In vitro studier av heroinmetabolisme i human lever

Abstract

Heroin er et mye misbrukt opioid som er involvert i de fleste narkotikarelaterte dødsfallene i Norge. Utvikling av såkalt farmakokinetisk rettet terapi har i den senere tid fått økende interesse, men detaljert kunnskap om heroinmetabolisme i menneske er mangelfull. Tidligere studier av heroinmetabolisme har hovedsakelig blitt utført med forsøksdyr som rotter og mus. Det eksisterer artsforskjeller i esteraseaktivitet som kompliserer ekstrapolering til menneske, og gjør at det stilles spørsmål ved overføringsverdien til dyrestudier av heroinmetabolisme. Målet med denne studien var å studere heroinmetabolisme i humane leverpreparater, og identifisere hvilke esteraser som var medvirkende. Kommersielle humane levermikrosomer og homogenisert humant levervev fra pasienter ved Oslo Universitetssykehus ble brukt som studiemateriale i denne oppgaven. LC-MS/MS ble brukt for kvantifisering av heroin og heroin-metabolitter. In vitro studier av heroin- og 6-MAM-metabolisme med og uten tilsetning av esteraseinhibitorer ble utført i humant leverhomogenat og/eller levermikrosomer. Esteraseinhibitorer ble brukt for å identifisere esteraser involvert i heroinmetabolisme, og resultatene indikerte at karboksylesterase og acetylkolinesterase var viktige for hepatisk omdannelse av heroin hos menneske. Resultatene antydet også at viktige heroinmetaboliserende enzymer var lokalisert i levermikrosomfraksjonen. Kofaktoren UDPGA ble også tilsatt i leverhomogenat og levermikrosomer for å påvise glukuronidering av morfin til metabolittene morfin-3-glukuronid og morfin-6-glukuronid, uten å gi forventede resultater. Beregning av kinetiske parametere indikerte at nedbrytningen av heroin og 6-MAM skjer svært raskt i humant leverhomogenat og humane levermikrosomer. På tross av at human lever metaboliserer heroin mer effektivt sammenliknet med rottelever, har artene tilnærmet lik in vivo halveringstid for heroin. Våre studier antyder derfor at rotte er en god modellorganisme for in vivo studier av heroinmetabolisme. Våre studier indikerer også at humane levermikrosomer kan erstatte humant leverhomogenat som in vitro-modell for hepatisk biotransformasjon av heroin i videre studier.

Heroin er et mye misbrukt opioid som er involvert i de fleste narkotikarelaterte dødsfallene i Norge. Utvikling av såkalt farmakokinetisk rettet terapi har i den senere tid fått økende interesse, men detaljert kunnskap om heroinmetabolisme i menneske er mangelfull. Tidligere studier av heroinmetabolisme har hovedsakelig blitt utført med forsøksdyr som rotter og mus. Det eksisterer artsforskjeller i esteraseaktivitet som kompliserer ekstrapolering til menneske, og gjør at det stilles spørsmål ved overføringsverdien til dyrestudier av heroinmetabolisme. Målet med denne studien var å studere heroinmetabolisme i humane leverpreparater, og identifisere hvilke esteraser som var medvirkende. Kommersielle humane levermikrosomer og homogenisert humant levervev fra pasienter ved Oslo Universitetssykehus ble brukt som studiemateriale i denne oppgaven. LC-MS/MS ble brukt for kvantifisering av heroin og heroin-metabolitter. In vitro studier av heroin- og 6-MAM-metabolisme med og uten tilsetning av esteraseinhibitorer ble utført i humant leverhomogenat og/eller levermikrosomer. Esteraseinhibitorer ble brukt for å identifisere esteraser involvert i heroinmetabolisme, og resultatene indikerte at karboksylesterase og acetylkolinesterase var viktige for hepatisk omdannelse av heroin hos menneske. Resultatene antydet også at viktige heroinmetaboliserende enzymer var lokalisert i levermikrosomfraksjonen. Kofaktoren UDPGA ble også tilsatt i leverhomogenat og levermikrosomer for å påvise glukuronidering av morfin til metabolittene morfin-3-glukuronid og morfin-6-glukuronid, uten å gi forventede resultater. Beregning av kinetiske parametere indikerte at nedbrytningen av heroin og 6-MAM skjer svært raskt i humant leverhomogenat og humane levermikrosomer. På tross av at human lever metaboliserer heroin mer effektivt sammenliknet med rottelever, har artene tilnærmet lik in vivo halveringstid for heroin. Våre studier antyder derfor at rotte er en god modellorganisme for in vivo studier av heroinmetabolisme. Våre studier indikerer også at humane levermikrosomer kan erstatte humant leverhomogenat som in vitro-modell for hepatisk biotransformasjon av heroin i videre studier.