Çeşitli hayvan modellerinde, vajina ve rektumdaki enzim bariyerlerinin değerlendirilmesi ve insan vajina değerleri ile karşılaştırılması

Abstract

ÖZET Günümüzde biyoteknoloji alanındaki gelişmelerin sonucu olarak peptit ve protein ilaçların üretimi ve tedavide kullanımı oldukça önem kazanmıştır. Ancak bu ilaçların hastaya sistemik verilişinde birçok problemle karşılaşılmaktadır. Peptit ve protein ilaçlar için parenteral yolun hasta açısından zor uygulanan bir yol olması nedeni ile nazal, rektal, bukkal ve vajinal yol gibi alternatif veriliş yolları araştırılmaktadır. Özellikle mukozal yollarla veriliş konusunda yoğun çalışmalar mevcuttur. Fakat bu yollarda oldukça önemli enzimatik bariyerler bulunmaktadır. Bu enzimatik bariyerlerin tanımlanması ile ilgili çok fazla yapılmış çalışma yoktur. Vajina ve rektum geniş yüzey alanı ve zengin damar ağı nedeniyle pek çok etken maddenin emilimi için uygun mukozal bölgelerdir. Fakat bu yollarla verilen peptit ve proteinler, bölgede bulunan enzimler tarafından parçalanmaktadırlar. Bu enzimatik bariyerlerin tanınması ve karakterize edilmesi, bu bakımdan oldukça önem taşımaktadır. Mukozal bölgelerde bulunan enzimatik bariyeri aminopeptidazlar, dipeptidiipeptidaziar ve dipeptidifkarboksil peptidazlar oluşturur. Özellikle aminopeptidazlar rektum ve vajinadan verilmek istenen peptit ve protein ilaçların parçalanmasında oldukça önemli bir rol oynarlar. Vajinal ve rektal yoldan peptit ve protein ilaç formülasyonu tasarlanırken bu bölgelerde bulunan aminopeptidaz aktivitelerinin ve tiplerinin bilinmesi alınacak önlemler açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada tavşan, sıçan, kobay vajinal ve rektal homojenatlarında ve insan vajinal homojenatlarında aminopeptidaz N, A ve lösin aminopeptidaz aktiviteleri tayin edilmiştir. Spesifik enzim aktivite tayininde her aminopeptidaz tipi için bağıl spesifik substratiar olan tösrn, alanın ve glutamik asit 4-metoksi-2-naftilamit türevleri kullanılmıştır. Aminopeptidaz enzim aktivite tayini spektroflorimetrik olarak-112- yapılmıştır. Ayrıca bestatin ve puromisin varlığında aminopeptidazların aktivitesinin inhibisyonu incelenmiştir. Spesifik enzim aktivite ve enzim aktivitesinin inhibisyonu çalışmaları sonucunda kullanılan deney hayvalarının vajinal ve rektal dokularında ve insan vajinal dokusunda aminopeptidaz N,A ve lösin aminopeptidazın varolduğu tespit edimiştir Ancak inhibisyonların değerlendirilmesinden sonra aminopeptidaz A'nın tavşan vajinası hariç, diğer dokularda varlığı konusunda tam olarak yargıya varılamamıştır. Rektal ve vajinal aminopeptidaz aktivitesinin en fazla kobayda olduğu ve onu tavşan ve sıçanın izlediği görülmüştür. Sıçan ve kobayda vajinal ve rektal enzimatik aktivite açısından fark görülmezken, tavşanda lösin aminopeptidaz ve aminopeptidaz A açısından fark saptanmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde, insan vajinasındaki enzimatik aktivite hayvan modellerinden en çok sıçanla benzerlik göstermektedir. Bundan dolayı peptit ve protein yapısındaki ilaçların verilişi konusunda yapılacak karşılaştırmalı çalışmalarda, aminopeptidaz N, aminopeptidaz A ve lösin aminopeptidaz enzimlerinin insana benzerliği açısından, hayvan modeli olarak sıçan önerilebilir.

-113 H. SUMMARY The advance of biotechnology has resulted paying much more attention to peptide and protein drug production and delivery. However, there are many problems for the systemic administration of peptide and protein drugs. Parenteral route is an invasive administration route for the medication. So, various alternative routes such as nasal, rectal, buccal and vaginal delivery of peptide and protein drugs have been investigated. There are many studies on the mucosal delivery of peptide and protein drugs, but these routes have enzymatic barriers for peptide and protein drugs. There are not so many studies to clarify the characteristics of mucosal enzymatic barriers. The vagina and rectum are potential sites for the systemic absorption of therapeutic peptides and proteins due to their large surface area and rich vascularity. But the peptide and protein drugs are degraded by the rectal and vaginal enzymes. The identification and characterization of the enzymatic barriers play an important role for the peptide and protein drug delivery. Aminopeptidases, dipeptidyl peptidases and dipeptidyl carboxylpeptidases are the major enzymes on the mucosal sites. Particular/ aminopeptidases have an important role for the degradation of peptide and protein drugs which are administered by vaginal and rectal routes. The determination of the activity and type of aminopeptidases which are present in vagina and rectum is very important for the design of peptide and protein drug formulations. The activity of aminopeptidase N, aminopeptidase A and leucine aminopeptidase were determined in vaginal and rectal homogenates of rat, rabbit, guinea-pig, as well as humans vaginal homogenates in this study. For the specific aminopeptidase enzyme activity, the leucine, alanine and glutamic acid-4-methoxy-2-naphtylamide analogues were used as relative specific substrates for each aminopeptidase type. Aminopeptidase enzyme activity studies were carried out by spectroflourometric method. In addition, the inhibition of the activity of aminopeptidases in the presence of bestatine and puromicine inhibitors was investigated.-114 The presence of aminopeptidase N, aminopeptidase A and leucine aminopeptidase were determined in the vaginal and rectal homogenates of rat, rabbit, guinea-pig and human vaginal homogenates based on the enzyme activity studies. However, it seems rather difficult to conclude that the presence of aminopeptidase A in all rectal and vaginal homogenates, except rabbit vaginal homogenates, after the evaluation of enzyme inhibition studies. It was observed that for aminopeptidase activities, the species ranking was guinea-pig > rabbit > rat. There was no significant difference between rectal and vaginal enzyme activity in the rat and guinea-pig whereas a significant difference was determined for leucine aminopeptidase and aminopeptidase A in the rabbit The enzymatic activity of human vaginal homogenates was similar to rat. It was concluded that, based on the similarities of aminopeptidase N, aminopeptidase A and leucine aminopeptidase activity between rat and humans, rat can be suggested as an animal model for the comparative delivery studies of peptide and protein drugs.