Mechanismen und Stereoselektivität der Ofloxacinpermeation durch Caco-2/TC7 Monolayer

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Aufklärung der endothelialen Transportmechanismen von Ofloxacin. Als in vitro Modell für das gastrointestinale Epithel steht der Subklon TC7 der Caco-2 Zelllinie zur Verfügung. Anhand von Permeationsstudien, die an Monolayern im Transwell®-Filterkammersystem durchgeführt werden, sollen die Mechanismen der Arzneistoffabsorption durch Variationen im Versuchsaufbau näher erforscht werden. Beim Gyrasehemmer Ofloxacin handelt es sich um ein chirales Molekül, bei dem die beiden Enantiomere Unterschiede in ihrer antibiotischen Wirkung aufweisen. Aus diesem Grund soll eine mögliche Stereoselektivität des epithelialen Arzneistofftransports untersucht werden. Mit Hilfe einer kapillarelektrophoretischen Methode ist es möglich, die beiden Ofloxacin-Enantiomere nebeneinander in einer Probe zu quantifizieren. Auf diese Weise werden die Permeationskoeffizienten der beiden Isomere für jedes durchgeführte Experiment getrennt voneinander ermittelt. Darüber hinaus wird die starke Sekretion, der Ofloxacin unterliegt, genauer betrachtet. Dabei stellt sich die Frage, welcher Anteil der Sekretion auf P-Glycoprotein zurückzuführen ist und ob möglicherweise weitere Efflux-Transporter mitwirken. Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem Transport von Ofloxacin in absorptiver Richtung. Ofloxacin zeigt trotz der starken Sekretion in vivo eine sehr gute Bioverfügbarkeit. Dies ist ein Hinweis auf mögliche Transporter, die in absorptiver Richtung den Transport unterstützen. Eine rein passive Permeabilität bei der vorliegenden starken Sekretion würde eine geringere Bioverfügbarkeit erwarten lassen. Zunächst wird der Einfluss unterschiedlicher Startkonzentrationen auf die Permeabilität von Ofloxacin untersucht. Die ermittelten Permeationskoeffizienten liegen im gesamten Konzentrationsbereich auf dem selben Niveau, wobei die Werte der Sekretion deutlich oberhalb der Werte der Absorption liegen. Dies deutet das Vorhandensein eines aktiven Sekretionsmechanismus an, dessen Kapazität im untersuchten Bereich allerdings nicht erschöpft wird. Durch den Einsatz der P-Glycoprotein Inhibitoren Verapamil und Chinidin ist es gelungen das Ausmaß dieser Efflux-Pumpe am Transport zu bestimmen. In Richtung der Absorption kann durch Experimente unter Energieentzug die Beteiligung aktiver Transportmechanismen ausgeschlossen werden. Mit Hilfe der Inhibitoren Probenecid und Naringin ist es jedoch gelungen einen Carrier zu identifizieren, der über erleichterte Diffusion den Transport von Ofloxacin unterstützt. Hinsichtlich der Stereoselektivität des untersuchten Mechanismus ergeben sich kleine, wenn auch nicht signifikante Unterschiede, die allerdings bei allen einzelnen Experimenten zu beobachten sind. So scheint die Absorption von Levofloxacin begünstigt zu sein. Die Tatsache, dass nach Blockade des stereounspezifischen Inhibitors P-Glycoprotein dieser Trend in Richtung Sekretion zu Gunsten des R-Enantiomers auftritt lässt die Vermutung zu, dass ein stereospezifischer Mechanismus zu Grunde liegt, der durch das stereounspezifische P-Glycoprotein sowie die hohe passive Permeabilität maskiert wird. Zusammenfassend lässt sich der ermittelte Transportmechanismus von Ofloxacin durch das Epithel folgendermaßen beschreiben: Ofloxacin unterliegt einer starken Sekretion, die sich zum Großteil, wenn nicht sogar komplett, durch P-Glycoprotein erklären lässt. Darüber hinaus zeigt es eine gute passive Permeabilität, die für den transmembranären Transport sicherlich eine wichtige Rolle spielt. Die Ofloxacin-Absorption wird zusätzlich durch verschiedene Carrier verstärkt, die im Sinne einer erleichterten Diffusion die Permeabilität von Ofloxacin durch die Membran erhöhen. Der organische Anionentransporter OATP1A2 kann als ein an der Ofloxacin-Absorption beteiligter Carrier identifiziert werden. Die Untersuchungen deuten das Vorhandensein eines stereoselektiven Transporters an, es kann letztlich aber kein signifikanter Unterschied im Ausmaß des Transports der beiden Enantiomere nachgewiesen werden. Dies ist sicherlich auf die Komplexität des Transportmechanismus zurückzuführen, der aus dem Zusammenspiel vieler einzelner Mechanismen resultiert.

Author

• Witt, Cornelia

Identifier

hdl:10900/49283

OAI record oai:identifier

https://publikationen.uni-tuebingen.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=mets&identifier=oai%3Apublikationen.uni-tuebingen.de%3A10900%2F49283