Permeation studies of a set antihistaminic drugs and the influence of verapamil in an in vitro Blood-brain barrier model

Abstract

Transportní studie přes model hematoencefalické bariéry (HEB) hrají důležitou roli ve vývoji nových léčiv. Poslední in vitro studie uvádí, že P-glykoprotein (P-gP) a pasivní transport mohou ovlivnit koncentraci druhé generace H1-antagonistů v CNS. Diplomová práce byla zaměřena na transportní studie první a druhé generace H1-antagonistů přes in vitro model HEB, sledování role efluxního transportéru P-gP a jeho olivnění P-gP inhibitorem verapamilem. Nežádoucí účinky první generace H1-antagonistů v CNS závisí na jejich schopnosti pronikat přes HEB a způsobovat tak útlum a ospalost. Druhá a třetí generace působí sedativně na pacienta jen mimořádně. Nedávné studie potvrdily, že omezený průnik moderních H1-antagonistů přes HEB může být způsoben jejich zpětným tokem z CNS cestou přes P-gP (Obradovic, Dobson et al. 2006). V transportních studiích jsme pracovali s in vitro modelem HEB, buněčnou linií PBMEC/C1-2. V následujících studiích jsme testovali tři zástupce H1-antagonistů (promethazin, fexofenadin a cetirizin) a známý substrát P-gP rhodamin 123. Přítomnost P-gP ve zkoumané buněčné linii jsme dokázali ve western blotting analýze. Funkční aktivitu P-gP jsme hodnotili v transportních studiích na Transwell modelu in vitro. Kvantitativní analýzu jsme provedli pomocí RP-HPLC a fluorimetru. Přítomnost verapamilu...

Studies of drug permeation across the blood-brain barrier (BBB) are an indispensable part of the drug development strategy. Recent in vitro studies have suggested that P-gP and passive membrane permeability may influence the brain concentrations of non-sedating (second generation) H1-antagonists. The purpose of this thesis was to determine the importance of P-gP mediated efflux of the first and the second generation of H1-antagonists in an in vitro BBB model and the influence of P-gP inhibitor verapamil. CNS adverse effects of the first generation of H1-antagonists are linked with their ability to penetrate the BBB and cause sedation and drowsiness. The second and the third generation of H1-antagonists are relatively free of sedation and their limited brain penetration has been suggested to arise from P-gP mediated effux (Obradovic, Dobson et al. 2006). In our in vitro PBMEC/C1-2 model, three H1-antagonists (promethazine, fexofenadine and cetirizine) and a known P-gP substrate rhodamine 123 were tested for their permeation properties. Firstly, P-gP experiments in PBMEC/C1-2 was proven by western blotting. The functional activity of P-gP was assessed by the permeation experiments with an established Transwell in vitro model. The resulting drug quantificantion were evaluated by RP-HPLC and fluorescence...