弱く塩基性化学療法薬の摂取と有効性を決定する際の細胞内pHの重要性ドキソルビシン

多くの腫瘍の特徴である低細胞外pH（pH（E））は、ドキソルビシンなどの弱い塩基性薬物の取り込みを減らす傾向があり、それにより化学療法に対する生理学的耐性のある程度を付与します。pHパーティション理論から、細胞内pH（pH（I））の効果は対称的に反対であると想定されていますが、これは実験的にはテストされていません。コロンHCT116細胞へのドキソルビシンの取り込みは、pH（I）およびpH（E）またはpH（I）のみを変化させる条件下で、薬物の固有の蛍光を使用して測定しました。細胞膜を横切るドキソルビシンの流入は、膜貫通pH勾配（アルカリ性pH（E）および酸性pH（I）で促進）と相関しています。ただし、プロトン化された分子は完全に膜浸漬ではないため、全体的な薬物摂取はpHパーティションから予想よりもpH（E）感受性が低くなります。細胞内に入ると、ドキソルビシンはゆっくりと放出される核結合部位に関連します。これらの部位の占有率はpH（I）とともに増加し、そのため、pH分離理論と矛盾して、定常状態の薬物摂取量がアルカリ細胞質で大きくなる可能性があります。細胞増殖の測定により、ドキソルビシンの有効性がアルカリ性pH（I）で強化され、これを説明するにはpH分離理論が不十分であることが示されています。pHパーティション理論の予測力の制限は、細胞への薬物侵入のpH（I）/pH（E）感度のみを説明するため、pH（I）を独立して示す薬物のその後の相互作用を説明するために生じます。依存。要約すると、細胞へのドキソルビシンの取り込みは、高pH（E）および高pH（I）によって好まれます。この修正された形式は、ドキソルビシンの有効性を高めることを目的とした操作を設計する際に考慮する必要があります。

Low extracellular pH (pH(e)), that is characteristic of many tumours, tends to reduce the uptake of weakly basic drugs, such as doxorubicin, thereby conferring a degree of physiological resistance to chemotherapy. It has been assumed, from pH-partition theory, that the effect of intracellular pH (pH(i)) is symmetrically opposite, although this has not been tested experimentally. Doxorubicin uptake into colon HCT116 cells was measured using the drug's intrinsic fluorescence under conditions that alter pH(i) and pH(e) or pH(i) alone. Acutely, doxorubicin influx across the cell-membrane correlates with the trans-membrane pH-gradient (facilitated at alkaline pH(e) and acidic pH(i)). However, the protonated molecule is not completely membrane-impermeant and, therefore, overall drug uptake is less pH(e)-sensitive than expected from pH-partitioning. Once inside cells, doxorubicin associates with slowly-releasing nuclear binding sites. The occupancy of these sites increases with pH(i), such that steady-state drug uptake can be greater with alkaline cytoplasm, in contradiction to pH-partition theory. Measurements of cell proliferation demonstrate that doxorubicin efficacy is enhanced at alkaline pH(i) and that pH-partition theory is inadequate to account for this. The limitations in the predictive power of pH-partition theory arise because it only accounts for the pH(i)/pH(e)-sensitivity of drug entry into cells but not the drug's subsequent interactions that, independently, show pH(i)-dependence. In summary, doxorubicin uptake into cells is favoured by high pH(e) and high pH(i). This modified formalism should be taken into account when designing manoeuvres aimed at increasing doxorubicin efficacy.