Vegetative polysaccharides: new target and direction of clinical use

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

P-glycoprotein (Pgp, ABCB1-protein) is a membrane efflux protein transporter located in hepatocytes, enterocytes, epithelial cells of the proximal renal tubules, histogematic barriers, and also in tumor cells, which releases the substrates from cells and plays an important role in pharmacokinetics of drugs. Inhibition of Pgp functional activity is promising for increasing the effectiveness of drug treatment of oncological diseases and pharmacoresistant epilepsy, but today no synthetic inhibitor of the transporter can be used in clinical practice because of side effects development. The aim of this review is to prove the relevance to use polysaccharides of plant origin, their derivatives and chemical modifications as effective, safe and cost-effective inhibitors of the transporter protein. The article describes the chemical structure of Pgp substrates and inhibitors, the ability to predict the drugs belonging to the transporter protein substrates or inhibitors. Some results of investigations of the belonging of oligo- and polysaccharides to Pgp substrates and inhibitors are presented. They are premises for carrying out appropriate experiments for polysaccharides of plant origin both in vitro and in vivo.

About the authors

Ivan V. Chernykh

Ryazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: ivchernykh88@mail.ru

PhD (Pharmacology), Assistant Professor, Department of General and Pharmaceutic Chemistry

Russian Federation, Ryazan

Alexey V. Shchulkin

Ryazan State Medical University

Email: alekseyshulkin@rambler.ru

PhD (Pharmacology), Assistant Professor, Department of Pharmacology and Pharmacy

Russian Federation, Ryazan

Natalya M. Popova

Ryazan State Medical University

Email: p34-66@yandex.ru

PhD (Pharmacology), Senior Lecturer, Department of Pharmacology and Pharmacy

Russian Federation, Ryazan

Ekaterina E. Kirichenko

Ryazan State Medical University

Email: ekaterinakir2013@yandex.ru

PhD (Pharmacology), Assistant Professor, Department of General and Pharmaceutic Chemistry

Russian Federation, Ryazan

Elena N. Yakusheva

Ryazan State Medical University

Email: e.yakusheva@rzgmu.ru

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Head and Professor, Department of Pharmacology and Pharmacy

Russian Federation, Ryazan

References

  1. Кукес В.Г., Грачев С.В., Сычев Д.А., Раменская Г.В. Метаболизм лекарственных средств. Научные основы персонализованной медицины: руководство для врачей. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. [Kukes VG, Grachev SV, Sychev DA, Ramenskaya GV. Metabolizm lekarstvennykh sredstv. Nauchnye osnovy personalizovannoy meditsiny: rukovodstvo dlya vrachey. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. (In Russ.)]
  2. Якушева Е.Н., Черных И.В., Щулькин А.В., Гацанога М.В. Методика определения принадлежности лекарственных средств к числу субстратов гликопротеина-P // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. - 2015. - № 3. - С. 49-53. [Yakusheva EN, Chernykh IV, Shchul’kin AV, Gatsanoga MV. Methods of identification of drugs as P-glycoprotein substrates. Rossiiskii mediko-biologicheskii vestnik. 2015;(3):49-53. (In Russ.)]
  3. Ozols RF, Cunnion RE, Klecker RW, Jr., et al. Verapamil and adriamycin in the treatment of drug-resistant ovarian cancer patients. J Clin Oncol. 1987;5(4):641-647. doi: 10.1200/JCO.1987.5.4.641.
  4. Tournier N, Saba W, Cisternino S, et al. Effects of selected OATP and/or ABC transporter inhibitors on the brain and whole-body distribution of glyburide. AAPS J. 2013;15(4):1082-1090. doi: 10.1208/s12248-013-9514-2.
  5. Yang Z, Vakkalagadda B, Shen G, et al. Inhibitory effect of ketoconazole on the pharmacokinetics of a multireceptor tyrosine kinase inhibitor BMS-690514 in healthy participants: assessing the mechanism of the interaction with physiologically-based pharmacokinetic simulations. J Clin Pharmacol. 2013;53(2):217-227. doi: 10.1177/0091270012439208.
  6. Gottesman MM. Mechanisms of cancer drug resistance. Annu Rev Med. 2002;53:615-627. doi: 10.1146/annurev.med.53.082901.103929.
  7. Pusztai L, Wagner P, Ibrahim N, et al. Phase II study of tariquidar, a selective P-glycoprotein inhibitor, in patients with chemotherapy-resistant, advanced breast carcinoma. Cancer. 2005;104(4):682-691. doi: 10.1002/cncr.21227.
  8. Щулькин А.В., Черных И.В., Попова Н.М., Якушева Е.Н. Современные аспекты фитотерапии // Фармация. - 2016. - № 6. - С. 3-6. [Shchul’kin AV, Chernykh IV, Popova NM, Yakusheva EN. Phytotherapy: current aspects. Farmatsiia. 2016;(6):3-6. (In Russ.)]
  9. Щулькин А.В., Попова Н.М., Черных И.В. Оригинальные и воспроизведенные лекарственные препараты: современное состояние проблемы // Наука молодых - Eruditio Juvenium. - 2016. - № 2. - С. 30-35. [Shchul’kin AV, Popova NM, Chernykh IV. The original and generic drugs: current state of the problem. Nauka molodykh - Eruditio Juvenium. 2016;(2):30-35. (In Russ.)]
  10. Крыжановский С.П., Богданович Л.Н., Беседнова Н.Н., и др. Гиполипидемические и противовоспалительные эффекты полисахаридов морских бурых водорослей у пациентов с дислипидемией // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 10. - С. 93-100. [Kryzhanovskiy SP, Bogdanovich LN, Besednova NN, et al. Hypolipidemic and anti-inflammatory effects of polysaccharides marine brown kelps in patients with dyslipidemia. Fundamental research. 2014;(10):93-100. (In Russ.)]
  11. Seelig A, Landwojtowicz E. Structure-activity relationship of P-glycoprotein substrates and modifiers. Eur J Pharm Sci. 2000;12(1):31-40. doi: 10.1016/S0928-0987(00)00177-9.
  12. Poongavanam V, Haider N, Ecker GF. Fingerprint-based in silico models for the prediction of P-glycoprotein substrates and inhibitors. Bioorg Med Chem. 2012;20(18):5388-95. doi: 10.1016/j.bmc.2012.03.045.
  13. Garrigos M, Mir LM, Orlowski S. Competitive and non-competitive inhibition of the multidrug-resistance-associated P-glycoprotein ATPase - further experimental evidence for a multisite model. Eur J Biochem. 1997;244(2):664-73. doi: 10.1111/j.1432-1033.1997.00664.x.
  14. Cheng JW, Zhang LJ, Hou YQ, et al. Association between MDR1 C3435T polymorphism and refractory epilepsy in the Chinese population: a systematic review and meta-analysis. Epilepsy Behav. 2014;36:173-179. doi: 10.1016/j.yebeh.2014.05.007.
  15. Angelini A, Di Febbo C, Ciofani G, et al. Inhibition of P-glycoprotein-mediated multidrug resistance by unfractionated heparin: a new potential chemosensitizer for cancer therapy. Cancer Biol Ther. 2005;4(3):313-317. doi: 10.4161/cbt.4.3.1503.
  16. Cruz-Morales S, Castaneda-Gomez J, Rosas-Ramirez D, et al. Resin Glycosides from Ipomoea alba Seeds as Potential Chemosensitizers in Breast Carcinoma Cells. J Nat Prod. 2016;79(12):3093-3104. doi: 10.1021/acs.jnatprod.6b00782.
  17. Baek JS, Cho CW. 2-Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin-modified SLN of paclitaxel for overcoming P-glycoprotein function in multidrug-resistant breast cancer cells. J Pharm Pharmacol. 2013;65(1):72-78. doi: 10.1111/j.2042-7158.2012.01578.x.
  18. Kobayashi E, Iyer AK, Hornicek FJ, et al. Lipid-functionalized dextran nanosystems to overcome multidrug resistance in cancer: a pilot study. Clin Orthop Relat Res. 2013;471(3):915-925. doi: 10.1007/s11999-012-2610-2.
  19. Slomiany MG, Grass GD, Robertson AD, et al. Hyaluronan, CD44, and emmprin regulate lactate efflux and membrane localization of monocarboxylate transporters in human breast carcinoma cells. Cancer Res. 2009;69(4):1293-1301. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-08-2491.
  20. Fenyvesi F, Fenyvesi E, Szente L, et al. P-glycoprotein inhibition by membrane cholesterol modulation. Eur J Pharm Sci. 2008;34(4-5):236-242. doi: 10.1016/j.ejps.2008.04.005.
  21. Енгалычева Е.Е., Якушева Е.Н., Сычев И.А., Щулькин А.В. Изучение гепатопротекторной активности полисахаридного комплекса цветков пижмы обыкновенной // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. - 2015. - № 2. - С. 50-55. [Engalycheva EE, Yakusheva EN, Sychev IA, Shchul’kin AV. Study of hepatoprotective activity of flowers Tansy polysaccharide complex. Rossiiskii mediko-biologicheskii vestnik. 2015;(2):50-55. (In Russ.)]

Copyright (c) 2018 Chernykh I.V., Shchulkin A.V., Popova N.M., Kirichenko E.E., Yakusheva E.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».