Preview

Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения

Расширенный поиск

β-лактамные антибиотики – межлекарственное взаимодействие на уровне транспортеров органических анионов ОАТ1 и ОАТ3

https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-3-177-183

Полный текст:

Аннотация

Транспортеры органических анионов (ОАТ1/3) играют ключевую роль в выведении большинства β-лактамных антибиотиков из организма. Поскольку субстратами ОАТ1/3 являются также нестероидные противовоспалительные средства, противовирусные, противоопухолевые и другие препараты, это создает условия для межлекарственного взаимодействия (МЛВ). Цель работы — определить на основании данных научной литературы вероятность и значимость, а также возможность прогнозирования МЛВ β-лактамных антибиотиков на уровне транспортеров органических анионов. Показано, что в клинической практике ингибирование выведения β-лактамных антибиотиков используют для повышения их системной экспозиции и снижения стоимости антибиотикотерапии. Ингибиторы ОАТ циластатин и бетамипрон используются в комбинированных препаратах для снижения нефротоксичности карбапенемов. С другой стороны, отмечено, что повышение концентрации β-лактамных антибиотиков вследствие ингибирования ОАТ может привести к появлению нежелательных реакций. В связи с этим Европейское агентство по лекарственным средствам и Управление по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств рекомендуют при разработке новых лекарственных средств в случае значимого почечного выведения (≥25%) проводить исследования их транспорта ОАТ1/3 in vitro с вычислением константы ингибирования Ki и/или концентрации полумаксимального ингибирования IC50 для прогнозирования МЛВ. Выявлено, что одной из основных проблем при этом является вариабельность значений Ki и IC50 между лабораториями и необходима разработка единых общих рекомендаций по методикам определения данных показателей для различных транспортеров.

Об авторах

И. А. Мазеркина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Мазеркина Ирина Анатольевна, канд. мед. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051



В. А. Евтеев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Евтеев Владимир Александрович

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051



А. Б. Прокофьев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Прокофьев Алексей Борисович, д-р мед. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051



О. В. Муслимова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Муслимова Ольга Валерьевна, канд. мед. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051



Е. Ю. Демченкова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Демченкова Елена Юрьевна, канд. фарм. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051



Список литературы

1. Giacomini KM, Huang SM, Tweedie DJ, Benet LZ, Brouwer KLR, Chu X, et al. Membrane transporters in drug development. Nat Rev Drug Discov. 2010;9(3):215–36. https://doi.org/10.1038/nrd3028

2. Ueo H, Motohashi H, Katsura T, Inui K. Human organic anion transporter hOAT3 is a potent transporter of cephalosporin antibiotics, in comparison with hOAT1. Biochem Pharmacol. 2005;70(7):1104–13. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2005.06.024

3. Takeda M, Babu E, Narikawa S, Endou H. Interaction of human organic anion transporters with various cephalosporin antibiotics. Eur J Pharmacol. 2002;438(3):137–42. https://doi.org/10.1016/s00142999(02)01306-7

4. Vanwert AL, Bailey RM, Sweet DH. Organic anion transporter 3 (Oat3/ Slc22a8) knockout mice exhibit altered clearance and distribution of penicillin G. Am J Physiol Renal Physiol. 2007;293(4):F1332–41. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00319.2007

5. Khamdang S, Takeda M, Noshiro R, Narikawa S, Enomoto A, Anzai N, et al. Interactions of human organic anion transporters and human organic cation transporters with nonsteroidal anti-inflammatory drugs. J Pharmacol Exp Ther. 2002;303(2):534–9. https://doi.org/10.1124/jpet.102.037580

6. Apiwattanakul N, Sekine T, Chairoungdua A, Kanai Y, Nakajima N, Sophasan S, et al. Transport properties of nonsteroidal anti-inflammatory drugs by organic anion transporter 1 expressed in Xenopus laevis oocytes. Mol Pharmacol. 1999;55(5):847–54. PMID: 10220563

7. Nozaki Y, Kusuhara H, Kondo T, Iwaki M, Shiroyanagi Y, Nakayama H, et al. Species difference in the inhibitory effect of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on the uptake ofmethotrexate by human kidney slices. J Pharmacol Exp Ther. 2007;322(3):1162–70. https://doi.org/10.1124/jpet.107.121491

8. Sato M, Iwanaga T, Mamada H, Ogihara T, Yabuuchi H, Maeda T, et al. Involvement of uric acid transporters in alteration of serum uric acid level by angiotensin II receptor blockers. Pharm Res. 2008;25(3):639–46. https://doi.org/10.1007/s11095-007-9401-6

9. Takeda M, Khamdang S, Narikawa S, Kimura H, Hosoyamada M, Cha SH, et al. Characterization of methotrexate transport and its drug interactions with human organic anion transporters. J Pharmacol Exp Ther. 2002;302(2):666–71. https://doi.org/10.1124/jpet.102.034330

10. Cha SH, Sekine T, Fukushima JI, Kanai Y, Kobayashi Y, Goya T, et al. Identification and characterization of human organic anion transporter 3 expressing predominantly in the kidney. Mol Pharmacol. 2001;59(5):1277–86. https://doi.org/10.1124/mol.59.5.1277

11. Uwai Y, Ida H, Tsuji Y, Katsura T, Inui K. Renal transport of adefovir, cidofovir, and tenofovir by SLC22A family members (hOAT1, hOAT3, and hOCT2). Pharm Res. 2007;24(4):811–5. https://doi.org/10.1007/s11095-006-9196-x

12. Truong DM, Kaler G, Khandelwal A, Swaan PW, Nigam SK. Multi-level analysis of organic anion transporters 1, 3, and 6 reveals major differences in structural determinants of antiviral discrimination. J Biol Chem. 2008;283(13):8654–63. https://doi.org/10.1074/jbc.M708615200

13. Takeda M, Khamdang S, Narikawa S, Kimura H, Kobayashi Y, Yamamoto T. Human organic anion transporters and human organic cation transporters mediate renal antiviral transport. J Pharmacol Exp Ther. 2002;300(3):918–24. https://doi.org/10.1124/jpet.300.3.918

14. Ahn S-Y, Bhatnagar V. Update on the molecular physiology of organic anion transporters. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2008;17(5):499–505. https://doi.org/10.1097/MNH.0b013e32830b5d5d

15. Srimaroeng C, Perry JL, Pritchard JB. Physiology, structure, and regulation of the cloned organic anion transporters. Xenobiotica. 2008;38(7–8):889–935. https://doi.org/10.1080/00498250801927435

16. Burckhardt BC, Burckhardt G. Transport of organic anions across the basolateral membrane of proximal tubule cells. Rev Physiol Biochem Pharmacol. 2003;146:95–158. https://doi.org/10.1007/s10254-0020003-8

17. El-Sheikh AAK, Masereeuw R, Russel FGM. Mechanisms of renal anionic drug transport. Eur J Pharmacol. 2008;585(2–3):245–55. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2008.02.085

18. Бреслер ВМ, Наточин ЮВ. Угнетение диуретиками секреции флюоресцина в проксимальном канальце почки лягушки (прижизненное исследование методом контактной микроскопии). Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1973;75(6):67–9.

19. Beyer KH, Flippin H, Verwey WF, Woodward R. The effect of para-aminohippuric acid on plasma concentration of penicillin in man. JAMA. 1944;126(16):1007–9. https://doi.org/10.1001/jama.1944.02850510015003

20. Rammelkamp C, Bradley S. Excretion of penicillin in man. Proc Soc Exper Biol & Med. 1943;53:30. https://doi.org/10.3181/0037972753-14171

21. Beyer KH, Miller AK, Russo HF, Patch E, Verwey WF. The inhibitory effect of caronamide on the renal elimination of penicillin. Am J Physiol. 1947;149(2):355–68. https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1947.149.2.355

22. Beyer KH, Russo HF, Tillson EK, Miller AK, Verwey WF, et al. ‘Benemid,’ p-(di-n-propylsulfamyl)-benzoic acid; its renal affinity and its elimination. Am J Physiol. 1951;166(3):625–40. https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1951.166.3.625

23. Lopez-Nieto CE, You G, Barros EJG, Beier DR, Nigam SK. Molecular cloning and characterization of a novel transport protein with very high expression in the kidney. J Am Soc Nephrol. 1996;7:1301.

24. Goa KL, Noble S. Panipenem/betamipron. Drugs. 2003;63(9):91325; discussion 926. https://doi.org/10.2165/00003495-20036309000005

25. Payne LE, Gagnon DJ, Riker RR, Seder DB, Glisic EK, Morris JG, et al. Cefepime-induced neurotoxicity: a systematic review. Crit Care. 2017;21(1):276. https://doi.org/10.1186/s13054-017-1856-1

26. Wallace KL. Antibiotic-induced convulsions. Crit Care Clin. 1997;13(4),741–62. https://doi.org/10.1016/s0749-0704(05)70367-5

27. Miller AD, Ball AM, Bookstaver PB, Dornblaser EK, Bennett CL. Epileptogenic potential of carbapenem agents: mechanism of action, seizure rates, and clinical considerations. Pharmacotherapy. 2011;31(4):408–23. https://doi.org/10.1592/phco.31.4.408

28. Tune BM. Nephrotoxicity of beta-lactam antibiotics: mechanisms and strategies for prevention. Pediatr Nephrol. 1997;11(6):768–72. https://doi.org/10.1007/s004670050386

29. Imani S, Buscher H, Marriott D, Gentili S, Sandaradura I. Too much of a good thing: a retrospective study of β-lactam concentration–toxicity relationships. J Antimicrob Chemother. 2017;72(10):2891–7. https://doi.org/10.1093/jac/dkx209

30. Hirouchi Y, Naganuma H, Kawahara Y, Okada R, Kamiya A, Inui K, Hori R. Preventive effect of betamipron on nephrotoxicity and uptake of carbapenems in rabbit renal cortex. Jpn J Pharmacol. 1994;66(1):1–6. https://doi.org/10.1254/jjp.66.1

31. Kim SH, Kim WB, Kwon JW, Lee MG. Nephroprotective effect of betamipron on a new carbapenem, in rabbits. Biopharm Drug Dispos. 1999;20(3):125–9. https://doi.org/10.1002/(sici)1099-081x(199904)20:3<125::aid-bdd163>3.0.co;2-v

32. Huo X, Meng Q, Wang C, Zhu Y, Liu Z, Ma X. Cilastatin protects against imipenem-induced nephrotoxicity via inhibition of renal organic anion transporters (OATs). Acta Pharm Sin B. 2019;9(5):986–96. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2019.02.005

33. Yamazaki I, Shirakawa Y, Fugono T. Comparison of the renal excretory mechanisms of cefmenoxime and other cephalosporins: effect of para-aminohippurate on renal clearance and intrarenal distribution of cephalosporins in rabbits. J Antibiot (Tokyo). 1981;34(11):1476–85. https://doi.org/10.7164/antibiotics.34.1476

34. Saitoh H, Oda M, Gyotoku T, Kobayashi M, Fujisaki H, Sekikawa H. A beneficial interaction between imipenem and piperacillin possibly through their renal excretory process. Biol Pharm Bull. 2006;29(12):2519–22. https://doi.org/10.1248/bpb.29.2519

35. Jung KY, Takeda M, Shimoda M, Narikawa S, Tojo A, Kim DK, et al. Involvement of rat organic anion transporter 3 (rOAT3) in cephaloridine-induced nephrotoxicity: in comparison with rOAT1. Life Sci. 2002;70(16):1861–74. https://doi.org/10.1016/s00243205(02)01500-x

36. Jariyawat S, Sekine T, Takeda M, Apiwattanakul N, Kanai Y, Sophasan S, et al. The interaction and transport of beta-lactam antibiotics with the cloned rat renal organic anion transporter 1. J Pharmacol Exp Ther. 1999;290(2):672–7. PMID: 10411577

37. Takeda M, Narikawa S, Hosoyamada M, Cha SH, Sekine T, Endou H. Characterization of organic anion transport inhibitors using cells stably expressing human organic anion transporters. Eur J Pharmacol. 2001;419(2–3):113–20. https://doi.org/10.1016/s00142999(01)00962-1

38. Deguchi T, Kusuhara H, Takadate A, Endou H, Otagiri M, Sugiyama Y. Characterization of uremic toxin transport by organic anion transporters in the kidney. Kidney Int. 2004;65(1):162–74. https://doi.org/10.1111/j.1523-1755.2004.00354.x

39. Shibayama T, Sugiyama D, Kamiyama E, Tokui T, Hirota T, Ikeda T. Characterization of CS-023 (RO4908463), a novel parenteral carbapenem antibiotic, and meropenem as substrates of human renal transporters. Drug Metab Pharmacokinet. 2007;22(1):41–7. https://doi.org/10.2133/dmpk.22.41

40. Ivanyuk A, Livio F, Biollaz J, Buclin T. Renal drug transporters and drug interactions. Clin Pharmacokinet. 2017;56(8):825–92. https://doi.org/10.1007/s40262-017-0506-8

41. Ye J, Liu Q, Wang C, Meng Q, Sun H, Peng J, et al. Benzylpenicillin inhibits the renal excretion of acyclovir by OAT1 and OAT3. Pharmacol Rep. 2013;65(2):505–12. https://doi.org/10.1016/s17341140(13)71026-0

42. Chen J, Terada T, Ogasawara K, Katsura T, Inui K. Adaptive responses of renal organic anion transporter 3 (OAT3) during cholestasis. Am J Physiol Renal Physiol. 2008;295(1):F247–52. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00139.2008

43. Katsube T, Miyazaki S, Narukawa Y, Hernandez-Illas M, Wajima T. Drug-drug interaction of cefiderocol, a siderophore cephalosporin, via human drug transporters. Eur J Clin Pharmacol. 2018;74(7):931–8. https://doi.org/10.1007/s00228-018-2458-9

44. Fleck C, Hilger R, Jurkutat S, Karge E, Merkel U, Schimske A, Schubert J. Ex vivo stimulation of renal transport of the cytostatic drugs methotrexate, cisplatin, topotecan (Hycamtin) and raltitrexed (Tomudex) by dexamethasone, T3 and EGF in intact human and rat kidney tissue and in human renal cell carcinoma. Urol Res. 2002;30(4):256–62. https://doi.org/10.1007/s00240-002-0265-2


Для цитирования:


Мазеркина И.А., Евтеев В.А., Прокофьев А.Б., Муслимова О.В., Демченкова Е.Ю. β-лактамные антибиотики – межлекарственное взаимодействие на уровне транспортеров органических анионов ОАТ1 и ОАТ3. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020;10(3):177-183. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-3-177-183

For citation:


Mazerkina I.A., Evteev V.A., Prokofiev A.B., Muslimova O.V., Demchenkova E.Yu. β-Lactam Antibiotics—Drug-Drug Interaction Mediated by Organic Anion Transporters OAT1 and OAT3. The Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2020;10(3):177-183. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-3-177-183

Просмотров: 93


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1991-2919 (Print)
ISSN 2619-1172 (Online)