Enzimas do citocromo P450

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Enzimas do citocromo P450
As enzimas do citocromo P450 (CYP450, do inglês CY tochrome P ) são responsáveis ​​pelo metabolismo da maioria dos produtos químicos e dos medicamentos que entram no corpo humano. Os humanos têm aproximadamente 60 genes codificando o citocromo P. As enzimas do CYP450 encontram-se principalmente nos hepatócitos, onde ocorre o metabolismo dos medicamentos.
As substâncias químicas ou os medicamentos podem ser substratos, inibidores ou indutores das enzimas do citocromo P450. Os substratos são as substâncias metabolizadas pela enzima. Os inibidores diminuem a atividade enzimática, impedindo o metabolismo de seus substratos, e aumentando assim a concentração e o efeito do substrato. Os indutores, por outro lado, aumentam a atividade enzimática, acelerando o metabolismo de seus substratos e diminuindo assim a concentração e o efeito do substrato.[6]
As enzimas CYP1A2, CYP3A4, CYP2C9 e CYP2C19 são conhecidas por sofrerem alterações com o uso da maconha.[7,8]
CYP3A4
A enzima CYP3A4 participa do metabolismo do tetraidrocanabinol e do canabidiol.[7] Portanto, os inibidores da 3A4 podem aumentar as concentrações séricas desses canabinoides, enquanto que os indutores da 3A4 podem diminuir as concentrações séricas deles. Em um estudo realizado no Reino Unido, a rifampicina (indutora da 3A4) diminuiu em 40% a concentração do tetraidrocanabinol em e em 20% a do canabidiol. No mesmo estudo, o cetoconazol (inibidor da 3A4) aumentou em 20% a concentração do tetraidrocanabinol.[11] Espera-se que outros inibidores e indutores da 3A4 produzam um efeito semelhante.
Fortes indutores da enzima 3A4: carbamazepina, enzalutamida, fosfenitoína, fenobarbital, fenitoína, primidona, rifabutina, rifampina, rifapentina e erva-de-são-joão.
Fortes inibidores da enzima 3A4: claritromicina, darunavir, suco de toranja (grapefruit), itraconazol, cetoconazol, lopinavir, mifepristona, nefazodona, nelfinavir, ombitasvir, paritaprevir, ritonavir, posaconazol, saquinavir, telaprevir, telitromicina, verapamil e voriconazol.
FEITO DO SUMO DE LARANJA EM ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS E TRANSPORTADORES
Figura 1: Representação esquemática dos transportadores que atuam em conjunto para a eliminação de fármacos do organismos. (Dolton et al., 2012)
Enzimas do citocromo P450
    A família das enzimas do citocromo P450 é a responsável pelo metabolismo de fase I da maioria dos fármacos utilizados na clínica. Das várias isoformas, o CYP3A4 é a mais importante pois é responsável, na totalidade ou em parte, pelo metabolismo de mais de 50% dos fármacos usualmente prescritos. A inibição da CYP3A4 a nível entérico e/ou hepático vai aumentar a biodisponibilidade oral de fármacos que normalmente sofreriam um extenso efeito de primeira passagem. 
    
    Um vasto número de investigações in vitro reportaram a habilidade das furanocumarinas para inibir a atividade da CYP, tanto reversível como irreversivelmente. A bergamotina inibe múltiplas isoformas da enzima, incluindo, entre outras, a CYP1A2, CYP1B1, CYP2A6 e a CYP3A4. Diferenças notáveis entre as furanocumarinas, especialmente para a inibição da atividade da CYP3A4 foram demonstradas, sendo que a ordem da potência de inibição in vitro da atividade da CYP3A4 demonstrada foi a seguinte: 
Parasidinas > DHB > bergamotina > bergaptol (figura 2).
Figura 2: Inibição da atividade da CYP3A pela avaliação da hidroxilação do triazolam em microssomas em relação a concentrações variáveis de parisidina C, DHB, bergamotina e bergaptol. (Hanley et al., 2011)
    Outras equipas de investigação estudaram o papel das furanocumarinas na inibição da CYP:
A oxidação da nifedipina mediada pela CYP3A4 foi inibida pelas parisidinas, DHB e bergamotina com valores de IC50 de 3, 650 e 1500 nanomolar, respectivamente;
A hidroxilação da testosterona a concentrações de 20 µM mediada pela CYP3A4 foi inibida pela parasidina A, DHB, bergaptol e bergamotina, falhando apenas o bergaptol.
    Apesar de as furanocumarinas inibirem múltiplas isoenzimas in vitro, uma inibição clinicamente significativa pelo sumo de toranja apenas foi demonstrada inequivocamente para a CYP3A. Por exemplo, o sumo de toranja não interage com a teofilina (substrato da CYP1A2) ou varfarina (substrato da CYP2C9). 
    
    O sumo de toranja está entre os inibidores especiais da CYP3A, uma vez que, quando consumida em volumes usuais da dieta, apenas afeta a isoenzima entérica. Sendo assim, o sumo de toranja não terá impacto na farmacocinética de substratos da CYP3A quando administrados por via IV. 
   As furanocumarinas reduzem principalmente a atividade da CYP3A4 intestinal por três mecanismos (distintos, embora relacionados):
Inibição competitiva e reversível da CYP3A4;
Inibição irreversível;
Perda da enzima CYP3A4
    As furanocumarinas ligam-se irreversivelmente à CYP3A4 e inativam permanentemente a isoenzima. A duração desta inibição pode ser superior à inibição competitiva. uma vez que requer uma síntese de isoenzimas de novo para que a atividade seja reposta, sendo que este processo tem um tempo de semi-vida de aproximadamente 23 horas. 
 Polipéptidos orgânicos transportadores de aniões 
    Os polipéptidos orgânicos transportadores de aniões (OATPs) são uma família de proteínas envolvidas no transporte de ácidos biliares, hormonas e fármacos. Os OATPs podem ser encontrados em locais do organismo relevantes para a absorção, distribuição, metabolismo e excreção de fármacos. No intestino delgado, a OATP1A2 e OATP2B1 são as principais. 
    
    Estudos in vitro e in vivo indicam que os flavonóides são os constituintes do sumo de toranja principalmente responsáveis pela inibição do OATP. Os flavonóides são incapazes de inibir in vitro o uptake de sulfato de desidroepiandrosterona mediado pelo OATP1B1 em células HeLa. 
    O número de fármacos reportados cujo valor de AUC está reduzido na presença de sumo de toranja são limitados. A fexofenadina foi o primeiro fármaco a ser reportado por interagir com o OATP por inibição, sendo o que tem sido mais extensivamente estudado. Outros fármacos cuja biodisponibilidade é notavelmente reduzida pela ingestão de sumo de toranja são o celiprolol, talinolol, alisquireno e etopósido.
Glicoproteína-P
    A glicoproteína P (P-gp) é uma proteína transmembranar. A P-gp está localizada em várias partes do organismo, nomeadamente na membrana apical dos hepatócitos e enterócitos, onde serve como barreira para a absorção de fármacos, transportando-os para a bílis e lúmen intestinal, respetivamente.
    A maioria dos estudos in vitro demonstraram uma inibição da atividade da P-gp pelo sumo de toranja, extratos do sumo e constituintes do mesmo. No entanto, o uso de diferentes substratos da P-gp, concentrações de inibidor e sistema experimentais dificultaram a retirada de conclusões relativamente aos efeitos in vitro do sumo de toranja e os seus constituintes neste transportador. 
    A evidência que suporta a inibição in vivo da P-gp pelo sumo de toranja é limitada. Três estudos com amostras de biópsias intestinais demonstraram que a ingestão de sumo de toranja não altera a expressão de mRNA e proteínas da P-gp. 
    A ciclosporina é um conhecido substrato da P-gp/CYP3A. Inúmeros estudos têm se direcionado para examinar o efeito do sumo de toranja na disponibilidade da ciclosporina. No entanto, ainda não está inteiramente esclarecida a influência do sumo de toranja na inibição in vivo da atividade da P-gp, em grande parte devido ao fato de ainda não se ter encontrado o substrato ideal para este transportador. A maioria dos seus substratos são também metabolizados pela CYP3A,o que dificulta avaliar se quando os níveis de fármaco estão elevados devido à inibição da CYP3A ou da P-gp após a ingestão de sumo de toranja. Além disso, muitos dos fármacos não metabolizados pela CYP3A mas substratos da P-gp são transportados pelos OATPs. 
Esterases
    Estas enzimas estão presentes em vários tecidos corporais, incluindo alguns importantespara o metabolismo de fármacos, como o fígado e o intestino delgado. Para além disso, estas enzimas estão envolvidas na ativação de um elevado número de pró-fármacos usados na clínica.
    
    A hidrólise dos pró-fármacos como o enalapril e lovastatina parece estar reduzida após a ingestão de sumo de toranja. No entanto, atualmente, o efeito do sumo de toranja na atividade das esterases nos humanos ainda não está estabelecida. Dos dois pró-fármacos referidos, é importante ter em conta que a lovastatina é um substrato da CYP3A4, o que dificulta a caracterização do papel da inibição da esterase pelos constituintes do sumo de toranja.
Sulfotransferases
   As sulfotransferases estão envolvidas nas reações de metabolização de fase II - conjugação de xenobióticos e endobióticos. O SULT1A1 tem uma extensa distribuição tecidual e é a isoforma mais comum no fígado adulto. 
    O sumo de toranja inibe a atividade do SULT1A1 e SULT1A3 (elevada no intestino). Demonstrou-se que a sulfatação da ritodrina pela SULT1A1 diminuiu aproximadamente 50%, 90% e 100%, na presença de 1% 5% e 10% de sumo de toranja.Todavia, o potencial da inibição das sulfotransferases pelo sumo de toranja ainda não foi diretamente estudada em humanos.
Concluindo...
  
  Hoje em dia, as evidências clínicas para uma interação significativa do sumo de toranja com fármacos apenas existe para a CYP3A4 e OATPs (figura 3). 
    
Figura 3: Representação esquemática dos enterócitos. De notar que, após exposição a sumo de toranja, o uptake pelas OATPs e o metabolismo pela CYP3A estão potencialmente inibidos. Tanto esta inibição como a ação sob a atividade da P-gp influenciam a quantidade de fármaco que atinge a circulação portal; GFJ: sumo de toranja. (Hanley et al., 2011)
Assim sendo, o sumo de laranja apenas causará um interação relevante na CYP3A4 se todas as seguintes condições forem cumpridas:
o fármaco é administrado oralmente;
o fármaco é significativamente metabolizado pela CYP3A4;
o fármaco, numa situação normal, é alvo de um extenso efeito de primeira passagem pela CYP3A entérica.
  Como o efeito do sumo de laranja na CYP3A4 é irreversível, cerca de 3 dias serão necessários para repor a atividade enzimática após ingestão do sumo. 
    Os flavonóides são os principais responsáveis pela inibição dos OATPs. Ao contrário da CYP3A4, a inibição do OATP pelo sumo de toranja é de vida curta, sugerindo que a redução mediada pelo sumo de toranja na biodisponibilidade oral pode ser evitada separando a administração do fármaco da ingestão do sumo de toranja.
   
Interações entre o sumo de toranja e alguns substratos da CYP3A4
Figura 3: Interações entre o sumo de toranja e alguns substratos da CYP3A4 (Munting G., 2011)