3つの前臨床動物モデルとヒトの脾臓における抗レトロウイルス薬の浸透と薬物トランスポーター濃度

Antiretroviral penetration and drug transporter concentrations in the spleens of three preclinical animal models and humans.

• Aaron S Devanathan
• John K Fallon
• Nicole R White
• Amanda P Schauer
• Brian Van Horne
• Kimberly Blake
• Craig Sykes
• Martina Kovarova
• Lourdes Adamson
• Leila Remling-Mulder
• Paul Luciw
• J Victor Garcia
• Ramesh Akkina
• Jason R Pirone
• Philip C Smith
• Angela D M Kashuba

抄録

最適な抗レトロウイルス治療を行うためには、リンパ系組織における適切な抗レトロウイルス（ARV）濃度が重要である。脾臓は体内のリンパ球の25％を含んでいるが、この臓器におけるARVの浸透性に関するデータはほとんどない。本研究では、総量および蛋白質結合していない脾臓のARV濃度を定量化し、動物モデルおよびヒトにおいて、薬物輸送体、性別、感染状態がこれらの濃度の修飾因子であるかどうかを決定した。2つのヒト化マウスモデル［hu-HSC-Rag（n=36；HIV+およびHIV-18）；骨髄-肝-THYMUS（n=13；HIV+7およびHIV-6）］および1つの非ヒト霊長類モデル［NHP；アカゲザル（n=18；SHIV+10およびSHIV-8）］を、ARVの組み合わせで定常状態に投与した。National NeuroAIDS Tissue Consortiumから採取したHIV+ヒト脾臓（N=14）を死後（投与後24時間まで）に分析した。ARV濃度はLC-MS/MSで測定し、薬物トランスポーター濃度はLC-MSプロテオミクスで測定し、NHP脾臓のタンパク質結合は急速平衡透析で決定した。マウスは一般的に3種の中で最も低い脾臓濃度を有していた。脾臓組織におけるタンパク質結合率は、血漿中の76〜99％に対し、6〜96％であった。NHPではMrp4、BcrpおよびEnt1の濃度が定量可能であり、ヒトではEnt1の濃度が定量可能であった。いずれも組織内ARV濃度と有意な相関はなかった。また、感染状態や性別の影響も観察されなかった。これらの投与方法では、NHPの脾臓への浸透性はヒトに最もよく似ていた。これらのデータは、種に関連した重要な違いを特定することにより、HIVリザーバーを標的としたヒトへの組織薬物動態学的スケーリングを示唆することができる。

Adequate antiretroviral (ARV) concentrations in lymphoid tissues are critical for optimal antiretroviral therapy. While the spleen contains 25% of the body's lymphocytes, there are minimal data on ARV penetration in this organ. This study quantified total and protein-unbound splenic ARV concentrations, and determine whether drug transporters, sex, or infection status were modifiers of these concentrations in animal models and humans. Two humanized mice models [hu-HSC-Rag (n=36; 18 HIV+ and 18 HIV-); bone marrow-liver-thymus (n=13; 7 HIV+ and 6 HIV-)] and one nonhuman primate model [NHP; rhesus macaque (n=18; 10 SHIV+ and 8 SHIV-) were dosed to steady-state with ARV combinations. HIV+ human spleens (N=14) from National NeuroAIDS Tissue Consortium were analyzed post-mortem (up to 24h post-dose). ARV concentrations were measured by LC-MS/MS, drug transporter concentrations were measured with LC-MS proteomics, and protein binding in NHP spleens was determined by rapid equilibrium dialysis. Mice generally had the lowest splenic concentrations of the three species. Protein binding in splenic tissue was 6-96%, compared to 76-99% in blood plasma. NHPs had quantifiable Mrp4, Bcrp, and Ent1 concentrations, and humans had quantifiable ENT1 concentrations. None significantly correlated with tissue ARV concentrations. There was also no observable influence of infection status or sex. With these dosing strategies, NHP splenic penetration most closely resembled humans. These data can inform tissue pharmacokinetic scaling to humans to target HIV reservoirs by identifying important species related differences.

Copyright © 2020 American Society for Microbiology.