ラットの赤血球、肝臓および腎臓における6-メルカプトプリンの多回投与レジメン中の代謝

Metabolism of 6-mercaptopurine in the erythrocytes, liver, and kidney of rats during multiple-dose regimens.

• F Innocenti
• R Danesi
• G Bocci
• S Fogli
• A Di Paolo
• M Del Tacca

抄録

目的:

6-MPを2用量で反復投与したラットの赤血球および組織における6-メルカプトプリン（6-MP）の代謝を記述し、6-MPの活性化に関与する酵素の阻害剤であるリバビリンまたはヒドロキシウレアを同時に投与することにより、6-MPの同化をin vivoで調節できることを示す証拠を提供すること。

PURPOSE: To describe the metabolism of 6-mercaptopurine (6-MP) in erythrocytes and tissues of rats after repeated administration of 6-MP at two dose levels and to provide evidence that in vivo modulation of 6-MP anabolism can be obtained by simultaneous treatment with ribavirin or hydroxyurea, two inhibitors of enzymes involved in the bioactivation of 6-MP to the active 6-thioguanine nucleotides (6-TGN).

方法:

ラットに6-MPを1日12.5および25mg/kgで12日間i.p.で投与し、6-メルカプトプリンヌクレオチド（6-MPN）および6-TGNの赤血球、肝臓および腎臓レベルを蓄積期および投与終了後50日間調査した。併用試験では、リバビリンを75および100mg/kg/日（6-MPについては25および12.5mg/kg/日）またはヒドロキシウレアを200mg/kg/日で12日間i.p.投与した。ラット試料中のチオヌクレオチド濃度の測定は、高圧液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いて行った。

METHODS: Rats were treated i.p. with 6-MP at 12.5 and 25 mg/kg daily for 12 days and erythrocyte, liver, and kidney levels of 6-mercaptopurine nucleotides (6-MPN) and 6-TGN were investigated during the accumulation phase and for 50 days after the end of treatment. In combination studies, ribavirin at 75 and 100 mg/kg per day (for 6-MP, 25 and 12.5 mg/kg per day) or hydroxyurea at 200 mg/kg per day were given i.p. for 12 days. The measurements of thionucleotide levels in rat samples were performed by high-pressure liquid chromatography (HPLC).

結果:

赤血球及び組織における 6-MPN 及び 6-TGN の最大濃度（Cmax）及び濃度対時間曲線下面積（AUC）は、6-MP を 1 日あたり 25 mg/kg 投与した場合には、1 日あたり 12.5 mg/kg 投与した場合と比較して有意に増加した。特に、6-MPを25mg/kg/日投与したラットの赤血球中の6-TGNのCmax及びAUCは、12.5mg/kg/日投与後に観察された6-TGNの値の約5倍であった。さらに、赤血球中の6-TGNの値は、6-MPNの値よりも有意に高かった（6-TGN及び6-MPNはそれぞれ910.9+/53.1及び286.8+/23.4pmol/8×10(8)細胞、P＜0.05）。イノシン一リン酸脱水素酵素の阻害剤であるリバビリンを6-MPと併用することで、赤血球および組織中に検出される6-MPNの量が増加し、一方で試料中の6-TGNの量が減少した。また、リボヌクレオチド還元酵素の阻害剤であるヒドロキシウレアの投与により、赤血球および組織中の6-MPNおよび6-TGNの産生および蓄積が増加した。最後に、チオヌクレオチド濃度と赤血球数との間に有意な相関が認められた。

RESULTS: The maximal concentration (Cmax) and the area under the concentration versus time curve (AUC) of 6-MPN and 6-TGN in erythrocytes and tissues increased significantly after the administration of 6-MP at 25 mg/kg per day as compared with 12.5 mg/kg per day. In particular, the Cmax and AUC of 6-TGN in erythrocytes of rats treated with 6-MP at 25 mg/kg per day were approximately 5-fold higher than the 6-TGN values observed following treatment at 12.5 mg/kg per day. Moreover, 6-TGN levels in erythrocytes were significantly higher than those of 6-MPN (910.9+/-53.1 and 286.8+/-23.4 pmol/8 x 10(8) cells for 6-TGN and 6-MPN, respectively, P < 0.05) after treatment with 6-MP at 25 mg/kg per day. The administration of ribavirin, an inhibitor of inosine monophosphate dehydrogenase, in association with 6-MP increased the amount of 6-MPN detected in erythrocytes and tissues while reducing 6-TGN levels in samples. The production and accumulation of 6-MPN and 6-TGN were increased in erythrocytes and tissues by hydroxyurea, an inhibitor of ribonucleotide reductase. Finally, a significant correlation between thionucleotide concentrations and erythrocyte counts was observed.

結論:

以上の結果から、6-MPはラットで活発に代謝され、プリン体代謝酵素に作用する薬剤によってその生合成が調節され、その結果、赤血球レベルおよび組織レベルで6-MPNおよび6-TGNが有意に変化することが明らかになった。これらの知見は、ラットが6-MPの代謝とその薬理学的調節の可能性を調べるのに適したモデルであることを示しています。

CONCLUSION: The overall results demonstrate that 6-MP is actively metabolized in rats and that its biotransformation can be modulated by agents acting on enzymes of the purine metabolism, resulting in significant changes in erythrocyte and tissue levels of 6-MPN and 6-TGN. These findings provide evidence that the rat is a suitable model for investigation of the metabolism of 6-MP and its possible pharmacologic modulation.