 and the respective vector control or in inside-out lipovesicles expressing the efflux transporters MRP1-3 and P-gp. Talinolol was quantified by liquid scintillation counting. The transport rates were then corrected by the transporter proteomics measured in the cellular membrane. Regarding the pharmacogenomic evaluation, it was carried out retrospectively in 39 healthy subjects who had participated in former pharmacokinetic studies with talinolol. This evaluation included a variety of transporter related genetic variants, known to be of a clinical meaning for their substrates. Results: Among the uptake transporters, talinolol was shown to be a substrate of OATP1B3 (Km= 153 ± 137 μmol/l; Vmax= 168 ± 30.3 μmol/mgxmin), OATP1B1 (Km= 301 ± 133 μmol/l; Vmax= 1135 ± 348 μmol/mgxmin), OATP2B1 (Km= 459 ± 260 μmol/l; Vmax= 4.32 ± 1.33 μmol/mgxmin), OATP1A2 (Km= 477 ± 158 μmol/l; Vmax= 0.61 ± 0.1 μmol/mgxmin) and NTCP (Km= 2560 ± 781 μmol/l; Vmax= 15944 ± 3741 μmol/mgxmin) but not a substrate of OCT1-3, OCTN2, PEPT1 or ASBT. When it comes to the efflux transporters, talinolol was transported by both P-gp (Km = 175 ± 206 mol/l; Vmax = 14 ± 10.8 nmol/mgxmin) and MRP3 (Km= 86.8 ± 62.8 μmol/l; Vmax= 133 ± 51.5 μmol/mgxmin) but not by MRP2. The pharmacogenomic analysis supported the in-vitro results, as it showed a significant decrease in talinolol absorption (AUC and Cmax) in subjects with the loss of function variant MRP3 211C>T and in those with a decreased P-gp function due to having less than 5 T-allels in the haplotype P-gp 1236-2677-3435-TTT. No significant changes were found associated with other transporters’ genetic variants. Conclusion: Our in-vitro results suggested the vectorial transport of talinolol through the enterocytes to consist mainly of apical OATP2B1 and P-gp and basolateral MRP3. Additionally in the hepatocytes, apical OATP1B1, OATP1B3 and NTCP seem to be involved as well. This vectorial transport was demonstrated in-vivo for the first time by our pharmacogenomic analysis, where talinolol absorption was significantly influenced by both P-gp and MRP3 genetic variants.
  • Einleitung: Talinolol ist ein ß1-adrenorezeptorenblocker, der oft in der pharmakologischen Forschung als Probe-drug für das P-glycoprotein verwendet wird. Die intestinale Absorption von Talinolol ist unregelmäßig und unvollständig. Arzneimittel-Interaktionsstudien mit Naringin und Verapamil weisen darauf hin, dass weitere Aufnahme- und Efflux-Transportproteine die Pharmakokinetik von Talinolol beeinflussen könnten. Der transzelluläre Transport von Talinolol durch verschiedene Gewebe, einschließlich der Enterozyten, Hepatozyten, und proximalen Tubuluszellen, konnte bisher nicht vollständig geklärt werden. Diese Arbeit hat das Ziel, die Affinität von Talinolol zu folgenden Transportproteinen zu untersuchen: OCT1-3, PEPT1, OCTN2, ASBT, NTCP, MRP 1-3, P-gp, OATP1B1, OATP1B3 OATP2B1, OATP1A2 sowie den genetischen Varianten OATP1A2 *2 und *3 und OATP2B1 V201M, R312Q und S486F). In einem zweiten Schritt haben wir den Einfluss genetischer Polymorphismen der relevanten Transportproteinen auf die Pharmakokinetik von Talinolol in gesunden Probanden retrospektiv ausgewertet. Material und Methoden: Geeignete Assays für die Zeit- und Konzentrationsabhängige Aufnahme wurden mit [3H]-talinolol in stabil transfizierten HEK293- oder MDCK2-Zellen durchgeführt, die OATP1A2 *1, *2 und *3, OATP1B1, OATP1B3, OATP2B1 (mit den genetischen Varianten p.V201M, p.R312Q und p.S486F), NTCP, ASBT, PEPT1, OCTN2, OCT 1-3, sowie die entsprechenden Kontrollen exprimierten. Die genannten Assays wurden auch in Lipidvesikeln durchgeführt, die MRP1-3 und P-gp exprimierten. Talinolol wurde mithilfe der Flüssigszintillationszählung quantifiziert. Die Transportraten wurden dann mit dem transportprotein-spezifischen Proteingehalt in den Zellmembranen korrigiert. Die pharmakogenetische Analyse wurde retrospektiv in 39 gesunden Probanden durchgeführt, die an vorherigen klinischen Studien mit dem Arzneimittel Talinolol teilgenommen hatten. Diese Analyse umfasste transportprotein-bezogene genetische Varianten, die aus der Literatur bekannt sind, dass sie die Transportfunktion signifikant ändern. Ergebnisse: Die Aufnahme- Assays zeigten, dass Talinolol ein Substrat für die Aufnahme-Transportproteine OATP1B3 (Km = 153 ± 137 µmol/l; Vmax = 168 ± 30.3 µmol/mgxmin), OATP1B1 (Km = 301 ± 133 µmol/l; Vmax = 1135 ± 348 µmol/mgxmin), OATP2B1 (Km = 459 ± 260 µmol/l; Vmax = 4.32 ± 1.33 µmol/mgxmin), OATP1A2 (Km = 477 ± 158 µmol/l; Vmax = 0.61 ± 0.1 µmol/mgxmin) und NTCP (Km = 2560 ± 781 µmol/l; Vmax = 15944 ± 3741 µmol/mgxmin) ist, aber nicht für OCT1-3, OCTN2, PEPT1 oder ASBT. Unter den Efflux- Transportproteinen, konnte Talinolol durch P-gp (Km = 175 ± 206 mol/l; Vmax = 14 ± 10.8 nmol/mgxmin) und MRP3 (Km = 86.8 ± 62.8 µmol/l; Vmax = 133 ± 51.5 µmol/mgxmin) aber nicht durch MRP1-2 transportiert werden. Die pharmakogenetische Analyse hat die in-vitro Ergebnisse bestätigt, indem sie zeigte, dass die Absorption von Talinolol (AUC und Cmax) signifikant weniger war, bei Probanden, die die genetische Variante MRP3 - 211 C>T (geringere MRP3- Funktion) oder weniger als 5 T-Allelen im Haplotype P-gp 1236-2677-3435-TTT (höhere P-gp- Funktion) tragen. Weitere Transportproteine zeigten keine Korrelation mit der Absorption von Talinolol. Schlussfolgerung: Unsere in-vitro- Ergebnissen zeigten dass sich der vektorielle Transport von Talinolol durch die Enterozyten aus einem Zusammenspiel von 3 Transportproteinen ergibt, nämlich OATP2B1, P-gp und MRP3. In den Hepatozyten, sind OATP1B1, OATP1B3, OATP2B1, NTCP, MRP3 und P-gp an dem vektoriellen Transport beteiligt. Dieser vektorielle Transport wurde in der pharmakogenetischen Analyse bestätigt, wo die Absorption von Talinolol durch die genetischen Varianten von MRP3 und P-gp signifikant beeinflusst wurde.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author: Tarek Roustom
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002926-7
Title Additional (German):Die Rolle der Aufnahme- und Efflux- Transportproteine in der Pharmakokinetik von Talinolol
Advisor:Prof. Dr. Werner Siegmund
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2017/11/22
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/08/07
Release Date:2017/11/22
Tag:MRP3, Transportproteine, intestinale Absorption
GND Keyword:P-Glykoprotein, Pharmakogenetik, Pharmakokinetik, Talinolol
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pharmakologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit