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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/48780
EFEITO DE SUBSTÂNCIAS FENÓLICAS PRESENTES NA DIETA HUMANA SOBRE ENZIMAS DA SUBFAMÍLIA CYP2C
Sistema Enzimático Citocromo-P450
4’hidroxidiclofenaco
rhCYP2C9*1
CLUE-DAD-UV
Cytochrome-P450 Enzyme System
4'hydroxydiclofenac
rhCYP2C9*1
UPLC-DAD-UV
Sistema Enzimático do Citocromo P-450
Flavonoides
Diclofenaco
Eritromicina
Rifampina
Cromatografia Líquida de Alta Pressão
Ramos, Carlos Henrique | Date Issued:
2018
Alternative title
Effect of phenolic substances present in the human diet on enzymes of the CYP2C subfamilyAuthor
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Substâncias fenólicas estão presentes em frutas, vegetais e suplementos dietéticos; possuem diversas atividades biológicas e, por isso, estão associadas à prevenção de desordens crônicas, principalmente, àquelas associadas pelo estresse oxidativo. É importante avaliar seus efeitos sobre as enzimas do citocromo P450 (CYPs) que são responsáveis pelo metabolismo de xenobióticos, que, em humanos é realizado principalmente por três famílias: CYP1, CYP2 e CYP3. O CYP2C é a segunda subfamília mais abundante, responsável pelo metabolismo de aproximadamente 20% dos fármacos atualmente disponíveis no mercado. A inibição das CYPs é a causa mais comum de interações droga-droga prejudiciais que têm levado à remoção de vários medicamentos do mercado. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi estabelecer métodos de experimentação in vitro para avaliar o efeito de substâncias fenólicas presentes na dieta humana sobre as enzimas da sub-família CYP2C. Ratas Wistar foram tratadas (v.o.) com rifampicina por 9 dias com doses de 300 mg/kg/dia, seus fígados foram removidos e as induções das CYPs 2E1 e 3A foram confirmadas. Os microssomos foram utilizados para testar a atividade inibitória in vitro da CYP2C11 (ortóloga da CYP2C9 de humanos) por substâncias fenólicas, na concentração de 1mg/mL em 20 min de incubação. No estudo de cinética, a CYP recombinante humana (rhCYP2C9*1, BD Bioscience) e uma fração microssomal de Ratas Wistar foram testadas para avaliar a conversão de 100 \03BCM de diclofenaco de sódio (DCF, substrato) ao 4´-hidroxidiclofenaco (4´-OH-DCF), principal produto da reação. A avaliação da reação foi realizada por cromatografia líquida de ultra eficiência (CLUE) acoplada a detector de ultravioleta em rede de diodos (DAD-UV), no equipamento Shimadzu Nexera XR. Diferentes colunas e fases móveis foram testadas para análise do produto de reação por CLUE-DAD-UV. As melhores condições cromatográficas foram obtidas com a coluna utilizando água ultrapura acidificado com ácido acético glacial (pH = 3,0), fluxo de 0,25 \03BCL / mpara o DCF foi registrado entre 8,32 - 8,40 min e para o 4´OH-DCF entre 4,89-4,95min. O fator de retenção obtido para o produto de reação (4´-OH-DCF) foi 5,8 e para o substrato (DCF) 10,6 e a resolução cromatográfica foi calculada em 6,0, portanto, as condições cromatográficas obtidas para a quantificação do 4´-OH-DCF foram excelentes. A melhor concentração enzimática da rhCYP2C9*1 para conversão ao produto foi 75 pmol / mL em 10 min de incubação em 37°C. Diferentes concentrações do substrato (0,78 - 100 \03BCM) foram incubadas com enzima nessas condições. A quantificação do produto permitiu a obtenção da velocidade máxima da reação (3,1 \03BCg 4´-OH-DCF/mg ptn / min) e a constante de Michaelis-Menten (Km = 2,80 \03BCM, Lineawer-Burke). O valor do Km foi confirmado com o gráfico de Eadie Hofstee (Km=2,96 \03BCM) mas não foi confirmado pelo gráfico de Hanes-Woolf (Km = 6,68 \03BCM). Os flavonoides testados rutina, hesperidina e quercetina (100 \03BCM) demonstraram inibição da CYP2C, sendo a rutina o flavonoide mais ativo (21%). Os ácidos fenolicos testados ácidos cafeico, vanílico e p-cumárico (100 \03BCM) não inibiram a CYP2C, porém, o ácido ferúlico que demonstrou uma discreta inibição. O CGA não foi testado nesta dissertação por apresentar impurezas, serão realizados estudos futuros com esta substância. Esses resultados são importantes e guiarão os estudos de inibição em rhCYP2C9*1.
Abstract
Phenolic compounds are found in fruits, vegetables and dietary supplements; have several biological activities and are therefore associated with the prevention of chronic disorders. It is important to evaluate its effects on cytochrome P450 enzymes (CYPs) that are responsible for the metabolism of xenobiotics, and in humans it is performed mainly by three families: CYP1, CYP2 and CYP3. Inhibition of CYPs is the most common cause of harmful drug-drug interactions that have led to the withdrawal of many drugs from the market. In this context, the objective of this study was to establish in vitro experimental methods to evaluate the activity of phenolic compounds present in the human diet in enzymes of the CYP2C subfamily. Wistar rats were treated with rifampicin for 9 days at doses of 300 mg/kg/day, their livers were removed and inductions of CYPs 2E1 and 3A were confirmed. Microsomes were used to test the in vitro inhibitory activity of CYP2C11 by phenolic compounds at a concentration of 1 mg/mL in 20 min of incubation. In the kinetics study, human recombinant CYP (rhCYP2C9*1, BD Bioscience) and a microsomal fraction of Wistar rats were tested to evaluate the conversion of 100 \03BCM diclofenac sodium (DCF, substrate) to 4'-hydroxydiclofenac (4'-OH-DCF), the main product of the reaction. The evaluation of the reaction was performed by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) coupled to a diode array-ultraviolet detector (UPLC-DAD-UV) in the Shimadzu Nexera XR equipment. Different columns and mobile phases were tested. The best chromatographic conditions were obtained with the Ascentis Express C18 Supelco column (75 mm x 2.1 mm id x 2.7 \03BCm), elution gradient using ultrapure water acidified with glacial acetic acid (pH = 3.0), flow rate at 0.25 \03BCL/min, oven temperature at 50° C. Retention time for DCF was recorded between 8.32-8.40 min and for 4'OH-DCF between 4.89-4.95 min. The retention factor obtained for the reaction product (4'-OH-DCF) was 5.8 and for the substrate (DCF) 10.6; and the chromatographic resolution was calculated at 6.0, therefore, the chromatographic conditions obtained for the quantification of 4'-OH-DCF was excellent. The best enzymatic concentration of rhCYP2C9*1 for conversion to the product was 75 pmol /ml in 10 min incubation at 37°C. Different concentration of the substrate (0.78 - 100 \03BCM) were incubated with enzyme under these conditions. The quantification of the product allowed to obtain the maximum reaction rate (3.1 \03BCg 4'-OH-DCF/mg ptn/min) and the Michaelis-Menten constant (Km = 2.59 \03BCM, Lineawer-Burke). The Km value was confirmed with the Eadie Hofstee plot (Km = 2.96 \03BCM) but was not confirmed by the Hanes-Woolf plot (Km = 6.68 \03BCM). The flavonoids tested rutin, hesperidin and quercetin (100 \03BCM) demonstrated inhibition of CYP2C, with rutin being the most active flavonoid (21%). The phenolic acids tested caffeic, vanillic and p-coumaric acid (100 \03BCM) did not inhibit CYP2C, except ferulic acid, which demonstrated a slight inhibition. The CGA was not tested in this dissertation because it presents impurities, future studies will be carried out with this substance. These results are important and will guide inhibition studies in rhCYP2C9*1.
Keywords in Portuguese
Substâncias FenólicasSistema Enzimático Citocromo-P450
4’hidroxidiclofenaco
rhCYP2C9*1
CLUE-DAD-UV
Keywords
Phenolic CompoundsCytochrome-P450 Enzyme System
4'hydroxydiclofenac
rhCYP2C9*1
UPLC-DAD-UV
DeCS
Compostos FenólicosSistema Enzimático do Citocromo P-450
Flavonoides
Diclofenaco
Eritromicina
Rifampina
Cromatografia Líquida de Alta Pressão
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