Biochemik hledá způsoby, jak studovat metabolismus léčiv

Co se děje s lékem, který se dostane do pacientova těla? Nezničí náhodou kromě původců nemoci i zdravé buňky? A jak se dostanou jeho zbytky z těla ven?

Stanovení metabolismu léčiv je jednou z hlavních součástí jejich vývoje a testování. K tomu ale výzkumníci potřebují celou řadu ověřovacích metod. Na celé sadě obecně uplatnitelných postupů pracuje i Roman Řemínek z metabolomické skupiny Mendelova centra genomiky a proteomiky rostlin Středoevropského technologického institutu Ceitec.

Hledá nové možnosti testování reakce léčiv s cytochromy P450, které se právě na metabolismu léků významně podílejí. „V literatuře se uvádí, že přes devadesát procent léčiv je metabolizováno těmito enzymy. Léčivo, které už splnilo svůj účel, se v játrech činností cytochromů P450 oxiduje, stává se rozpustnější a dá se tedy snadněji vyloučit z těla,“ popsal oblast svého zájmu Řemínek. Rychlost této přeměny je klíčová mimo jiné pro stanovení potřebných dávek léků.

Biochemik zkoumá postupy sledování metabolismu léčiv s využitím takzvané kapilární elektroforézy. Je to separační metoda, která k analýze látek využívá rozdílného pohybu jejich nabitých částic v elektrickém poli. Vzorky se separují v kapiláře o vnitřním průměru 50 až 100 mikrometrů připojené k elektrodám s vloženým napětím až 30 kilovoltů.

Konkrétně například vyvinul metodu, která umožňuje stanovit stabilitu potenciálních léčiv v játrech. „Většinou se podobná měření provádějí tak, že se smíchá testovaná látka s enzymem, nechá se proběhnout reakce a pak se měří, kolik ubylo původního substance anebo kolik vzniklo produktu. Při vývoji léčiv se ale mohou testovat až desetitisíce látek a měřit rychlost jejich metabolismu tímto způsobem by bylo obtížné. Soustředili jsme se proto na stanovení rychlosti spotřeby jediné látky - koenyzmu NADPH, který se vyskytuje u všech reakcí bez ohledu na testovanou látku,“ uvedl Řemínek. Metoda tak nesleduje, co při přeměně vniká, ale jak je tento proces rychlý.

Biochemici se zabývali také takzvanými online kapilárně elektroforetickými metodami, kdy sledované reakce probíhají přímo v kapiláře. „Tuto možnost dřív omezoval fakt, že do kapiláry musíte nadávkovat odděleně zkoumanou látku a enzym a smíchat je až uvnitř. Vzhledem k některým fyzikálním vlastnostem látek to není jednoduché, proto jsme rozvinuli dříve publikované principy míchání látek pomocí difuze a už umíme bez problémů smíchat v kapiláře cokoliv a studovat tak metabolismus léčiv v nanolitrových objemech,“ podotkl Řemínek.

Nové měřicí metody mohou podle něj především urychlit a zlevnit testování léčiv v preklinické fázi jejich přípravy. Mnohé čtenáře jistě potěší i skutečnost, že se tím výrazně omezuje potřeba pokusů na laboratorních zvířatech. Ekonomická úspora je daná tím, že při kapilární elektroforéze je výrazně nižší spotřeba testovaných látek i enzymů než například u kapalinové chromatografie, která se v současnosti ve farmacii využívá.

„Chromatografie představuje zavedenou separační techniku používanou jak pro rutinní analýzy, tak i ve výzkumu. Přesto věřím, že v budoucnu může elektroforéza hrát stejně důležitou roli jako chromatografie,“ zdůraznil Řemínek, který patřil mezi první studenty analytické biochemie na Masarykově univerzitě.

Řemínek získal letos za svou práci cenu rektora a obdržel také ocenění za výzkumnou práci za farmacii, kterou převzal na francouzském velvyslanectví z rukou nositele Nobelovy ceny za chemii Jean-Marie Lehna. „Ve farmacii představuje cena udělovaná společností Sanofi jednu z nejprestižnějších u nás a její zisk potvrzuje vysoký praktický potenciál našeho výzkumu. Osobní setkání s profesorem Lehnem pak bylo pro mě velice inspirativní a převzetí ceny bylo tou pomyslnou třešničkou na dortu,“ uzavřel Řemínek.