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  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

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    EXPERT REVIEW 

    Transporter-Mediated Disposition of Opioids: Implications for Clinical Drug Interactions

    Robert Gharavi1,2 & William Hedrich1 & Hongbing Wang1 & Hazem E. Hassan1,3

    Received: 30 March 2015 /Accepted: 6 May 2015# Springer Science+Business Media New York 2015

     ABSTRACT  Opioid-related deaths, abuse, and drug inter-

    actions are growing epidemic problems that have medical,

    social, and economic implications. Drug transporters play a

    major role in the disposition of many drugs, including opioids;hence they can modulate their pharmacokinetics, pharmaco-

    dynamics and their associated drug-drug interactions (DDIs).

    Our understanding of the interaction of transporters with

    many therapeutic agents is improving; however, investigating 

    such interactions with opioids is progressing relatively slowly 

    despite the alarming number of opioids-mediated DDIs that

    may be related to transporters. This review presents a

    comprehensive report of the current literature relating 

    to opioids and their drug transporter interactions.

    Additionally, it highlights the emergence of transporters

    that are yet to be fully identified but may play promi-

    nent roles in the disposition of opioids, the growing 

    interest in transporter genomics for opioids, and the

    potential implications of opioid-drug transporter interac-

    tions for cancer treatments. A better understanding of 

    drug transporters interactions with opioids will provide great-

    er insight into potential clinical DDIs and could help improve

    opioids safety and efficacy.

    KEY WORDS  opioid abuse . opioid DDI . opioid drug transporters . opioids and P-gp

     ABBREVIATIONS6-MAM   6-monoacetylmorphine

     AAPCC   American Association for Poison Control Centers

     AUC   Area under the curveBBB   Blood – brain barrier

    BCRP   Breast cancer resistance protein

    CLin   Permeability clearance into the brain

    CNS   Central nervous system

    DDI   Drug-drug interaction

    ED   Emergency department

    FDA    Food and Drug Administration

    GLUT   Glucose transporters

    HEK293   Human embryonic kidney 293

    IC50   Half maximal inhibitory concentration

    K i   Inhibition constant

    K p,uu   Ratio of unbound drug in the brain to unbound

    drug in the blood

    M3G   Morphine-3-glucuronide

    M6G   Morphine-6-glucuronide

    MDMA    3,4-methylenedioxy-methamphetamine

    MMT   Methadone maintenance treatment

    MOR    μ-opioid receptor

    MRP   Multidrug resistance-associated proteins

    NSDUH   National Survey on Drug Use and Health

    OAT   Organic anion transporters

    OATP   Organic anion-transporting polypeptides

    OCT   Organic cation transporters

    PD   Pharmacodynamics

    P-gp   P-glycoprotein

    PK    Pharmacokinetics

     V u,brain   Volume of distribution within the brain

    INTRODUCTION

    Opioids are the standard analgesics of choice for the treat-

    ment of chronic and severe pain, as well as cancer-pain

    *   Hazem E. [email protected]

    1 Department of Pharmaceutical Sciences, University of Maryland Schoolof Pharmacy, 20 N Pine Street, Rooms: N525 (Office)Baltimore, Maryland 21201, USA 

    2 Clinical Development, MedImmune, One MedImmune Way Gaithersburg, Maryland 20878, USA 

    3 Department of Pharmaceutics and Industrial Pharmacy, Faculty of Pharmacy, Helwan University, Cairo, Egypt

    Pharm Res

    DOI 10.1007/s11095-015-1711-5

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

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    management ( 1, 2 ). In addition to their clinical applications in

    pain management, opioids have a long history of illicit abuse.

    Opioids comprise a large family of both naturally occurring 

    and synthetic molecules that are classified by their interactions

    with the three opioid receptors:  μ, δ, and  κ  ( 3 ).  μ-opioid re-

    ceptor (MOR) agonists are known to produce the euphoric

    and analgesic effects most commonly associated with physical

    dependence and abuse ( 4 ).The United States (US) is presently facing a severe epidem-

    ic of drug overdose deaths which appears to be driven primar-

    ily by opioid abuse  ( 5 – 8 ). The number of deaths related to

    opioid overdose has more than quadrupled since 1999, direct-

    ly correlating with the dramatic increase in the sale of opioid

    pharmaceuticals ( 7, 9, 10 ). In 2010 an estimated 46 Americans

    were dying each day from opioid overdoses while 210 million

    opioid prescriptions were dispensed by U.S. retail pharmacies

    ( 10, 11 ). Further, in 2011 alone over 190,000 emergency de-

    partment visits were believed to be due to adverse events

    resulting from narcotic pain relieving medications, and 400,

    000 emergency department visits were related to opioid anal-gesic abuse ( 12 ). Hence, greater measures are urgently needed

    to increase the drug safety of opioids, including greater under-

    standing of their pharmacokinetic mechanisms and potential

    drug-drug interactions (DDIs).

    Although not as well recognized as metabolizing enzymes,

    membrane drug transporters are being increasingly acknowl-

    edged as important determinants of drug pharmacokinetics

    (PK), pharmacodynamics (PD) and DDIs ( 13 ). Regulatory 

    agencies from the US, European Union and Japan have all

    released guidances in recent years addressing the emerging 

    clinical significance of drug transported-mediated DDIs

    ( 14 – 17 ). The 2012 US Food and Drug Administration

    (FDA) Guidance for Industry on drug interaction studies

    outlined 7 transporters with which a developing drug should

    be evaluated for interactions with. These transporters of inter-

    est are P-glycoprotein (P-gp/MDR1, ABCB1), Breast Cancer

    Resistance Protein (BCRP, ABCG2), the hepatic uptake

    Organic Anion Transporting Polypeptides (OATP) 1B1 and

    1B3, and the renal Organic Anion Transporter (OAT) 1 and

    3, and Organic Cation Transporter 2 (OCT2) ( 16 ). In addi-

    tion, there are multiple emerging transporters of interest, such

    as members of the multidrug and toxic compound extrusion

    (MATE) family, as well as a number of yet to be fully identified

    transporters ( 18 – 20 )(Fig. 1 ).

    The antidiarrheal loperamide is a prime example of the

    impact drug transporters may have on the PK/PD of opioids.

    Loperamide exhibits minimal central nervous system (CNS)

    activity due to being a substrate of P-gp, an efflux transporter

    with broad substrate specificity, at the blood – brain barrier

    (BBB) ( 21 ). Clinically significant transporter-mediated DDIs

    have already been demonstrated for a number of commonly 

    used medications including multiple statins, cimetidine, digox-

    in, metformin, anti-epileptics and anti-cancer agents, to name

    a few ( 16 ). Thus, the role of drug transporters in drug PK/PD,

    toxicity, human disease, and inter-individual variability in

    drug response is an emerging field of interest, however their

    contributions to the disposition of opioids in humans remains

    largely unexplored ( 17 ).

    In order to most accurately predict their potential clinical

    implications, it is essential to have mechanisms in place that

    can quantitatively evaluate transporter-mediated DDIs. Forexample, transporter-mediated DDIs that occur in preclinical

    studies may not be applicable to the clinic due to the unsafe or

    non-clinically relevant doses at which they occur. Since opi-

    oids are primarily used for their centrally acting analgesic

    effects, their drug transporter interactions at the BBB are of 

    particular interest. Previous studies have proposed that the

    rate and extent of drug delivery to the brain   in vivo  can be

    comprehensively described by three parameters: the ratio of 

    concentration of unbound drug in the brain to the unbound

    concentration in the blood (K p,uu ), the permeability clearance

    into the brain (CLin ), and the volume of distribution within the

    brain (V u,brain ) ( 22 ).The purpose of this review article is to highlight the influ-

    ence of drug transporters on the disposition of opioids to pre-

    dict clinical implications and to improve both their safety and

    efficacy. When applicable, we provide for each opioid a sys-

    tematic review of   in vitro,   in vivo   (animal) and clinical data

    regarding drug-transporter interactions, and highlight the po-

    tential clinical implications of these interactions that warrant

    further investigation.

    OPIOIDS OF ABUSE

    Morphine

    Morphine is considered the prototypical opioid and gold stan-

    dard to which other strong analgesics are compared ( 23 ). The

    major metabolite of morphine is morphine-3-glucuronide

    (M3G), which has no analgesic properties but elicits neuro-

    excitatory effects. Approximately 10% of morphine is metab-

    olized to morphine-6-glucuronide (M6G) which has much

    greater analgesic effects than its parent compound. Both

    M3G and M6G are products of morphine metabolism by 

    UGT2B7 in the liver ( 24 ). Although markedly more potent

    than morphine at the  μ-opioid receptor, M6G exhibits poor

    blood – brain BBB permeability ( 25 ). Morphine itself exhibits a

    lower CLin   than most opioids, though it is at least 10-fold

    higher than M6G. Similarly, morphine’s K p,uu   and V u,brainappears to be many folds higher than M6G’s   ( 26 – 28 ). An

    estimated 4 million morphine containing prescriptions were

    dispensed in 2009 ( 29 ). In 2011 nearly 35,000 emergency 

    department (ED) visits were reportedly due to abuse of 

    morphine products, representing an over 100% increase

    from 2004 ( 12 ).

    Gharavi, Hedrich, Wang and Hassan

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    A number of   in vitro  studies have demonstrated that mor-

    phine ( 30 – 34 ) and M6G   ( 35 ) are likely P-gp substrates.

    Conversely, Tournier  et al., suggested morphine is neither a

    P-gp nor BCRP substrate ( 36 ), and Wandel et al., suggested

    that neither M3G nor M6G are P-gp substrates ( 33 ). Both

    Morphine and codeine were shown to inhibit OCT1 mediat-

    ed uptake at 100 μM in HEK293 cells overexpressing OCT1

    ( 37 ), while morphine, but not codeine, was shown to be anOCT1 substrate in this same model cell line as well as in

    primary hepatocytes. Further, a number of medications that

    are cationic at physiological pH were shown to inhibit mor-

    phine’s OCT1 mediated uptake in a concentration-

    dependent manner at clinically relevant doses, such as

    irinotecan (IC50=1.5  μM), ondansetron (IC50=1.17  μM),

    and verapamil (IC50=1.6  μM) ( 38 ).  In vitro  studies have also

    suggested that M6G and M3G are both multidrug resistance-

    associated protein 2 (MRP2) and MRP3 substrates in hepato-

    cytes ( 39, 40 ).

    Although there is evidence of an active influx at the BBB

    ( 41,   42 ), it appears that morphine largely undergoes a netefflux at the BBB   in vivo   ( 41,   43 – 45 ). A number of animal

    studies have demonstrated morphine to be a likely P-gp sub-

    strate. P-gp inhibitors were shown to increase CNS concen-

    trations and antinocipetive effects of morphine ( 46 – 49 ).

    Similarly, P-gp knock-out mice administered morphine had

    significantly increased analgesia ( 50, 51 ) and brain distribution

    ( 30, 41, 52 ). A negative correlation was also found between P-

    gp expression levels in the brains of rats and morphine-

    induced analgesia ( 53 ). Correspondingly, P-gp was found to

    be up-regulated in the brains of morphine tolerant rats ( 47 )

    and the down-regulation of rat Pgp1 with antisense prevented

    morphine tolerance development and reduced morphine’s

    brain-to-blood efflux ( 54 ). Morphine was also shown to signif-

    icantly inhibit the proton-coupled antiporter transport of 

    clonidine at the BBB of mice (20 reduction in clonidine

    brain transport at a concentration of 10 mM). However,

    this does not represent a clinically relevant concentration of 

    morphine and the authors have suggested that morphine

    is unlikely to be an efficient substrate of this emerging 

    transporter ( 19 ).

    Rats administered M6G intravenously along with a known

    P-gp inhibitor were found to have significantly increased

    M6G antinociception and a 3-fold increase in CNS M6G

    relative to those not administered the inhibitor ( 55 ).

    However, Bourasset et al., demonstrated M6G to be neither

    a P-gp nor Mrp1 substrate, but rather a GLUT1 and/or

    possibly a weak Oatp2-like substrate at the BBB in mice

    ( 56 ). Other knockout mice studies have suggested that Mrp2

    and Mrp3 play important roles in the hepatic excretion of 

    M3G and M6G and modulate the antinociception of M6G

    ( 39, 40 ). Another study indicated that probenecid significantly 

    decreased the systemic elimination by 22% but had no effect

    on the BBB transport of M6G in rats, suggesting M6G may be

    a substrate of a probenecid-sensitive transporter (OAT) out-

    side the CNS ( 57 ).

    A number of clinical studies have supported the hypothesis

    that morphine and its glucuronide metabolites are P-gp sub-

    strates. One case report noted that concomitant administra-

    tion of known P-gp inducer rifampin with morphine resulted

    in noticeably decreased morphine blood levels ( 58 ). Patients

    deemed to have P-gp positive tumors from immunohisto-chemistry (IHC) results were found to require higher doses

    of morphine for pain control, relative to those with P-gp neg-

    ative tumors ( 59 ). However, another study investigating the

    CNS effects of morphine coadministered with a known P-gp

    inhibitor found no clinically significant differences relative to

    controls. The plasma pharmacokinetics of morphine and

    M6G were unaffected by P-gp inhibition, while the area un-

    der the curve (AUC) and half-life (t1/2 ) of M3G were signifi-

    cantly increased ( 60 ). Concomitant use of known P-gp inhib-

    itor cyclosporine with morphine in healthy volunteers resulted

    in significantly increased morphineAUC   relative to controls,

    though the authors proposed this may not have any majorclinical effects ( 61 ).

    ABCB1, the gene that encodes P-gp, has been reported to

    have certain polymorphisms which may predispose patients to

    morphine-induced adverse events ( 62 ) and variable pain relief 

    ( 63 ). However, Coulbault   et al., demonstrated that ABCB1

    polymorphisms appeared to have no association with mor-

    phine doses post-operatively, and only borderline association

    (  p=0.07) with morphine-induced side effects ( 64 ). In line with

    the group’s in vitro findings, Tzvetkov  et al., demonstrated that

    following oral administration of codeine, the AUC of mor-

    phine, but not codeine, was greatly affected by OCT1 poly-

    morphisms. Patients homozygous for OCT1 loss-of-function

    polymorphisms were found to have 1.5 fold higher

    morphineAUC relative to those heterozygous and homozygous

    for functional OCT1 alleles ( 38 ). Similarly, a clinical study of 

    children undergoing adenotonsillectomy found that subjects

    homozygous for OCT1 loss-of-function variants had signifi-

    cantly lower (20%) morphine clearances than wild-types or

    those heterozygous for such variants ( 65 ).

    Despite numerous studies there currently appears to be no

    definitive consensus regarding the role of P-gp in the disposi-

    tion of morphine or its glucuronidated metabolites. Preclinical

    evidence mostly suggests morphine is a P-gp substrate, while

    clinical data appears inconsistent. One transporter of increas-

    ing interest in morphine’s disposition, particularly its hepatic

    efflux, is OCT1. In vitro and clinical data are in agreement that

    OCT1 plays an important role in the pharmacokinetics of 

    morphine. These findings may imply a host of potential

    transporter-based clinical DDIs with other OCT1 substrates

    or inhibitors (Table I ), some of which have already been dem-

    onstrated   in vitro   at clinically relevant concentrations ( 38 ).

    OCT1-mediated DDIs between morphine and other

    substrates/inhibitors could lead to impaired hepatic clearance

    Drug Transporter Interactions with Opioids

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

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          T    a      b      l    e      I

         S   u   m   m   a   r   y   o     f     O   p    i   o    i    d  -    D   r   u   g    T

       r   a   n   s   p   o   r    t   e   r    I   n    t   e   r   a   c    t    i   o   n   s   a   n    d    T    h   e    i   r    P   o    t   e   n    t    i   a    l    I   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

        D   r   u   g    N   a   m   e

        T   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

        E   v    i    d   e   n   c   e

         C    l    i   n    i   c   a    l    i   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

        M   o   r   p    h    i   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     0   –

         3     4     )

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     6     )

        M     6     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3    5     )

        M     3     G   a   n    d    M

         6     G   a   r   e   n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s     (     3     3     )

          I    n    v     i    v    o    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     0 ,

         4    1 ,

         4     6   –    5     4     )

        M     6     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5    5     )

        M     6     G    i   s   n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5     6     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5     8 ,

        5     9 ,

         6    1     )

        M   o   r   p    h    i   n   e   a   n

        d    M     6     G   a   r   e   n   o    t   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s ,   w    h    i    l   e    M     3     G    i   s

       a   p   o   s   s    i    b    l   e

       s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     6     0     )

         A    B     C    B    1   p   o    l   y

       m   o   r   p    h    i   s   m   s    i   m   p   a   c    t   m   o   r   p    h    i   n   e    P    K     /    P    D     (     6     2 ,

         6     3     )

         A    B     C    B    1   p   o    l   y

       m   o   r   p    h    i   s   m   s    h   a   v   e   n   o    i   m   p   a   c    t   o   n   m   o   r   p    h    i   n   e    P    K     /    P    D

         (     6     4     )

        T    h   e   r   o    l   e   o     f    P  -   g   p    i   n    t    h   e    d    i   s   p   o   s    i    t    i   o   n   o     f   m   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d

        i    t   s   g    l   u   c   u   r   o   n    i    d   a    t   e    d   m   e    t   a    b   o    l    i    t   e

       s    i   s   u   n   c    l   e   a   r .

        B     C    R    P

          I    n    v     i     t    r    o    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     6     )

        L    i   m    i    t   e    d   e   v    i    d   e   n   c   e   s   u   g   g   e   s    t   s   m   o   r   p    h    i   n   e   m   a   y

       n   o    t    b   e   a    B     C    R    P   s   u    b   s    t   r   a    t   e

         O     C    T    1

          I    n    v     i     t    r    o    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       a   n    i   n    h    i    b    i    t   o   r     (     3    7     )

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     8     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

         O     C    T    1   p   o    l   y   m   o   r   p    h    i   s   m   s    i   m   p   a   c    t    P    K   o     f   m   o   r   p    h    i   n   e     (     3     8 ,

         6    5     )

        M   o   r   p    h    i   n   e   a   p   p   e   a   r   s    t   o    b   e   a    l    i    k   e    l   y     O     C    T    1

       s   u    b   s    t   r   a    t   e     /    i   n    h    i    b    i    t   o   r ,    i   n     f   e   r   r    i   n   g   p

       o    t   e   n    t    i   a    l   c    l    i   n    i   c   a    l

        D    D    I   s   w    i    t    h   o    t    h   e   r     O     C    T    1   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s   w    h    i   c    h

       m   a   y    i   n   c    l   u    d   e   a   c   y   c    l   o   v    i   r     (     6     6     ) ,   m

       e    t     f   o   r   m    i   n     (     6    7   –    7     2     ) ,

        i   m   a    t    i   n    i    b     (    7     3     ) ,   o   x   a    l    i   p    l   a    t    i   n     (    7     4     ) ,   r   a   n    i    t    i    d    i   n   e ,

         (    7    5     )

       a   n    d    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s   s   u   c    h   a   s   q   u    i   n    i    d    i   n   e     (    7    5     ) ,   a    t   r   o   p    i   n   e ,

        d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m    i   n   e     (    7     6     ) ,   a   m    i    t   r    i   p    t   y    l    i   n   e     (     6     8     ) ,

       m   e   m   a   n    t    i   n   e ,   c   o   c   a    i   n   e     (    7    7     ) ,   p   r

       a   z   o   s    i   n     (    7     8     ) ,

       r   o   s    i   g    l    i    t   a   z   o   n   e     (    7     9     ) ,   p    i   o   g    l    i    t   a   z   o   n

       e     (     6     8     ) ,

       v   e   r   a   p   a   m    i    l     (    7     8     ) ,    t   r   a   m   a    d   o    l     (     8     0

         ) ,   a   n    d   a    t   c    l    i   n    i   c   a    l    l   y

       r   e    l   e   v   a   n    t    d   o   s   e   s   o     f    i   r    i   n   o    t   e   c   a   n     (    I     C     5     0   =    1 .    5

         μ    M     )

       a   n    d   o   n    d   a   n   s   e    t   r   o   n     (    I     C     5     0   =    1 .    1

        7     μ    M     )     (     3     8     ) .

        I   m   p   a    i   r   e    d    h   e   p   a    t    i   c   c    l   e   a   r   a   n   c   e   o     f   m

       o   r   p    h    i   n   e   c   o   u    l    d

        l   e   a    d    t   o    l   o   n   g   e   r   m   o   r   p    h    i   n   e   e   x   p

       o   s   u   r   e   s    i   n   p   a    t    i   e   n    t   s

       a   n    d    i   n   c   r   e   a   s   e    t    h   e    i   r   r    i   s    k   s   o     f   a    d   v   e   r   s   e   e   v   e   n    t   s   s   u   c    h   a   s

       r   e   s   p    i   r   a    t   o   r   y    d   e   p   r   e   s   s    i   o   n ,   s   e   v   e   r   e    h   y   p   o    t   e   n   s    i   o   n ,

       m   y   o   c    l   o   n    i   c   s   p   a   s   m   s ,   c   o   n   s    t    i   p   a    t    i   o   n ,   a   n    d   o    t    h   e   r   s     (     2     9     ) .

         O     C    T     3

          I    n    v     i     t    r    o    :

        M   o   r   p    h    i   n   e    i   s

       n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     8     )

        L    i   m    i    t   e    d   e   v    i    d   e   n   c   e   s   u   g   g   e   s    t   s   m   o   r   p    h    i   n   e

        i   s   n   o    t   a   n     O     C    T     3   s   u    b   s    t   r   a    t   e .

         G    L    U    T  -    1

          I    n    v     i    v    o    :

        M     6     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e   a    t    t    h   e    B    B    B     (    5     6 ,

         8    1     )

        H   e   r   o    i   n   a   n    d   m   o   r   p    h    i   n   e   m   a   y   a     f     f   e   c    t   g    l   u   c   o   s   e

        t   r   a   n   s   p   o   r    t   a    t    t    h   e    B    B    B

        M    R    P    1

          I    n    v     i    v    o    :

        M     6     G    i   s   n   o    t   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5     6     )

        M    R    P     2   a   n    d    M    R    P     3   a   p   p   e   a   r    t   o    b   e

        i   n   v   o    l   v   e    d    i   n    h   e   p   a    t    i   c

       e   x   c   r   e    t    i   o   n   o     f   m   o   r   p    h    i   n   e   g    l   u   c   u   r   o   n    i    d   a    t   e    d   m   e    t   a    b   o    l    i    t   e   s .

        T    h    i   s   c   o   u    l    d    i   n     f   e   r    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r  -    b   a   s   e    d    D    D    I   s   w    i    t    h   o    t    h   e   r

        M    R    P     2   a   n    d    M    R    P     3   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s

       a   n    d    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s .

        P   o   s   s    i    b    l   e    M    R    P     2   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s    i   n   c    l   u    d

       e   o    l   m   e   s   a   r    t   a   n     (     8     2     ) ,

       v   a    l   s   a   r    t   a   n     (     8     3     ) ,   e    t   o   p   o   s    i    d   e     (     8     4

         ) ,    i   r    i   n   o    t   e   c   a   n     (     8    5     ) ,

        M    R    P     2

          I    n    v     i     t    r    o      &     i    n    v     i    v    o    :

        M     3     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     9 ,

         4     0     )

        M    R    P     3

          I    n    v     i     t    r    o    :

    Gharavi, Hedrich, Wang and Hassan

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

    5/26

          T    a      b      l    e      I

          (    c    o    n     t      i    n    u    e      d      )

        D   r   u   g    N   a   m   e

        T   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

        E   v    i    d   e   n   c   e

         C    l    i   n    i   c   a    l    i   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

       m   e    t    h   o    t   r   e   x   a    t   e     (     8     6     ) ,   v    i   n    b    l   a   s    t    i   n

       e     (     8    7     ) ,   a   n    d    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s

        i   n   c    l   u    d   e   c   y   c    l   o   s   p   o   r    i   n   e     A ,

        d   a   u   n

       o   r   u    b    i   c    i   n ,   e    t   o   p   o   s    i    d   e ,

       v    i   n   c   r    i   s    t    i   n   e     (     8    7     ) ,   e     f   a   v    i   r   e   n   z ,   e   m

        t   r    i   c    i    t   a    b    i   n   e ,

        d   e    l   a   v    i   r    d    i   n   e

         (     8     8     ) ,    i   n    d   o   m   e    t    h   a   c    i   n ,

        k   e    t   o   p   r   o     f   e   n     (     8     6     ) .

        P   o   s   s    i    b    l   e    M    R    P     3   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s    i   n   c    l   u    d

       e     f   e   x   o     f   e   n   a    d    i   n   e     (     8     9     ) ,

       m   e    t    h   o    t   r   e   x   a    t   e ,

         f   o    l    i   c   a   c    i    d ,

        l   e   u   c

       o   v   o   r    i   n     (     9     0     ) ,   a   n    d

        i   n    h    i    b    i    t   o   r   s   e     f   a   v    i   r   e   n   z ,   e   m    t   r    i   c    i    t   a

        b    i   n   e ,   a   n    d

        d   e    l   a   v    i   r    d    i   n   e     (     8     8     )

        M     6     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     9 ,

         4     0     )

          I    n    v     i    v    o    :

        M     3     G    i   s   a   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     9 ,

         4     0     )

        D    i   g   o   x    i   n  -   s   e   n   s    i    t    i   v   e    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i    v    o    :

        M     6     G    i   s   a   w   e   a    k   s   u    b   s    t   r   a    t   e   a    t    t    h   e    B    B    B     (    5     6     )

        T    h   e    i    d   e   n    t    i    t   y   o     f    t    h    i   s    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r    h   a   s   n   o    t   y   e    t    b   e   e   n

       e   s    t   a    b    l    i   s    h   e    d ,

        b   u    t   m   a   y    b   e     O     A    T

        P    1    B    1 .

        T    h    i   s   c   o   u    l    d

        i   m   p    l   y   p   o    t   e   n    t    i   a    l    D    D    I   s   w    i    t    h     O

         A    T    P    1    B    1   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s

       s   u   c    h   a   s   p    i    t   a   v   a   s    t   a    t    i   n ,   r   o   s   u   v   a   s    t   a    t    i   n     (     9    1     ) ,   s    i   m   v   a   s    t   a    t    i   n

         (     9     2     ) ,    d   o   c   e    t   a   x   e    l     (     9     3     ) ,   p   a   c    l    i    t   a   x   e    l     (     9     4     ) ,     f   e   x   o     f   e   n   a    d    i   n   e

         (     9    5     ) ,   g    l   y    b   u   r    i    d   e     (     9     6     ) ,   a   n    d    d    i   g   o   x    i   n     (     9    7     ) ,   a   s   w   e    l    l

       a   s    l    i    k   e    l   y     O     A    T    P    1    B    1    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s

       s   u   c    h   a   s   r    i    t   o   n   a   v    i   r

         (     9    7 ,

         9     8     ) ,   a    t   a   z   a   n   a   v    i   r ,    d   a   r   u   n   a   v    i   r ,    i   n    d    i   n   a   v    i   r ,    l   o   p    i   n   a   v    i   r

         (     9     8     ) ,   a   n    d   v   e   r   a   p   a   m    i    l     (     9     2     )

        P   r   o    b   e   n   e   c    i    d  -   s   e   n   s    i    t    i   v   e    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r     (     O     A    T     )

          I    n    v     i    v    o    :

        M     6     G    i   s   a   p   o

       s   s    i    b    l   e   s   u    b   s    t   r   a    t   e   o   u    t   s    i    d   e    t    h   e    B    B    B     (    5    7     )

        T    h   e    i    d   e   n    t    i    t   y   o     f    t    h    i   s    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r    h   a   s   n   o    t   y   e    t    b   e   e   n

       e   s    t   a    b    l    i   s    h   e    d .

        I     f    M     6     G    i   s   a   n     O     A    T   s   u    b   s    t   r   a    t   e ,    t    h   e

       r   e   m   a   y    b   e   p   o    t   e   n    t    i   a    l

        D    D    I   s    b   e    t   w   e   e   n   m   o   r   p    h    i   n   e   a   n

        d   o    t    h   e   r     O     A    T    P

       s   u    b   s    t   r   a    t   e   s   s   u   c    h   a   s

       a   c   y   c    l   o   v    i   r     (     9     9     ) ,   c    i    d   o     f   o   v    i   r     (    1     0     0     ) ,   a   n   u   m    b   e   r   o     f

       c   e   p    h   a    l   o   s   p   o   r    i   n   s   s   u   c    h   a   s   c   e     f   a   c    l   o   r     (    1     0    1     ) ,   c   e     f   o   n    i   c    i    d

         (    1     0     2     ) ,   c   e     f    t   r    i   a   x   o   n   e     (    1     0     3     ) ,   a   n    d

       c   e   p    h   r   a    d    i   n   e     (    1     0    1     ) ,

       c    i   p   r   o     f    l   o   x   a   c    i   n     (    1     0     4     ) ,    d    i   c    l   o   x   a   c    i    l    l    i   n     (    1     0    5     ) ,     f   a   m   o    t    i    d    i   n   e

         (    1     0     6     ) ,   a   n    d     f   u   r   o   s   e   m    i    d   e     (    1     0    7     )

     ,   a   s   w   e    l    l   a   s   w    i    t    h

         O     A    T    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s   s   u   c    h   a   s   p   r   o    b   e   n   e   c    i    d     (    1     0    5     )   a   n    d

       s   u    l     f   a   m   e    t    h   o   x   a   z   o    l   e  -    t   r    i   m   e    t    h   o   p   r    i   m     (    1     0     8     ) .

        P   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p

        l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i    v    o    :

        P   o   s   s    i    b    l   e   w   e   a

        k    i   n    h    i    b    i    t   o   r     /   s   u    b   s    t   r   a    t   e   o     f    t    h   e   p   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p    l   e    d

       a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

       o     f   c    l   o   n    i    d    i   n   e   a    t    t    h   e    B    B    B     (    1     9     )

        M   o   r   p    h    i   n   e   w   a   s     f   o   u   n    d    t   o   s    i   g   n    i     f    i   c   a   n    t    l   y   r   e    d   u   c   e    t    h   e    b   r   a    i   n

        t   r   a   n   s   p   o   r    t   o     f   c    l   o   n    i    d    i   n   e    b   y     2     0     %

       a    t   a   c   o   n   c   e   n    t   r   a    t    i   o   n

       o     f     2     0   m    M .

        T    h    i   s    d   o   e   s   n   o    t   r   e   p   r   e   s   e   n    t   a   c    l    i   n    i   c   a    l    l   y

       r   e    l   e   v   a   n    t   c   o   n   c   e   n    t   r   a    t    i   o   n   a   n    d   s   o   c    l    i   n    i   c   a    l    D    D    I   s   m   a   y

        b   e   u   n    l    i    k   e    l   y .

        F   u   r    t    h   e   r   s    t   u    d    i   e   s   a   r   e   w   a   r   r   a   n    t   e    d .

         C   o    d   e    i   n   e

         O     C    T    1

          I    n    v     i     t    r    o    :

        I   n    h    i    b    i    t   o   r     (     3    7     )

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (     3     8     )

        R   o    l   e   o     f     O     C    T    1    i   s   n   o    t   c    l   e   a   r

        P   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p

        l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i     t    r    o    :

        P   o   s   s    i    b    l   e   s   u    b   s    t   r   a    t   e   a    t    i   n    t   e   s    t    i   n   a    l   e   p    i    t    h   e    l    i   u   m   a   n    d    B    B    B     (    1     0     9     )

        P   o   s   s    i    b    l   e   s   u    b   s    t   r   a    t   e   o     f    t    h    i   s   y   e    t    t   o

        b   e     f   u    l    l   y    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r . .

        T    h   e   c   e    l    l   u    l   a   r   u   p    t   a    k   e   o     f   c   o    d   e    i   n   e     (    1 .     2   n    M     )   w   a   s   p   o    t   e   n    t    l   y

        i   n    h    i    b    i    t   e    d    i   n    t    h   e   p   r   e   s   e   n   c   e   o     f   p   y   r    i    l   a   m    i   n   e ,   c    l   o   n    i    d    i   n   e ,

        d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m    i   n   e ,   p   r   o   p   r   a   n   o    l   o    l ,   v   e   r   a   p   a   m    i    l ,   a   s   w   e    l    l

       a   s   a   n   u   m    b   e   r   s   o     f    d   r   u   g   s   o     f   a    b   u   s   e ,

        i   n   c    l   u    d    i   n   g    D  -   a   n    d

    Drug Transporter Interactions with Opioids

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

    6/26

          T    a      b      l    e      I

          (    c    o    n     t      i    n    u    e      d      )

        D   r   u   g    N   a   m   e

        T   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

        E   v    i    d   e   n   c   e

         C    l    i   n    i   c   a    l    i   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

        L  -   a   m   p    h   e    t   a   m    i   n   e ,   c   o   c   a    i   n   e ,   a   n

        d   m   e    t    h   a   m   p    h   e    t   a   m    i   n   e

         (   a    l    l   a    t     2   m    M     )     (    1     0     9     ) .

        M   o   r   e   s    t   u    d    i   e   s   a   r   e   n   e   c   e   s   s   a   r   y    t   o    d   e    t   e   r   m    i   n   e    i     f    t    h   e   s   e

        D    D    I   s   o   c   c   u   r   a    t   c    l    i   n    i   c   a    l    l   y   r   e    l   e   v   a   n    t   c   o   n   c   e   n    t   r   a    t    i   o   n   s .

        D    i   a   c   e    t   y    l   m   o   r   p    h    i   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i    v    o    :

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (     4     9     )

        D    i   a   c   e    t   y    l   m   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d     6  -    M

         A    M

        d   o   n   o    t   a   p   p   e   a   r

        t   o    b   e    P  -   g   p   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s

        P   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p

        l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i    v    o    :

        P   o   s   s    i    b    l   e    i   n    h    i    b    i    t   o   r   o     f    t    h   e   p   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p    l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

       o     f   c    l   o   n    i    d    i   n

       e   a    t    t    h   e    B    B    B     (    1     9     )

        P   o   s   s    i    b    l   e    i   n    h    i    b    i    t   o   r   o     f    t    h    i   s   y   e    t    t   o    b   e     f   u    l    l   y    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d

        t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r   a    t    t    h   e    B    B    B .

         C   o   u    l    d    b   e   a   s   o   u   r   c   e   o     f   a   n   u   m    b   e   r   o     f   c    l    i   n    i   c   a    l    D    D    I   s    b   e    t   w   e   e   n

        d    i   a   c   e    t   y    l   m   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d   o    t    h   e   r   p   o    t   e   n    t    i   a    l   s   u    b   s    t   r   a    t   e   s     /

        i   n    h    i    b    i    t   o   r   s    i   n   c    l   u    d    i   n   g   c    l   o   n    i    d    i   n   e ,

        d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m    i   n   e ,

        t   r   a   m   a    d   o    l   a   n    d   n    i   c   o    t    i   n   e ,   c   o    d   e    i   n   e ,   m   o   r   p    h    i   n   e ,   c   o   c   a    i   n   e ,

       a   n    d    M    D    M     A     (    1     9 ,

         2     0     )

         O   x   y   c   o    d   o   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1    1     0     )

          I    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1    1     0 ,

        1    1    1     )

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (    1    1     2     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

         C     3     4     3    5    T   a   n    d

         G     2     6    7    7    T     /     A     A    B     C    B    1   p   o    l   y   m   o   r   p    h    i   s   m   s    l    i   n    k   e    d    t   o    l   e

       s   s

       a    d   v   e   r   s   e   e

         f     f   e   c    t   s   o     f   o   x   y   c   o    d   o   n   e     (    1    1     3     )

        M   o    t    h   e   r   s   w    i    t    h   a    t    l   e   a   s    t   o   n   e     2     6    7    7    T   c   o   p   y    h   a    d    i   n   c   r   e   a   s   e    d   r    i   s    k   o     f

       o   x   y   c   o    d   o   n

       e  -    i   n    d   u   c   e    d   s   e    d   a    t    i   o   n     (    1    1     4     )

         C     3     4     3    5    T   p   o    l   y   m   o   r   p    h    i   s   m    h   a    d   n   o   e     f     f   e   c    t   s   o   n   o   x   y   c   o    d   o   n   e    P    K     (    1

        1    5     )

        R   o    l   e   o     f    P  -   g   p    i   s    h    i   g    h    l   y   c   o   n    t   r   o   v   e   r

       s    i   a    l     (    1    1     6     )

        B     C    R    P

          I    n    v     i    v    o    :

        I   n    d   u   c   e   r     (    1    1    7

         )

         C   o   n   c   o   m    i    t   a   n    t   u   s   e   o     f   o   x   y   c   o    d   o   n   e

       w    i    t    h   o    t    h   e   r    B     C    R    P

       s   u    b   s    t   r   a    t   e   s   c   o   u    l    d   r   e   s   u    l    t    i   n    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r  -   m   e    d    i   a    t   e    d    D    D    I   s ,

       w    h    i   c    h   m   a   y    i   n   c    l   u    d   e    d   a   u   n   o   r   u    b

        i   c    i   n ,

        d   o   x   o   r   u    b    i   c    i   n ,

       m   e    t    h   o    t   r   e   x   a    t   e ,

        i   m   a    t    i   n    i    b ,

        l   a   p   a    t   a   n    i    b ,

        i   r    i   n   o    t   e   c   a   n ,   a   n    d

        t   o   p   o    t   e   c   a   n     (    1     6     ) ,   a   s   w   e    l    l   a   s   n   o

       n  -   c    h   e   m   o    t    h   e   r   a   p   y   a   g   e   n    t   s

       s   u   c    h   a   s   n    i    t   r   o     f   u   r   a   n    t   o    i   n ,   p   r   a   z   o   s    i   n ,   g    l   y    b   u   r    i    d   e     (    1    1     8     ) ,

       r   o   s   u   v   a   s    t   a    t    i   n ,   s   u    l     f   a   s   a    l   a   z    i   n   e     (    1     6

         ) ,   a   n    d     f   e    l    l   o   w    d   r   u   g   o     f

       a    b   u   s   e ,   m   a   r    i    j    u   a   n   a     (     3     6 ,

        1    1     9 ,    1

         2     0     )

        P   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p

        l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i     t    r    o      &     i    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e   o     f

        t    h   e   p   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p    l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r   o     f   p   y   r    i    l   a   m    i   n   e

       a    t    t    h   e    B    B    B     (    1     2    1 ,

        1     2     2     )

        P   o   s   s    i    b    l   e   s   u    b   s    t   r   a    t   e   o     f    t    h    i   s   y   e    t    t   o

        b   e     f   u    l    l   y    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d

        t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r   a    t    t    h   e    B    B    B .

             I      n

          v         i        t      r      o

       r   e   s   u    l    t   s   s   u   g   g   e   s    t   s    i   g   n    i     f    i   c   a   n    t    l   y

        i   n    h    i    b    i    t   e    d    B    B    B   u   p    t   a    k   e   o     f   o   x   y   c

       o    d   o   n   e     (     3     0     μ    M     )    i   n    t    h   e

       p   r   e   s   e   n   c   e   o     f   p   y   r    i    l   a   m    i   n   e     (    1   m    M     ) ,   q   u    i   n    i    d    i   n   e     (    1   m    M     ) ,

       v   e   r   a   p   a   m    i    l     (    1   m    M     ) ,   a   m   a   n    t   a    d    i   n   e     (    1   m    M     )     (    1     2    1     ) ,

       a   m    i    t   r    i   p    t   y    l    i   n   e     (    K     i   =    1     3     μ    M     ) ,     f    l   u   v   o   x   a   m    i   n   e     (    K     i   =

         6    5     μ    M     ) ,

       a   n    d   m   e   x    i    l   e    t    i   n   e     (    K     i   =     4     4     μ    M     )

         (    1     2     2     )

        H   o   w   e   v   e   r ,    t    h   e   s   e    D    D    I   s   o   c   c   u   r   r   e    d   a    t   v   e   r   y    h    i   g    h

       c   o   n   c   e   n    t   r   a    t    i   o   n   s   a   n    d   m   a   y   n   o    t

        b   e   c    l    i   n    i   c   a    l    l   y   r   e    l   e   v   a   n    t .

        F   u   r    t    h   e   r    i   n   v   e   s    t    i   g   a    t    i   o   n   s   a   r   e   w   a

       r   r   a   n    t   e    d .

    Gharavi, Hedrich, Wang and Hassan

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

    7/26

          T    a      b      l    e      I

          (    c    o    n     t      i    n    u    e      d      )

        D   r   u   g    N   a   m   e

        T   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

        E   v    i    d   e   n   c   e

         C    l    i   n    i   c   a    l    i   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

          I    n    v     i     t    r    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e   o     f

        t    h   e   p   r   o    t   o   n  -   c   o   u   p    l   e    d   a   n    t    i   p   o   r    t   e   r   o     f    d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m

        i   n   e

       a    t    t    h   e    B    B    B     (    1     2     3 ,

        1     2     4     )

             I      n

          v         i        t      r      o

       r   e   s   u    l    t   s   s   u   g   g   e   s    t   o   x   y   c   o    d   o   n   e   a   n    d    d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m    i   n   e

       s    h   a   r   e    t    h    i   s   y   e    t    t   o    b   e     f   u    l    l    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d   a   c    t    i   v   e    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r   a    t

        t    h   e    B    B    B .

        H   o   w   e   v   e   r ,         i      n

          v         i      v      o   r   e

       s   u    l    t   s   s   u   g   g   e   s    t   o   x   y   c   o    d   o   n   e

       a   n    d    d    i   p    h   e   n    h   y    d   r   a   m    i   n   e    d   o   n   o

        t    h   a   v   e   a   s    i   g   n    i     f    i   c   a   n    t    D    D    I

       a    t    t    h   e    B    B    B   a    t   n   o   n  -    t   o   x    i   c   c   o   n   c

       e   n    t   r   a    t    i   o   n   s ,   m   a    k    i   n   g   a

       c    l    i   n    i   c   a    l    D    D    I   u   n    l    i    k   e    l   y   a    t    t    h   e   r   a   p

       e   u    t    i   c    d   o   s   e   s     (    1     2     3     )

         O   x   y   m   o   r   p    h   o   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (    1    1    1     )

        L    i   m    i    t   e    d   e   v    i    d   e   n   c   e   s   u   g   g   e   s    t   s   o   x   y   m

       o   r   p    h   o   n   e    i   s   n   o    t   a

        l    i    k   e    l   y    P  -   g   p   s   u    b   s    t   r   a    t   e

        U   n    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d

        B    B    B    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

          I    n    v     i    v    o    :

         O   x   y   m   o   r   p    h   o

       n   e   u   n    d   e   r   g   o   e   s   a   c    t    i   v   e    t   r   a   n   s   p   o   r    t   a    t    B    B    B    b   y   a

       y   e    t    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r     (    1     2    5     )

        F   u   r    t    h   e   r   r   e   s   e   a   r   c    h    i   s   n   e   e    d   e    d

        F   e   n    t   a   n   y    l

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     2     6 ,

        1     2    7     )

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (     3     3     )

          I    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5    1 ,

        1     2    7   –    1     3     0     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

        I   n    t   e   s    t    i   n   a    l    b   u    t   n   o    t    B    B    B   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     3    1     )

        1     2     3     6    T    T ,     2     6    7    7    T    T ,   a   n    d     3     4     3    5    T    T   g   e   n   o    t   y   p   e   s    l    i   n    k   e    d   w    i    t    h    i   n   c   r   e   a   s   e    d

         f   e   n    t   a   n   y    l  -    i   n

        d   u   c   e    d   r   e   s   p    i   r   a    t   o   r   y    d   e   p   r   e   s   s    i   o   n     (    1     3     2     )

         A    B     C    B    1   p   o    l   y

       m   o   r   p    h    i   s   m   s    h   a   v   e   n   o   e     f     f   e   c    t   o   n     f   e   n    t   a   n   y    l  -    i   n    d   u   c   e    d

       s   e    d   a    t    i   o   n   o   r   r   e   s   p    i   r   a    t   o   r   y    d   e   p   r   e   s   s    i   o   n     (    1     3     3     ) ,   o   r   c   o   m   a     /    d   e    l    i   r    i   u   m     (    1     3     4     )

         C   u   r   r   e   n    t   r   o    l   e   o     f    P  -   g   p    i   s   n   o    t   c    l   e   a   r

         O     A    T    P

          I    n    v     i     t    r    o    :

        N   o    t     O     A    T    P    1

        B    1   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     3    5     )

          I    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     3     6     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (    1     3    5     )

        F   e   n    t   a   n   y    l    d   o   e   s   n   o    t   a   p   p   e   a   r    t   o    b   e

       a   n     O     A    T    P    1    B    1   s   u    b   s    t   r   a    t   e

        Y   e    t    i    d   e   n    t    i     f    i   e    d

        t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r   a    t    B    B    B

          I    n    v     i     t    r    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e   a    t

        t    h   e    B    B    B     (    1     2     6     )

        M   o   r   e   r   e   s   e   a   r   c    h    i   s   n   e   e    d   e    d    i   n    t   o    t    h    i   s    t   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r   w    h    i   c    h

             i      n

          v         i        t      r      o

       e   v    i    d   e   n   c   e   s   u   g   g   e   s    t   s   p    l   a   y   s   a   m   o   r   e   p   r   o   m    i   n   e   n    t   r   o    l   e

        t    h   a   n    P  -   g   p    i   n   o   x   y   c   o    d   o   n   e    d    i   s   p

       o   s    i    t    i   o   n   a    t    t    h   e    B    B    B

        M   e    t    h   a    d   o   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (     3     2 ,

         3     6 ,

        1    1    1 ,

        1     3    7   –    1     4    5     )

          I    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5    1 ,

        1    1    1 ,

        1     3     0 ,

        1     4     6   –    1     4     8     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     4     9   –    1    5    1     )

        P   o   s   s    i    b    l   e    i   n    t   e   s    t    i   n   a    l ,

        b   u    t   n   o    t    B    B    B   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    1     3    1     )

        U   n    l    i    k   e    l   y   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (     9    5 ,

        1    5     2   –    1    5     4     )

         A    B     C    B    1   p   o    l   y

       m   o   r   p    h    i   s   m   s    i   n     f    l   u   e   n   c   e   m   e    t    h   a    d   o   n   e    d   o   s    i   n   g     (    1    5    5   –    1

        5    7     )

       a   n    d    P    K     (    1

        5     8 ,

        1    5     9     )

         A    B     C    B    1   p   o    l   y

       m   o   r   p    h    i   s   m   s    h   a   v   e    l    i    t    t    l   e     /   n   o    i   n     f    l   u   e   n   c   e   m   e    t    h   a    d   o   n   e

        d   o   s    i   n   g     (    1     6     0   –    1     6     2     )   o   r    P    K     (    1     6     3   –    1     6    5     )

             I      n

          v         i        t      r      o

       a   n    d         i      n

          v         i      v      o

       e   v    i    d   e   n   c   e   c    l   e   a

       r    l   y   s   u   p   p   o   r    t   m   e    t    h   a    d   o   n   e

       a   s   a    P  -   g   p   s   u    b   s    t   r   a    t   e ,

        b   u    t   c    l    i   n    i   c

       a    l   e   v    i    d   e   n   c   e    i   s   c   o   n     f    l    i   c    t    i   n   g .

        T    h   e   c   u   r   r   e   n    t   r   o    l   e   o     f    P  -   g   p    i   s   u   n   c    l   e   a   r

    Drug Transporter Interactions with Opioids

  • 8/17/2019 1. Transporter-Mediated Disposition of Opioids Implications for Clinical Drug Interactions

    8/26

          T    a      b      l    e      I

          (    c    o    n     t      i    n    u    e      d      )

        D   r   u   g    N   a   m   e

        T   r   a   n   s   p   o   r    t   e   r

        E   v    i    d   e   n   c   e

         C    l    i   n    i   c   a    l    i   m   p    l    i   c   a    t    i   o   n   s

        B   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e

        P  -   g   p

          I    n    v     i     t    r    o    :

        I   n    h    i    b    i    t   o   r   :    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d   n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (     3     6     )

         S   u    b   s    t   r   a    t   e   :   n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (     3     6 ,

        1     6     6     )

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e   :    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (    1    1    1 ,

        1     6     6 ,

        1     6    7     )

          I    n    v     i    v    o    :

         S   u    b   s    t   r   a    t   e   :    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (    1     6     8     )   a   n    d   n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (    1     6     6

     ,    1     6     9     )

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e   :    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (    1    1    1     )

          C      l      i    n      i    c    a      l    :

        N   o    t   a   s   u    b   s    t   r

       a    t   e     (    5     9     )

             I      n

          v         i        t      r      o

       a   n    d         i      n

          v         i      v      o

       e   v    i    d   e   n   c   e   a   p   p

       e   a   r    t   o   s   u   g   g   e   s    t

        b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e    i   s   n   o    t ,   w    h    i    l   e

       n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e    i   s   a

        P  -   g   p   s   u    b   s    t   r   a    t   e .

         O   n   e   c    l    i   n    i   c   a    l   s    t   u    d   y   a   v   a    i    l   a    b    l   e   s   u   g   g

       e   s    t   s    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e    i   s   n   o    t

       a    P  -   g   p   s   u    b   s    t   r   a    t   e     (    5     9     ) ,    b   u    t    t    h    i   s     f    i   n    d    i   n   g    h   a   s    b   e   e   n

       c   o   n    t   e   s    t   e    d    b   y   o    t    h   e   r   s     (    1    7     0     )

        B     C    R    P

          I    n    v     i     t    r    o    :

        I   n    h    i    b    i    t   o   r   :    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d   n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e     (     3     6     )

        L    i   m    i    t   e    d   e   v    i    d   e   n   c   e   s   u   g   g   e   s    t   s    b   u   p   r

       e   n   o   r   p    h    i   n   e   a   n    d

       n   o   r    b   u   p   r   e   n   o   r   p    h    i   n   e   a   r   e    B     C    R    P    i   n    h    i    b    i    t   o   r   s .

        T    h    i   s   c   o   u    l    d    l   e   a    d    t   o   c    l    i   n    i   c   a    l    D    D    I   s

       w    i    t    h    l    i    k   e    l   y    B     C    R    P

       s   u    b   s    t   r   a    t   e   s   s   u   c    h   a