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Kenntnisse über die Physiologie des humanen GITs und dessen Einfluss auf orale Arzneiformen sind essenziell für die Sicherheit der Pharmakotherapie. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss unterschiedlicher Körperpositionen auf das Anfluten von Koffein als Modell für eine Substanz der BCS Klasse I bei der Einnahme als Tablette und Kapsel sowie die Magenentleerung des mitgetrunkenen Wassers zu untersuchen und untereinander zu vergleichen. Die Erhebung der Daten erfolgte durch Speichelproben von 12 gesunden Probanden nach Einnahme von jeweils 240 mL Wasser zusammen mit einer Koffein enthaltenden Eiskapsel als Markierung für das Wasser, sowie je einer ebenfalls Koffein enthaltenden Hartkapsel und einer Tablette in aufrechter Körperposition, Rückenlage, Rechts- und Linksseitenlage im Crossover-Design. Zur Unterscheidung wurde für die Eiskapsel 13C3-isotopenmarkiertes Koffein, für die Kapsel 13C1-isotopenmarkiertes Koffein und für die Tablette natürliches (12C) Koffein verwendet. Die Magenentleerung von Wasser im nüchternen Zustand ist abhängig von dem hydrostatischen Druck, der auf den Pylorus drückenden Wassersäule. Abhängig von der Körperposition wird demnach unterschiedlich viel zusätzliche mechanische Arbeit des Magens benötigt, um das Wasser gegen die Schwerkraft zu transportieren. Da diese Arbeit in allen Positionen in Abhängigkeit des MMC ohnehin durch aktive Kontraktionen und Motilität aufgebracht wird, ist bei zusätzlich vorliegendem hydrostatischen Druck die Wasserentleerung schneller. Die Magenentleerung von Wasser ähnelt sich in aufrechter Körperposition und Rechtsseitenlage, da in diesen Körperpositionen keine zusätzliche mechanische Arbeit benötigt wird, um das Wasser gegen die Schwerkraft zu transportieren. Im Gegensatz dazu entleert der Magen in Rückenlage und in Linksseitenlage langsamer Wasser, da in diesen Körperpositionen das Wasser gegen die Schwerkraft aus dem Pylorus herausgedrückt werden muss. So war in Linksseitenlage statistisch signifikant die AUC0-61 um 25% und die Cmax um 18% kleiner als in aufrechter Körperposition. Auch in Rückenlage war die AUC0-61 und die Cmax im Trend kleiner als in aufrechter Körperposition. Das durchschnittliche tmax wurde in Rückenlage und Linksseitenlage im Trend erst später erreicht. Die Ergebnisse der Tablette und Kapsel spiegelten größtenteils die Ergebnisse der Wasserentleerung wider, wodurch die enorme Bedeutung der Magenentleerung als geschwindigkeitsbestimmender Schritt der Pharmakokinetik verschiedener schnell zerfallender Darreichungsformen abermals belegt wurde. Die durchschnittliche AUC0-61 in Linksseitenlage war um 33% und statistisch signifikant kleiner als in aufrechter Körperposition. Auch die AUC0-61 in Rechtsseitenlage war signifikant größer als in Linksseitenlage. Im Trend wurde das durchschnittliche tmax nach Einnahme der Hartkapsel in Linksseitenlage erst später erreicht und das durchschnittliche Cmax war kleiner. Im Trend flutete die Hartkapsel in Rückenlage langsamer an als in aufrechter Körperposition und Rechtsseitenlage und schneller als in Linksseitenlage. Die Tablette flutete, im Gegensatz zur Magenentleerung von Wasser, im Trend geringgradig schneller in Rechtsseitenlage an als in aufrechter Körperposition. Der Grund für diese besonders schnelle Wirkstoffanflutung in Rechtsseitenlage war vermutlich, dass die Tablette direkt ins Antrum fiel, aufgrund der Motilität dort schneller desintegrierte oder sogar in den Dünndarm entleert wurde, was wiederum zu noch steileren Profilen führte. Statistisch war die durchschnittliche AUC0-61 dementsprechend in Rechtsseitenlage signifikant größer als in Rücken- und Linksseitenlage. Auch die maximal erreichte Konzentration (Cmax) war statistisch signifikant höher in Rechtsseitenlage als in Linksseitenlage. Die AUC0-61 in Linksseitenlage war ebenfalls statistisch signifikant um durchschnittlich 41% kleiner als in aufrechter Körperposition. Das durchschnittliche tmax wurde in Rücken- und Linksseitenlage im Trend später erreicht als in aufrechter Körperposition und Rechtsseitenlage. Die Daten der Studie zeigten, dass auch die Lag time von Darreichungsformen körperpositionsabhängig waren. Statistisch war die durchschnittliche Lag time nach Einnahme der Tablette in Rechtsseitenlage signifikant kürzer als in Linksseitenlage. Die Daten zeigten außerdem, dass die Körperposition vor allem für Darreichungsformen mit langer Desintegrationszeit einen wichtigen Einflussfaktor auf das Anflutungsverhalten hatte, da zum Zeitpunkt des Starts der Desintegration bereits vermehrt Wasser aus dem Magen entleert wurde. Besonders bei schlechter löslichen Arzneistoffen könnte demnach der Einfluss der Körperposition noch deutlich gravierender ausfallen. Die Daten zeigten dennoch, dass auch gut lösliche Arzneistoffe teilweise über Stunden im Magen verweilen und zu Doppelpeaks führen können. Für biopharmazeutische Modellierungen, wie beispielsweise PBPK Modelle, ist der Unterschied zwischen der Magenentleerung in aufrechten Körperposition und in Rückenlage besonders von Bedeutung, da die Modelle häufig auf MRT Daten basieren, welche in Rückenlage akquiriert werden. Die durchschnittliche AUC0-61 nach Einnahme der Hartkapsel war in aufrechter Körperposition um 24% größer als in Rückenlage. Die durchschnittliche AUC0-61 nach Einnahme der Tablette war in aufrechter Körperposition um 52% größer als in Rückenlage. Da die im Rahmen dieser Arbeit gemessenen Unterschiede den potenziell enormen Einfluss der Körperposition für Modellierungen bei der Arzneimittelentwicklung sowie für die klinische Praxis mit liegenden Patienten unterstreichen, ist eine weitere Abklärung des Einflusses der Körperposition unter anderem auch im postprandialen Zustand empfehlenswert.

The G protein-coupled receptor proteinase-activated receptor 2 (PAR2) has been implicated in various aspects of cellular physiology including inflammation, obesity and cancer. In cancer, it usually acts as a driver of cancer progression in various tumor types by promoting invasion and metastasis in response to activation by serine proteinases. Recently, we discovered another mode through which PAR2 may enhance tumorigenesis: crosstalk with transforming growth factor-β (TGF-β) signaling to promote TGF-β1-induced cell migration/invasion and invasion-associated gene expression in ductal pancreatic adenocarcinoma (PDAC) cells. In this chapter, we review what is known about the cellular TGF-β responses and signaling pathways affected by PAR2 expression, the signaling activities of PAR2 required for promoting TGF-β signaling, and the potential molecular mechanism(s) that underlie(s) the TGF-β signaling–promoting effect. Since PAR2 is activated through various serine proteinases and biased agonists, it may couple TGF-β signaling to a diverse range of other physiological processes that may or may not predispose cells to cancer development such as local inflammation, systemic coagulation and pathogen infection.

Background: Recently, the expression of proteinase-activated receptor 2 (PAR2) has been shown to be essential for activin receptor-like kinase 5 (ALK5)/SMAD-mediated signaling and cell migration by transforming growth factor (TGF)-β1. However, it is not known whether activation of non-SMAD TGF-β signaling (e.g., RAS–RAF–MEK–extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling) is required for cell migration and whether it is also dependent on PAR2. Methods: RNA interference was used to deplete cells of PAR2, followed by xCELLigence technology to measure cell migration, phospho-immunoblotting to assess ERK1/2 activation, and co-immunoprecipitation to detect a PAR2–ALK5 physical interaction. Results: Inhibition of ERK signaling with the MEK inhibitor U0126 blunted the ability of TGF-β1 to induce migration in pancreatic cancer Panc1 cells. ERK activation in response to PAR2 agonistic peptide (PAR2–AP) was strong and rapid, while it was moderate and delayed in response to TGF-β1. Basal and TGF-β1-dependent ERK, but not SMAD activation, was blocked by U0126 in Panc1 and other cell types indicating that ERK activation is downstream or independent of SMAD signaling. Moreover, cellular depletion of PAR2 in HaCaT cells strongly inhibited TGF-β1-induced ERK activation, while the biased PAR2 agonist GB88 at 10 and 100 µM potentiated TGF-β1-dependent ERK activation and cell migration. Finally, we provide evidence for a physical interaction between PAR2 and ALK5. Our data show that both PAR2–APand TGF-β1-induced cell migration depend on ERK activation, that PAR2 expression is crucial for TGF-β1-induced ERK activation, and that the functional cooperation of PAR2 and TGF-β1 involves a physical interaction between PAR2 and ALK5

Salivary glands provide secretory functions, including secretion of xenobiotics and among them drugs. However, there is no published information about protein abundance of drug transporters measured using reliable protein quantification methods. Therefore, mRNA expression and absolute protein content of clinically relevant ABC (n = 6) and SLC (n = 15) family member transporters in the human parotid gland, using the qRT-PCR and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC−MS/MS) method, were studied. The abundance of nearly all measured proteins ranged between 0.04 and 0.45 pmol/mg (OCT3 > MRP1 > PEPT2 > MRP4 > MATE1 > BCRP). mRNAs of ABCB1, ABCC2, ABCC3, SLC10A1, SLC10A2, SLC22A1, SLC22A5, SLC22A6, SLC22A7, SLC22A8, SLCO1A2, SLCO1B1, SLCO1B3 and SLCO2B1 were not detected. The present study provides, for the first time, information about the protein abundance of membrane transporters in the human parotid gland, which could further be used to define salivary bidirectional transport (absorption and secretion) mechanisms of endogenous compounds and xenobiotics.

Previous studies have reported the fundamental role of immunoregulatory proteins in the clinical phenotype and outcome of sepsis. This study investigated two functional single nucleotide polymorphisms (SNPs) of T cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 3 (TIM-3), which has a negative stimulatory function in the T cell immune response. Methods: Patients with sepsis (n = 712) were prospectively enrolled from three intensive care units (ICUs) at the University Medical Center Goettingen since 2012. All patients were genotyped for the TIM-3 SNPs rs1036199 and rs10515746. The primary outcome was 28-day mortality. Disease severity and microbiological findings were secondary endpoints. Results: Kaplan–Meier survival analysis demonstrated a significantly lower 28-day mortality for TIM-3 rs1036199 AA homozygous patients compared to C-allele carriers (18% vs. 27%, p = 0.0099) and TIM-3 rs10515746 CC homozygous patients compared to A-allele carriers (18% vs. 26%, p = 0.0202). The TIM-3 rs1036199 AA genotype and rs10515746 CC genotype remained significant predictors for 28-day mortality in the multivariate Cox regression analysis after adjustment for relevant confounders (adjusted hazard ratios: 0.67 and 0.70). Additionally, patients carrying the rs1036199 AA genotype presented more Gram-positive and Staphylococcus epidermidis infections, and rs10515746 CC homozygotes presented more Staphylococcus epidermidis infections. Conclusion: The studied TIM-3 genetic variants are associated with altered 28-day mortality and susceptibility to Gram-positive infections in sepsis.