Влияние OAT3 на почечную секрецию цефотаксима

Традиционно клинические фармакогенетические исследования начинались с выявления известного фенотипа (например, аномальной реакции на лекарство) с последующим выделением вариантного белка и гена, ответственного за этот фенотип. Зная последовательность большинства генов человека, можно проводить фармакогенетические исследования в обратном порядке (то есть от генотипа к фенотипу). Пациентов с известным вариантом гена можно изучить на предмет их реакции на определенные лекарства, что может помочь выяснить важность этого гена в ответе на лекарство. В предлагаемом исследовании мы планируем использовать стратегию от генотипа к фенотипу для изучения роли OAT3 и родственных вариантов в ответе на лекарство.

Почечная элиминация анионных препаратов происходит путем фильтрации и активной секреции. Для секреции препарат транспортируется из крови в клетки почечных канальцев через базолатеральную мембрану. Этот транспорт происходит как против концентрационного, так и против электрохимического градиента и, следовательно, должен быть опосредован переносчиками органических анионов (OAT). На сегодняшний день идентифицировано шесть ОАТ человека: ОАТ 1-5 и ОАТ7. OAT1 и OAT3 являются доминирующими OAT, обнаруживаемыми на базолатеральной стороне клеток проксимальных канальцев почек, и, следовательно, предполагается, что они играют значительную роль в элиминации анионных препаратов почками [3, 4].

Активная почечная канальцевая секреция большинства бета-лактамных антибиотиков, включая цефалоспорины, давно признана, при этом ОАТ, вероятно, играют главную роль, хотя относительная роль каждого из них неясна [5]. Исследования in vivo показали, что цефалоспорин цефотаксим обладает в десять раз более высоким сродством к ОАТ3, чем к ОАТ1 [6]. Таким образом, можно ожидать, что у пациентов с вариантами ОАТ3 будет наблюдаться измененная почечная секреция цефотаксима.

Цефотаксим является распространенным цефалоспорином, используемым для лечения бактериальных инфекций. Было показано, что доза до 1-2 мг каждые 6-8 часов безопасна для пациентов с нормальной функцией почек. Цефотаксим вводится внутривенно и метаболизируется до дезацетилцефотаксима (DACM), который сохраняет антибактериальную активность. DACM далее метаболизируется до двух неактивных метаболитов, M2 и M3; все четыре формы цефотаксима выводятся почками, при этом активная секреция составляет значительный процент от общего клиренса (44% для цефотаксима, 64% для DACM) [7]. Период полувыведения цефотаксима и ДАКМ составляет 1 и 1,5 часа соответственно. Можно ожидать, что у пациентов с плохо функционирующим OAT3 и родственными вариантами будет наблюдаться сниженная канальцевая секреция как цефотаксима, так и его метаболитов, что приведет к более высоким или длительным уровням в крови. Поскольку такие варианты могут снижать количество цефотаксима, проникающего в клетки канальцев, они также могут быть связаны с уменьшением случаев нефротоксичности, вызванной цефалоспоринами.

Группа PMT имеет коллекцию из 500 образцов ДНК молодых здоровых взрослых из четырех основных этнических групп (по 125 от кавказцев, афроамериканцев, мексиканцев и китайцев). Эта коллекция (Фармакогенетика мембранных переносчиков) называется «СОФИ» (Исследование фармакогенетики в этнически разнообразных популяциях) и включает только добровольцев, давших согласие на повторный вызов для рассмотрения вопроса о зачислении в будущие исследования.

В недавних исследованиях мы выявили девять несинонимичных вариантов OAT3 среди участников исследования SOPHIE. Мы клонировали и вводили каждый вариант в гетерологичную систему экспрессии и тестировали кодируемые переносчики на их способность транспортировать сульфат эстрона (задокументированный субстрат для OAT3). Было идентифицировано четыре варианта, которые привели к полной потере функции: F129L (у одного латиноамериканца), R149S (у европеоида и афроамериканца), Q239stop (у того же афроамериканца) и R277W (у азиатского субъекта). ). У субъекта с двумя нефункциональными вариантами неизвестно, встречаются ли варианты на одной и той же хромосоме или варианты находятся на разных хромосомах. Последнее потенциально может привести к полному дефициту OAT3 у субъекта. Дополнительный вариант (I305F), который показал сниженную транспортную способность для некоторых, но не для всех, субстратов OAT3, был идентифицирован у трех азиатских и одного латиноамериканского субъекта. Один вариант (A310V), который показал повышенный транспорт сульфата эстрона по сравнению с обычным аллелем, был идентифицирован у одного субъекта европеоидной расы.

В этом исследовании будет рассмотрен следующий вопрос: проявляются ли у лиц с измененной функцией OAT3 и родственных вариантов различия в фармакокинетике цефотаксима по сравнению с лицами, имеющими общий аллель?