Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Reversing protonation of weakly basic drugs greatly enhances intracellular diffusion and decreases lysosomal sequestration

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388963%3A_____%2F24%3A00603171" target="_blank" >RIV/61388963:_____/24:00603171 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.7554/eLife.97255.3" target="_blank" >https://doi.org/10.7554/eLife.97255.3</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.7554/eLife.97255" target="_blank" >10.7554/eLife.97255</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Reversing protonation of weakly basic drugs greatly enhances intracellular diffusion and decreases lysosomal sequestration

  • Popis výsledku v původním jazyce

    For drugs to be active they have to reach their targets. Within cells this requires crossing the cell membrane, and then free diffusion, distribution, and availability. Here, we explored the in-cell diffusion rates and distribution of a series of small molecular fluorescent drugs, in comparison to proteins, by microscopy and fluorescence recovery after photobleaching (FRAP). While all proteins diffused freely, we found a strong correlation between pKa and the intracellular diffusion and distribution of small molecule drugs. Weakly basic, small-molecule drugs displayed lower fractional recovery after photobleaching and 10- to-20-fold slower diffusion rates in cells than in aqueous solutions. As, more than half of pharmaceutical drugs are weakly basic, they, are protonated in the cell cytoplasm. Protonation, facilitates the formation of membrane impermeable ionic form of the weak base small molecules. This results in ion trapping, further reducing diffusion rates of weakly basic small molecule drugs under macromolecular crowding conditions where other nonspecific interactions become more relevant and dominant. Our imaging studies showed that acidic organelles, particularly the lysosome, captured these molecules. Surprisingly, blocking lysosomal import only slightly increased diffusion rates and fractional recovery. Conversely, blocking protonation by N-acetylated analogues, greatly enhanced their diffusion and fractional recovery after FRAP. Based on these results, N-acetylation of small molecule drugs may improve the intracellular availability and distribution of weakly basic, small molecule drugs within cells.

  • Název v anglickém jazyce

    Reversing protonation of weakly basic drugs greatly enhances intracellular diffusion and decreases lysosomal sequestration

  • Popis výsledku anglicky

    For drugs to be active they have to reach their targets. Within cells this requires crossing the cell membrane, and then free diffusion, distribution, and availability. Here, we explored the in-cell diffusion rates and distribution of a series of small molecular fluorescent drugs, in comparison to proteins, by microscopy and fluorescence recovery after photobleaching (FRAP). While all proteins diffused freely, we found a strong correlation between pKa and the intracellular diffusion and distribution of small molecule drugs. Weakly basic, small-molecule drugs displayed lower fractional recovery after photobleaching and 10- to-20-fold slower diffusion rates in cells than in aqueous solutions. As, more than half of pharmaceutical drugs are weakly basic, they, are protonated in the cell cytoplasm. Protonation, facilitates the formation of membrane impermeable ionic form of the weak base small molecules. This results in ion trapping, further reducing diffusion rates of weakly basic small molecule drugs under macromolecular crowding conditions where other nonspecific interactions become more relevant and dominant. Our imaging studies showed that acidic organelles, particularly the lysosome, captured these molecules. Surprisingly, blocking lysosomal import only slightly increased diffusion rates and fractional recovery. Conversely, blocking protonation by N-acetylated analogues, greatly enhanced their diffusion and fractional recovery after FRAP. Based on these results, N-acetylation of small molecule drugs may improve the intracellular availability and distribution of weakly basic, small molecule drugs within cells.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>SC</sub> - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10401 - Organic chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA22-20319S" target="_blank" >GA22-20319S: Fotochemická strategie "Chyť a pusť": směrem k novým molekulovým přepínačům a bioorthogonálním reakcím</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    eLife

  • ISSN

    2050-084X

  • e-ISSN

    2050-084X

  • Svazek periodika

    13

  • Číslo periodika v rámci svazku

    December

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    24

  • Strana od-do

    RP97255

  • Kód UT WoS článku

    001524756300001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85211830620