Titolo

La predittività del modello cellulare Caco-2/TC7 per stimare l’assorbimento intestinale nell’uomo dopo esposizione orale

 

Autori

Turco L.*, Catone T.*, Caloni F.**, Testai E.* and Stammati A.* * Dipartimento Ambiente e Prevenzione Primaria, Istituto Superiore di Sanità - Roma; ** Dipartimento di Scienze Veterinarie e Tecnologie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

 

Abstract

La linea cellulare Caco-2 è il modello di epitelio intestinale in vitro più ampiamente utilizzato soprattutto nello screening in ambito farmacologico. Infatti, è la buona correlazione in vivo/in vitro per il trasporto passivo dei farmaci che ne ha caratterizzato la rilevanza e la diffusione in questo tipo di studi. Allo scopo di ridurre l’eterogeneità nella popolazione cellulare di questa linea, causa della variabilità spesso riscontrata nei dati di letteratura, sono stati isolati diversi cloni. Il clone TC7 è risultato essere quello in grado di formare l’epitelio con caratteristiche più simili a quello intestinale in vivo: resistenza trans epiteliale, polarizzazione cellulare, grado di differenziamento. In questo studio la linea cellulare Caco-2/TC7, è stata caratterizzata come modello in vitro per l’assorbimento intestinale, testando 27 composti con diverse caratteristiche chimico-fisiche misurandone le capacità di permeabilità intestinale ed i relativi valori di coefficiente di permeabilità apparente (Papp x 10-6 cm/sec). Questi valori sperimentali sono stati confrontati sia con quelli della linea parentale che con i dati noti in vivo espressi come Frazione Assorbita (FA%). La correlazione con la linea parentale è risultata buona (r2= 0.782), così come quella con i dati in vivo (r2=0.760) soprattutto per il trasporto passivo. Per il trasporto attivo è invece necessario tenere conto del fatto che questo è fortemente influenzato dai diversi livelli di espressione delle proteine coinvolte. Rispetto a quella degli enterociti in vivo, queste differenze sono rilevabili sia nella linea parentale che nei cloni. Gli studi sull’espressione di trasportatori specifici nelle Caco-2 mostrano come sia molto buona la correlazione come rank dei livelli di queste proteine rispetto a quella del digiuno umano. È stato quindi possibile dimostrare che questo modello in vitro è il più rappresentativo dell’epitelio intestinale umano in vivo anche per quei composti che necessitano di proteine di trasporto. Per scopi predittivi è quindi possibile utilizzare questo modello, anche per il trasporto attivo, tenendo conto però della diversità dei livelli di espressione del trasportatore coinvolto. Allo stesso modo è possibile considerare le differenze di metabolismo tra il modello in vitro e l’epitelio intestinale in vivo per condurre studi di assorbimento per quei composti le cui caratteristiche di permeabilità intestinale sono notevolmente influenzate dalle differenze chimico/fisiche tra la molecola parentale ed i suoi metaboliti. Come la linea parentale da cui deriva, la linea cellulare Caco-2/TC7 è un buon modello in vitro per gli studi di assorbimento intestinale di tipo passivo. L’utilizzo di questa linea cellulare come modello predittivo dell’assorbimento intestinale, in cui sono coinvolte proteine specifiche (trasportatori e/o enzimi di metabolismo), rende necessaria la quantificazione dei loro livelli di espressione rispetto agli enterociti in vivo.