안녕하세요 IPHASE 공식 대리점 드림셀입니다.

드림셀에서 IPhase의 Nitrosamines(NDSRIs)를 소개해드립니다.

아래의 뉴스레터에서  자세한 내용을 확인해 보세요!

궁금하신점이 있다면 아래 드림셀로 연락 부탁드립니다

Tel |  02-2292-8870   E-Mail | dreamcell@dreamcell.co.kr

Keywords

ATP-binding cassette(ABC), ABC Transporter, SLC Transporter, Membrane Vesicle, MDR1(P-gp), BSEP, BCRP, MATE1, MATE2-K, OAT1, OATP1B1, MDCK II, Caco-2, Transporter Inhibition, Transporter Substrate Identification, ICH M12 Draft Guidance on Drug Interaction Studies, HEK293 MOCK, MOCK SLC Transporter.

iPHASE 제품

ICH M12 Guideline/ Examples of substrates for transporters (In Vitro Studies)

ICH M12 Guideline/ Examples of inhibitors for transporters (In Vitro Studies)

배경

Background

실제 임상에서는 환자들이 여러 약물을 동시에 복용하는 경우가 많으며, 이로 인해 약물 간 상호작용(DDI, Drug-Drug Interaction)이 발생할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 심각한 부작용을 유발하거나 치료 효과를 변화시킬 수 있는 잠재적 위험을 내포하고 있습니다. 초기 단계에서는 in vitro 시험을 통해 DDI 가능성을 사전에 파악하고, 약물의 체내 동태에 영향을 줄 수 있는 요인을 규명합니다.

그동안 DDI 연구는 주로 약물 대사 효소에 초점을 맞추어 왔습니다. 그러나 분자생물학 기술의 발전과 함께 최근에는 in vitro 약물 수송체(drug transporters) 연구가 비약적으로 발전하면서, 수송체 기반 DDI(transporter based DDI)의 in vitro 평가의 중요성이 점점 더 주목받고 있습니다.

이번 뉴스레터에서는 약물 수송체와 약물 간 상호작용(DDI)에 대한 in vitro 평가 내용과 함께 IPHASE에서 제공하는 다양한 수송체 관련 제품을 안내해 드립니다.

수송체 (Transporters) 소개 및 핵심 개념

Transporters and Their Roles

수송체 (transporter)는 다양한 조직의 세포막을 가로지르는 막단백질로서, 내인성 또는 외인성 물질이 생체막을 통해 들어오거나 나가도록 매개합니다. ‘in vitro drug transporter’란 일반적으로 약물을 기질로 취급하는 단백질을 말하며, 조직 또는 기관의 세포막 표면에 존재하여 약물의 막 통과 수송 기능을 수행합니다. 주로 ABC (ATP-binding cassette) transporter superfamily 와 SLC (Solute Carrier) transporter superfamily 두 가지 계통으로 나뉘며, 막 수송의 대부분을 담당합니다.

ABC Tranproter는 ATP 의존적(ATP-dependent) 수송체로 ATP를 직접 사용하여 약물을 세포 밖으로 내보내며, 다양한 기질(예: 이온, 지질, 약물 등)을 세포막을 통해 능동적으로 수송합니다. 이들은 약물 저항성, 대사, 세포 해독에 핵심적인 역할을 합니다.

SLC Transporter는 ATP를 직접 쓰지 않고 이온 농도차를 이용하여 포도당, 아미노산, 신경전달물질 등 용질을 이동시키며, 주로 세포 내로의 흡수를 담당합니다.

약물이 세포 바깥으로 배출(drug efflux)되도록 매개하는 주요 수송체로는 P-glycoprotein (P-gp or MDR1), breast cancer resistance protein (BCRP) 등이 있습니다. 이들은 모두 ABC 계열로 ATP 가수분해에서 얻은 에너지를 사용하여 약물과 내인성 물질을 수송합니다. 반면, 약물을 세포 안으로 유입시키는 수송체(entry of drugs)는 기질을 약물의 작용 부위로 전달하여 약리 작용을 발현하게 하며, 이는 주로 SLC 계열에 속합니다. 주요 SLC 수송체는 Organic anion transporting polypeptide (OATPs), Organic anion transporter (OATs), Multidrug and toxin extrusion proteins (MATEs), Organic cation transporter (OCTs) 등을 포함합니다.

주요 수송체와 역할

•   MDR1 (P-gp): 장, 간, 혈액-뇌 장벽에 발현되며, 약물 흡수를 제한하고 배설을 촉진하여 항암 치료에서 다약제 내성에 기여 함.
•   BSEP (Bile Salt Export Pump): 간에서 담즙산을 분비하는 수송체로, 억제될 경우 간 독성(담즙정체)을 유발할 수 있음.
•   BCRP (Breast Cancer Resistance Protein): 항암제, 항바이러스제 등 다양한 약물을 세포 밖으로 배출하여 생체이용률에 영향.
•   MATE1 / MATE2-K: 신장 및 간에서 양전하 약물을 배설하는 데 관여하며, OCT2와 함께 작용하여 약물의 신장 배설을 조절.
•   OATP1B1 (SLCO1B1): 간으로 약물을 흡수하는 주요 수송체로, 스타틴 등 여러 약물의 간 제거에 중요한 역할.
•   OAT1 (SLC22A6): 항바이러스제 및 NSAID와 같은 음이온성 약물의 신장 흡수에 관여하며, 신장독성 위험과도 관련이 있음.

수송체 억제 (Transporter Inhibition)와 약물 상호작용(DDI)

Transporter Inhibition and DDI

수송체 억제는 약물 개발에서 중요한 평가 요소입니다. 수송체 억제는 동시에 투여된 약물 (co-administered drugs)의 흡수(absorption), 분포(distribution), 대사(metabolism), 배출(excretion)을 변화시켜 약물 간 상호작용(DDI)을 유발합니다.

예를들어:

• MDR1(P-gp)/BCRP 유출 수송체의 억제 → 약물의 세포 외 배출을 감소 → 세포 내 및 전신의 약물 농도 증가(독성위험)
• OATP1B1 흡수 수송체의 억제 → 간에서의 약물 제거를 감소(혈중 농도 증가)
• BSEP 억제 → 담즙산 수송을 방해 → 담즙산 축적(간 손상 가능성)
• MATE1, MATE2-K, OAT1 등의 억제 → 신장 배설 저하 →약물 축적 유발

MDCK II, Caco-2 세포주와 같은 in vitro 모델은 이러한 수송체 간 상호작용을 평가하는 데 널리 사용되며, 약물 개발 과정에서 DDI 가능성을 예측하고 평가하는데 중요한 정보를 제공합니다.

수송체 연구를 위한 In Vitro 모델

In Vitro Models for Transporter Studies

수송체 기능을 이해하고 수송체 기반 DDI를 예측하기 위해 특수한 세포 모델이 활용됩니다.

• HEK293 MOCK 세포: 수송체 발현이 없는 음성대조 모델로, 특정 수송체로 인한 약물 이동 여부를 구별하는 데 필수적입니다.
• 막 소포체 기반 시스템 (Membrane vesicles based system): 세포대사의 간섭 없이 평가할 수 있는 장점이 있습니다.
  • 수송체를 과 발현한 세포에서 추출한 membrane vesicles 사용
  • MOCK SLC 수송체 모델은 비특이적 흡수와의 구별, 수송체 의존적 작용 여부를 확인 할 수 있습니다.
  • HEK293 MOCK 세포와 MOCK SLC 수송체 모델을 함께 사용: 세포 대사의 영향을 받지 않고 ATP 의존적 수송 연구
• 세포 기반 분석 시스템:
  • MDCK II 세포주: 인간 MDR1(P-gp)을 발현하도록 설계되어, MDR1 매개 수송 및 억제를 직접 평가할 수 있습니다
  • Caco-2 세포주: 인간 대장암 유래 세포로 장내 흡수를 모사하는 데 활용되며, P-gp 및 BCRP 등 다양한 수송체를 발현하여 약물 투과성과 상호작용 평가에 적합합니다.
  • 특이 수송체 모델(예, Human BCRP 발현 세포**):** 기질 특이성, 수송 동역학(kinetic behavior of drug transport), 억제제 효과 등 수송체 활성을 정밀하게 연구할 수 있게 합니다.

결론

Clonclusion

수송체 기능과 상호작용을 이해하는 것은 약물의 안전성과 효능을 최적화하는 데 매우 중요합니다. MDR1(P-gp), BCRP, BSEP 같은 배출(efflux) 수송체와 OATP1B1, OAT1 slc 같은 흡수(uptake) 수송체는 약물의 체내 약동학에 핵심적인 역할을 합니다. MDCK II, Caco-2, BCRP 발현 세포, MDR1 knock-in MDCK II 세포 등 다양한 in vitro 모델을 통해 수송체 억제가 약물 간 상호작용 및 약물 체내 운명에 미치는 영향을 체계적으로 이해할 수 있으며, 이는 임상에서의 약물 효과와 안전성을 최적화하는 데 중요한 기초 자료호 활용됩니다. 

원문이 궁금하신 분들은 아래 링크를 통해 확인하실 수 있습니다:

In Vitro Evaluation of In Vitro Drug Transporter: Exploring the Roles of ABC Vesicles and SLC Transporter Cells

원문 확인하기