Roles of ABC transporters in the pharmacokinetic variability of direct oral anticoagulants : in vitro approach
Rôles des transporteurs ABC dans la variabilité pharmacocinétique des anticoagulants oraux directs : approche in vitro
Résumé
The replacement of VKAs by DOACs is increasing, due to less constraining use for the patient and lower intra- and interindividual variability. Contrary to VKAs, DOACs are substrates of efflux pumps. These transporters are involved in the pharmacokinetics of DOACs, particularly in their absorption and both biliary and renal elimination. This work aimed to evaluate in vitro the role of P-gp and BCRP transporters in the pharmacokinetic variability of rivaroxaban, a direct specific activated factor X inhibitor. The first study focused on the interaction between riociguat and two DOACs, apixaban and rivaroxaban. The IC50 estimate highlighted the ability of the transfected MDCK cell models to detect the inhibition of BCRP-mediated efflux of both DOACs by riociguat, although this inhibition was not sufficiently strong to be clinically relevant. The second study focused on factors that could affect the results of in vitro rivaroxaban transport studies, in particular the expression levels of ABC transporters. Mass spectrometry analysis revealed a higher expression of P-gp and BCRP in transfected MDCK cells but also a different expression of transporters between two Caco-2 models coming from a different cell bank. Rivaroxaban efflux ratios and IC50s of specific inhibitors were correlated with the quantity of transporters detected in the different cell models. The third study was based on the development of an in vitro mode] of hepatic transport using the HepaRG cell line. HepaRG cells had characteristics similar to in vivo hepatocytes, particularly expression of functional canalicular efflux transporters which are involved in the biliary secretion of rivaroxaban. Accumulation studies showed that rivaroxaban was a substrate of hepatic efflux transporters and that canalicular secretion decreased in the presence of P-gp and BCRP inhibitors. Finally, in vitro cell models highlight the involvement of two efflux transporters, P-gp and BCRP, at the intestinal, renal and hepatic levels in the disposition of rivaroxaban, and that this transport can contribute to the pharmacokinetic variabilitv of rivaroxaban.
La prescription des AOD en remplacement des AVK est de plus en plus importante, du fait d'une utilisation moins contraignante pour le patient et d'une plus faible variabilité intra- et interindividuelle. Contrairement aux AVK, les AOD sont des substrats des pompes d'efflux. Ces transporteurs sont impliqués dans la pharmacocinétique des AOD, particulièrement dans leur absorption et dans leur élimination biliaire et rénale. L'objectif de ce travail de thèse a été d'évaluer in vitro le rôle des transporteurs P-gp et BCRP dans la variabilité pharmacocinétique du rivaroxaban, un inhibiteur direct du facteur Xa, La première étude a été axée sur l'étude d'une interaction entre le riociguat et deux AOD, l'apixaban et le rivaroxaban. L'estimation des IC50 a révélé la capacité des modèles cellulaires MDCK transfectés à détecter une inhibition de l'efflux lié à BCRP des deux AOD par le riociguat, bien que cette inhibition ne soit pas assez puissante pour être cliniquement pertinente. La seconde étude était centrée sur l'étude des facteurs pouvant faire varier les résultats des études de transport du rivaroxaban obtenus in vitro, en particulier la quantité des transporteurs ABC. Un analyse en spectrométrie de masse a révélé une expression plus élevée de P-gp et BCRP dans les cellules MDCK transfectées mais aussi une différence d'expression des transporteurs entre deux lignées Caco-2 issues d'une banque cellulaire différente. Les ratios d'efflux du rivaroxaban et les IC50 des inhibiteurs spécifiques étaient corrélés à la quantité de transporteurs mesurée dans les différents modèles. La troisième étude était basée sur la mise en place d'un modèle d'étude in vitro du transport hépatique, grâce à la lignée HepaRG. Ces cellules présentent des caractéristiques semblables aux hépatocytes in vivo, en particulier l'expression de transporteurs d'efflux fonctionnels au pôle canaliculaire, impliqués dans l'efflux biliaire du rivaroxaban. Des études d'accumulation ont démontré une prise en charge du rivaroxaban par les transporteurs d'efflux hépatiques, ainsi qu'une diminution de l'efflux dans les canalicules biliaires en présence d'inhibiteurs de P-gp et BCRP. Finalement, les modèles cellulaires in vitro démontrent que le rivaroxaban est pris en charge par deux transporteurs d'efflux, P-gp et BCRP, au niveau intestinal, rénal et hépatique, et que ce transport peut contribuer à la variabilité pharmacocinétique du rivaroxaban.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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