Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Bilberry fruit (Vaccinium myrtillus) is a rich source of bioactive compounds, including flavonols and phenolic acids. At least some of these compounds were shown to be metabo-lized in the liver by cytochrome P450 (CYP450) enzyme system, which is also important in the metabolism of pharmaceuticals. Several flavonols (a flavonoid subgroup) such as quer-cetin, myricetin, isorhamnetin and rutin have been reported to integrate with CYP450, i.e. by inhibition. Thus, a possibility of bilberry interaction with pharmaceutical metabolism should be carefully studied. Gender-related differences of such interactions should also be considered given that CYP450 genes in male and female are differentially expressed. He-patic microsomes are useful in vitro model commonly used at early stages of drug develop-ment to identify potential food-drug or drug-drug interactions. Pig is increasingly used as an animal model for human biomedical studies. The comparability of hepatic CYP450 between pigs and humans as well as easy availability of porcine livers from abattoirs make porcine microsomes an attractive model to study gender-related differences in food-drug interac-tions.
The aim of this study was to evaluate the inhibitory effect of selected phenolic compounds from bilberry fruit on the activities of CYP1A and CYP3A in porcine hepatic microsomes. Five flavonols and four phenolic acids were selected for the study. This selection was based on two criteria, abundance in bilberry and potential interaction with CYP450. To estimate CYP1A and CYP3A activities, the probe substrates 7-ethoxyresorutin and 7-benzyloxy-4-triflouromethylcoumarin (BFC) were used, respectively.
This study demonstrated that CYP3A activity was non-competitively inhibited by myri-cetin in male pigs only (Ki=112.7) and-, competitively by isorhamnetin in both male (Ki=71.2) and female pigs (Ki=93.7). CYP1A activity was competitively inhibited by my-ricetin in male (Ki=2.5) and female pigs (Ki=4.6) and by isorhamnetin in male (Ki=99.9) and in female pigs (Ki=10.8). Inhibition mode of CYP1A by quercetin differed between genders being competitive in male (Ki=0.2) and irreversible in female pigs (IC50=1.3).
In conclusion, this study suggests that the activity of hepatic CYP450 1A and 3A are inhibited by the flavonols myricetin, isorhamnetin and querctin. Moreover, this study pro-vides first evidence of gender-related differences in this inhibition.

Blåbär (Vaccinium myrtillus) har ett högt innehåll av fenoler (flavonoider och fenolsyror). Vissa av dessa fenoler har visats metaboliseras i levern av cytokrom P450, ett enzymatiskt system vilket även är har en huvudsaklig roll gällande metaboliseringen av läkemedel. Det har rapporterats att ett flertal flavonoler (en flavonoid subgrupp), så som quercetin, myrice-tin, isorhamnetin och rutin har interagerat med CYP450, t.ex. via inhibering. Inhibering av CYP450 kan antingen öka eller minska effekten av läkemedel. Därav bör interaktioner mel-lan blåbär och metabolisering av läkemedel närmare studeras. Skillnader i metabolism mel-lan män och kvinnor bör också studeras i.o.m. att CYP450 gener uttrycks olika hos män och kvinnor. Mikrosomer från levern är användbara i in vitro-modeller, vilka ofta tillämpas i ett tidigt skede av läkemedelsutvecklingsprocessen, då för att identifiera potentiella interakt-ioner mellan läkemedel och livsmedel samt mellan läkemedel och läkemedel. På grund av likheterna mellan gris och människa med avseende på CYP450 i lever samt på grund av den stora tillgängligheten av grislever via slakterier, har mikrosomer från gris blivit en attraktiv model i biokemiska studier av könsrelaterade skillnader i livsmedels-läkemedelsinterakt-ioner.
Målet för denna studie var att utvärdera om och hur blåbär och fenoliska förningar i blåbär inhiberar CYP450 isoform 1A och 3A. Fem flavonoler från blåbär valdes utefter deras pot-ential att interagera med CYP450. I dagsläget, har inga studier andra studier påträffats avse-ende blåbär och de valda komponenternas inhiberande effekt på CY1A och CYP3A. Fyra fenolsyror som finns i blåbär valdes också ut för att studeras p.g.a. deras antioxidativa kapa-citeter (som i mycket liknar flavonolernas). Välkända och specifika probe substrat användes tillsammans med mikrosomer från svin (entire male and female pigs). Kinetiska mätningar utfördes för att utreda inhiberingsmekanism. Potentiella skillnader mellan könen utvärdera-des.
CYP3A aktivitet inhiberades av myricetin; icke-kompetitivt hos hanar (Ki=112.7) och inte alls hos honor, av isorhamnetin; kompetitivt hos hanar (Ki=71.2) och icke-kompetitivt hos honor (Ki=93.7). CYP1A aktivitet inhiberades av myricetin; kompetitivt hos hanar (Ki=2.5) och hos honor (Ki=4.6), av isorhamnetin; kompetitivt hos hanar (Ki=99.9) och hos honor (Ki=10.8), av quercetin; kompetitvt hos hanar (Ki=0.2) och irreversibelt hos honor (IC50=1.3).
Resultaten ifrån denna studie indikerar att aktiviteten av CYP450 1A och 3A inhiberas av vissa komponenter från blåbär och att detta är en effekt som kan ha könsrelaterade skillnader.