Исследования проницаемости на клетках Caco-2 для оценки всасывания лекарственных средств

Клетки Caco-2 представляют собой линию раковых клеток эпителия толстой кишки человека, которую используют как модель кишечного всасывания лекарственных средств и других соединений. При культивировании в виде монослоя клетки Caco-2 дифференцируются и формируют плотные контакты, что позволяет моделировать парацеллюлярное перемещение соединений через монослой. Кроме того, клетки Caco-2 экспрессируют белки-переносчики, белки эффлюкса и ферменты конъюгации II фазы, благодаря чему можно моделировать различные трансцеллюлярные пути, а также метаболическую трансформацию исследуемых веществ. Во многих отношениях монослой клеток Caco-2 имитирует эпителий кишечника человека. Одно из функциональных различий между нормальными клетками и клетками Caco-2 заключается в отсутствии экспрессии изоформ цитохрома P450, в частности CYP3A4, который в норме экспрессируется в кишечнике на высоком уровне. Однако экспрессию CYP3A4 в клетках Caco-2 можно усилить обработкой витамином D3. Монослои клеток Caco-2 обычно культивируют на полупроницаемых пластиковых мембранах, которые устанавливают в лунки многолуночных культуральных планшетов. Затем исследуемые соединения добавляют либо с апикальной, либо с базолатеральной стороны монослоя. После инкубации в течение различного времени из противоположных камер отбирают аликвоты буфера для определения концентрации исследуемых соединений и расчёта скорости проницаемости каждого соединения — так называемого кажущегося коэффициента проницаемости. Хотя в первых исследованиях монослоя клеток Caco-2 использовали радиомеченные соединения, в большинстве лабораторий их заменили жидкостной хроматографией с масс-спектрометрией (LC-MS) и жидкостной хроматографией с тандемной масс-спектрометрией (LC-MS-MS). Масс-спектрометрия не только устраняет необходимость в радиомеченных соединениях, но и позволяет одновременно измерять несколько соединений. Измерение нескольких соединений в одном исследовании сокращает число необходимых инкубаций и тем самым повышает пропускную способность экспериментов. Кроме того, LC-MS и LC-MS-MS расширяют возможности исследований на клетках Caco-2, облегчая изучение метаболизма соединений этими клетками.