Tekst: Gøril Eide Flaten, Ph.D., Institutt for farmasi, Avdeling for
legemiddelteknologi og biofarmasi, Universitetet i Tromsø

Biotilgjengeligheten til et virkestoff som administreres peroralt bestemmes hovedsakelig avløselighet samt permeabilitet gjennom tarmveggen. I dagens legemiddelforskning utvikles et stort antall nye virkestoffkandidater, og det er av vesentlig interesse å kunne forutsi deres permeabilitet over tarmveggen slik at man tidlig kan peke ut de beste kandidater og allokere ressurser til de mest lovende prosjektene. For å muliggjøre hurtig screening av permeabilitetsegenskapene til et stort antall nye kjemiske forbindelser i forskning og utvikling av nye legemidler trengs effektive metoder.

Ny screeningmodell

Vi har utviklet en ny screeningmodell bestående av en tett barriere av liposomer på et filtermateriale. Ideen er at liposomene skal fungere som enkle modeller for celler og at en ved å lage en tett barriere av dem kan se for seg en kunstig tarmmembran. Barrieren fremstilles ved at man først sentrifugerer små liposomer ned i porene på filtret, før man legger et lag med større liposomer oppå filteret. En påfølgende syklus med frysing og tining gjør at liposomene delvis smelter sammen slik at barrierene blir tette. En skjematisk tegning av hvordan barrieren kan se ut er gitt i figur 1.


Figur 1. Skjematisk tegning av strukturen til den liposombaserte barrieren. Det rosa er filtermaterialet som fungerer som et skjelett, mens liposomer av to ulike størrelser finnes henholdsvis nede i porene (små unilamellære liposomer) og i et lag oppå filteret (større oligo-og/eller multilamellære liposomer).

Denne liposombaserte metoden har vist seg egnet til å bestemme virkestoffers passive permeabilitet over tarmmembranen. Rundt 80 prosent av de 22 virkestoffene vi undersøkte ble riktig klassifisert i henhold til hvordan de absorberes i mennesker. Vi har også sammenliknet vår modell med de screeningmodellene som oftest brukes i dag. Vår metode ser ut til å være en bedre eller like god modell for å bestemme absorpsjon i mennesker sammenliknet med PAMPA-modellen (artifisiell membran bestående av et filter med lipid i organisk løsningsmiddel), og sammenliknbar med den cellebaserte Caco-2-modellen.

Nyttig verktøy

I mage-tarmkanalen varierer pHen fra det svært sure miljøet i magesekken til mer basiske betingelser i siste del av tynntarm og i tykktarmen. Også innad i tynntarmen er det en del variasjoner. Det er derfor viktig at en modell som skal prediktere permeabilitet tåler de pH-betingelsene som man finner i tarmen. Testing av en substans' evne til å passere tarmveggen ved ulike pH-forhold er blant annet viktig siden mange virkestoff faktisk endrer permeabilitet ut fra hvilken pH omgivelsene har. En sustain release formulering frigir ofte virkestoff i hele tarmens lengde og det vil derfor være avgjørende å ha informasjon om permeabiliteten i hele forløpet.

Den liposombaserte modellen har vist seg å være stabil i et område mellom pH 2 og 8, ut fra uendret permeabilitet av en fluoresence markør, noe som gjør at en kan bruke den til å se på permeabiliteten av et virkestoff i ulike deler av tarmen. Permeabiliteten av en basisk og en sur forbindelse, henholdsvis metoprolol og naproxen, ble derfor studert ved pH 5,0, 6,2 og 7,4. Permeabiliteten til metoprolol økte med økende pH mens det motsatte var resultatet for naproxen. Dette viser at permeabiliteten over den liposombaserte barrieren ser ut til å øke med minkende grad av ionisering, og er i henhold til pH partisjonshypotesen. Modellen har dermed vist seg å være nyttig i forhold til å få innsikt i absorpsjon av virkestoff i de ulike segmentene av tarmen.

Liposommodellen ser altså lovende ut som en fremtidig screeningmetode for bestemmelse av nye virkestoffkandidaters evne til å passivt passere tarmbarrieren, og kan dermed bli et nyttig verktøy i forskning og utvikling av nye legemidler.

(Publisert i NFT nr. 12/2007 side 25.)