CYP3A4 inhibice Jako cytochrom P-450 je označována rozsáhlá "rodina" hematoproteinových oxidáz, fylogeneticky velmi starých enzymů (jsou přítomny už u archebakterií), jejichž funkcí je oxidace substrátů na hydrofilnější produkty obvykle vhodné ke konjugaci. Označení „P-450“ je pak odvozeno od maxima absorpčního spektra komplexu enzymu s oxidem uhelnatým (450 nm). Isoenzym cytochromu P-450 3A4 (CYP3A4) hraje jednu z nejvýznamnějších rolí při metabolismu léčiv (v rámci tzv. biotransformace 1. fáze), neboť prostřednictvím tohoto isoenzymu je metabolizováno každé třetí léčivo, které se v klinické praxi používá (viz obrázek č. 2). CYP3A4 je exprimován v řadě tkání, klinicky významná je přítomnost jeho aktivity zejména v enterocytu (tenké střevo) a hepatocytu (játra). Je-li léčivo metabolizováno prostřednictvím konkrétního enzymu, jedná se o tzv. substrát enzymu. O citlivém substrátu se pak hovoří za situace, kdy se léčivo kompletně biotransformuje pouze jednou cestou (prostřednictvím jednoho enzymu), nebo v případě, že jeden enzym hraje v biotransformaci léčiva naprosto dominantní roli. Obvykle jsou totiž léčiva biotransformována dvěma nebo i více enzymy a ovlivnění jednoho z těchto enzymů má jen malý nebo dokonce zcela zanedbatelný vliv na osud léčiva v organismu. Čím je léčivo méně biotransformováno (zejména presystémově v enterocytu v případě perorálně podávaných léčiv), tím méně citlivým substrátem je. Málo citlivým substrátem CYP3A4 je např. kortikoid prednisolon (relativně malý biotransformovaný podíl) nebo opioid oxykodon (vedle CYP3A4 se biotransformuje na CYP2D6). Citlivým substrátem CYP3A4 je např. benzodiazepin midazolam nebo opioid alfentanil, které se prakticky kompletně biotransformují prostřednictvím isoenzymů CYP3A4 a CYP3A5. Z důvodu vysoké citlivosti vůči CYP3A4 se midazolam používá jako léčivo, u nějž se zkoumá inhibiční, případně indukční potenciál na CYP3A4 u nově vyvíjených léčiv (viz obrázek č. 5). Ještě citlivějším substrátem CYP3A4 je pak např. opioid tilidin, který se téměř kompletně biotransformuje a to výhradně prostřednictvím CYP3A4. Hlavním důsledkem rozdílů v citlivosti substrátu je rozsah změn farmakokinetických parametrů léčiva při jeho kombinaci s příslušným inhibitorem (nebo i induktorem) daného enzymu.
25000%
19 276%
20000%
15000%
10000%
5000% 34%
261%
607%
840%
prednisolon
oxykodon
alfentanyl
midazolam
0% tilidin
Inhibice CYP3A4 léčivy nebo některými látkami obsaženými v potravě (např. rajčata) či nápojích (např. zelený čaj) či rostlinách (např. Schizandra chinensis nebo Schizandra sphenanthera) je obvykle reverzibilní a trvá jen několik hodin. V případě neaktivního metabolitu idelalisibu (GS-563117) se však jedná o inhibici irreverzibilní, trvající více než 24 hodin (do syntézy nového enzymu). V případě látek obsažených v grapefruitové šťávě se jedná o částečně irreverzibilní inhibici CYP3A4 (trvající cca 24 hodin). To je důležité z hlediska časování podávání jednotlivých léčiv, je-li podán inhibitor po podání substrátu a jeli před podáním další dávky substrátu dostatečný časový odstup, je léková interakce (docházíli k ní vůbec) obvykle významně méně závažná, než v případě současného podání nebo v případě podání substrátu po podání inhibitoru. Z praktického hlediska se inhibitory CYP3A4 rozděluji na silné, středně silné a slabé (viz obrázek č. 6). Silné inhibitory CYP3A4 při současném podání s vhodným substrátem (obvykle midazolamem nebo někdy s triazolamem, alprazolamem nebo se simvastatinem) zvyšují expozici tomuto substrátu nejméně 5násobně (respektive snižují clearance tohoto substrátu o nejméně 80 %). Středně silné inhibitory CYP3A4 pak vedou k ≥2násobnému zvýšení ale <5násobnému zvýšení expozice příslušného substrátu. Slabé inhibitory CYP3A4 vedou k ≥1,25násobnému zvýšení ale <2násobnému zvýšení expozice příslušného substrátu. Míra expozice (obvykle vyjadřovaná jako velikost plochy pod křivkou) je důsledkem mnoha faktorů, jako je tělesná hmotnost, pohlaví, věk, enzymová aktivita, enzymový polymorfismus a pochopitelně dávka. Pro většinu léčiv, v rozpětí určitých dávek, platí, že míra expozice léčivu je přímo úměrná jeho podané dávce. Zvýšení expozice léčivu na dvojnásobek v důsledku lékové interakce, velmi zjednodušeně řečeno, simuluje situaci, jako by byla podána dvojnásobná dávka. Pokud by bylo reálné, že desetinásobné zvýšení expozice léčivu, odpovídá desetinásobné dávce (v těchto rozpětích dávek již závislost expozice na dávce obvykle není lineární), pak by podání silného inhibitoru CYP3A4 (ketokonazolu) se simvastatinem, které vede ke zvýšení expozice o 1 145 % odpovídalo podání přibližně jedenáctinásobné dávky. Vzhledem k tomu, že by takovou dávku simvastatinu nepochybně nikdo neindikoval, je třeba v případech rozsáhlých změn farmakokinetických parametrů být velmi opatrný a tam, kde je to výslovně doporučeno, příslušnou kombinaci vůbec nepoužívat. Zajímavé přitom je, že grapefruitová šťáva, je-li podávání v relativně nevelkém množství (200 ml 3krát denně po dobu 2 dnů) vede ke zvýšení expozice simvastatinu v ještě větším rozsahu než v případě silného inhibitoru CYP3A4 ketokonazolu, a to konkrétně o 1 250 %. Mezi silné inhibitory CYP3A4 (viz obrázek č. 9) patří některá makrolidová antibiotika: klarithromycin a telithromycin (dále již v klinické praxi nepoužívané josamycin a troleandomycin), azolová antimykotika: ketokonazol, mikonazol, itrakonazol, vorikonazol a posakonazol, antiretrovirotika: ritonavir, indinavir, nelfinavir, saquinavir, lopinavir, atazanavir, darunavir, tipranavir, kobicistat, léčiva používaná při terapii hepatitidy typu C: boceprevir a telapravir a některá další léčiva: idelalisib, mifepriston a již neregistrované nefazodon a mibefradil. Mezi středně silné inhibitory CYP3A4 (viz obrázek č. 10) patří verapamil, diltiazem, dronedaron, aprepitant, fosamprenavir, flukonazol, grapefruitová šťáva, ciprofloxacin, tofisopam, isavukonazol, krizotinib, nilotinib, imatinib, netupitant a neregistrované amprenavir, erythromycin a konivaptan.
Mezi slabé inhibitory CYP3A4 patří alprazolam, amiodaron, amlodipin, atorvastatin, bikalutamid, cilostazol, cimetidin, ciklosporin, fluoxetin, fluvoxamin, isoniazid, nilotinib, kombinovaná perorální kontraceptiva, ranolazin, tikagrelor, propiverin, chlorzoxazon, ivakaftor a simeprevir. Je obtížně predikovat výsledek současného podávání substrátu s více slabými nebo středně silnými inhibitory. V této oblasti nebyly dosud provedeny žádné relevantní studie s výjimkou inhibitorů retrovirových proteáz, kde se řada léčiv podává současně se silným inhibitorem CYP3A4 ritonavirem, který má též antiretrovirovou aktivitu, nebo kobicistatem, který není antiretrovirově účinný. V případě obou léčiv existují jak fixní kombinace, tak možnost samostatného současného podávání příslušných léčiv). Expozice atorvastatinu je současným podáváním ritonaviru zvýšena o 293 %. Atorvastatin je substrát CYP3A4 a ritonavir je silný inhibitor CYP3A4. Současné podávání slabého inhibitoru CYP3A4 tipranaviru v kombinaci se silnými inhibitorem CYP3A4 ritonavirem vede ke zvýšené expozice atorvastatinu o 836 %, tedy téměř třikrát vyšší expozici ve srovnání s podáním samotného ritonaviru. Situace současného podávání několika inhibitorů je relativně často popisována v kasuistikách, které referují o výskytu různých nežádoucích účinků, např. rhabdomyolýzy při podávání simvastatinu současně s ciprofloxacinem (středně silný inhibitor CYP3A4) a amlodipinem (slabý inhibitor CYP3A4). Na druhou stanu byla popsána kasuistika rhabdomyolýzy při současném podávání atorvastatinu s tikagrelorem, který je jen slabým inhibitorem CYP3A4. „Síla“ inhibitorů CYP3A4 je, mimo jiné, dána výší jejich podávané dávky. Ve speciálně designované studii provedené u zdravých dobrovolníků bylo prokázáno, že již minimální dávky silného inhibitoru mají poměrně významný inhibiční efekt, který se projevuje především inhibicí CYP3A4 v enterocytu, čímž dochází k ovlivnění presystémové biotransformace léčiva. Jakmile jsou systémové koncentrace inhibitoru dostatečné k navození inhibice v hepatocytu (v případě ritonaviru na obrázku č. 11 je od dávky 10 mg výše) dojde k významnějšímu nárůstu expozice ovlivněním systémové biotransformace. To je významné zejména pro lékové interakce, do nichž vstupují léčivé rostliny, jejich extrakty nebo potraviny či nápoje. Relativně nízké množství obsahových látek je přesto způsobilý vyvolat lékovou interakci ovlivněním presystémové biotransformace (nebo transportu léčiva – viz heslo inhibice OATP).
1000% 900% 800%
silný inhibitor
700% 600% 500% 400% 300% 200% 100%
300 mg
100 mg
30 mg
10 mg
3 mg
1 mg
0,1 mg
0%
Tak jak se objevují lékové interakce, na jejich vzniku se podílí současné podávání více inhibitorů CYP3A4, byla v minulosti věnována pozornost objasnění procesů, ke kterým dochází při současném podávání substrátu s inhibitorem CYP3A4 a induktorem CYP3A4. V tomto případě je třeba vycházet ze skutečnosti, že určitá fyziologická aktivita enzymu je inhibitovatelná podáním dostatečné dávky inhibitoru (viz obrázek č. 11). Je-li dostatečně dlouho podáván induktor (viz heslo CYP3A4 indukce) dochází ke zvýšení exprese CYP3A4 a aktivita tohoto isoenzymu cytochromu P-450 se zvyšuje až na násobky. Podání inhibitoru za situace zvýšené aktivity určitě povede k inhibici, rozhodně nedojde k „vzájemnému vyrušení“ inhibice a indukce, jak se mnozí domnívají. Přerušením podávání inhibitoru dojde k obnovení zvýšené enzymové aktivity (neboť inhibitory CYP3A4 jsou obvykle reverzibilní). Naopak po dobu současného podávání inhibitoru i induktoru se bude vždy uplatňovat inhibiční aktivita (viz obrázek č. 12).
3 500
3 000
clearance
2 500
2 000
induktor
1 500
1 000
inhibitor 500
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Jediná dávka inhibitoru je schopná „eliminovat“ naindukovanou zvýšenou aktivitu enzymu (viz obrázek č. 13). 4 000 3 500
inhibitor
3 000
clerance
2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
K indukci dochází pozvolna během prvních dnů jejich podávání, maxima indukce je dosahováno obvykle mezi 5.-7. dnem jejich podávání. Ukončení podávání induktoru neznamená ukončení zvýšené enzymové aktivita, neboť ta se snižuje pozvolna v průběhu několika, obvykle 5 až 10 dnů.
