Effect of P-glycoprotein Inhibitors on the Pharmacokinetics of risperidone and 9-Hydroxyrisperidone in Rats

Abstract

본 연구에서는 리스페리돈을 P-당단백질 활성 저해제인 베라파밀 (15 mg/kg), 실리마린 (40 mg/kg), Biochanin A (10 mg/kg)와 병용 투여 또는 베라파밀 (15 mg/kg), 실리마린 (40 mg/kg), Biochanin A (10 mg/kg), 리팜피신 (600 mg/kg)을 전처리 투여하였을 때 리스페리돈 및 리스페리돈의 활성 대사체인 9-하이드록시리스페리돈의 약물동태학에 미치는 P-당단백질 활성 저해제와 유도제의 영향을 검토하고자 하였다. 쥐의 혈장에서 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈을 정량적으로 검출하기 위하여 기존에 보고된 방법을 변형하여 acid-back 추출 방법을 이용한 분석법을 개발 및 검증하였다. 쥐 혈장으로부터 9-하이드록시리스페리돈, 리스페리돈, 내부표준물질인 클로자핀을 tert-butyl methyl ether 및 펜탄 (7 : 3)을 사용하여 한번에 추출하였다. 이 시료를 15 분 동안 3,000 rpm으로 원심분리한 후 유기층을 취하여 0.05 M HCl 100 mL를 넣고 남은 유기층을 40˚C 에서 10분 동안 증발하였다. 남은 수층에서 50μL를 Capcell-pak C18 컬럼에 주입하였고, 이동상으로는 메탄올·아세토니트릴·0.1% 인산 혼합액 (8 : 7 : 10)을 사용하여 자외선 파장 280 nm에서 검출하였다. 9-하이드록시리스페리돈, 리스페리돈과 내부표준물질은 쥐의 혈장에서 각각 5.3분, 6.7분, 12.9분에 방해 피크 없이 검출되었다. 검량선은 10 ~ 5,000 ng/mL 범위에서 양호한 직선성을 나타내었으며 이 분석법은 충분한 특이성과 정확성 및 정밀성을 가지고 있었다. 리스페리돈을 P-당단백질 저해제로 알려진 베라파밀 (15 mg/kg), 실리마린 (40 mg/kg), Biochanin A (10 mg/kg)와 경구 병용투여를 하였다. 또한 5일간 베라파밀 (15 mg/kg), 실리마린 (40 mg/kg), Biochanin A (10 mg/kg)으로 전처리 및 6일간 P-당단백질 유도제인 리팜피신 (600 mg/kg)으로 전처리 투여하였다. 베라파밀의 경우 리스페리돈과 9-하이드록시리스페리돈의 약물농도-시간곡선 하 면적(AUC0-t) 및 절대 생체내 이용률은 대조군인 리스페리돈을 단독으로 투여한 것에 비해 그 값이 유의적으로 증가하였고 클리어런스는 유의적으로 감소하였다. 또한 9-하이드록시리스페리돈의 최고 혈중농도(Cmax)는 유의적으로 증가하였다. 실리마린의 경우는 전처리하였을 때 9-하이드록시리스페리돈의 최고 혈중농도(Cmax)dhk 혈장 중 약물농도-시간곡선 하 면적(AUC0-24)은 대조군에 비해 각각 유의적으로 증가하였으며 클리어런스(Ct)는 유의적으로 감소하였다. 그러나 biochanin A는 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈의 약물동태학적 파라미터에 대한 영향을 보이지 않았다. 또한 P-당단백질 유도제로 알려진 리팜피신으로 6일 동안 전처리하였을 때 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈의 최고 혈중농도(Cmax)와 약물농도-시간곡선 하 면적(AUC0-t)은 대조군에 비해 그 값이 유의적으로 감소하였고 클리어런스는 유의적으로 증가하였다. 이 결과들을 바탕으로 쥐의 혈장 중 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈의 HPLC 분석법은 성공적으로 확립되었음을 확인하였고, 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈의 약물동태학적 파라미터들은 소장에 존재하는 P-당단백질 활성 저해제인 베라파밀, 실리마린 및 P-당단백질 활성 유도제인 리팜피신에 의해 상당한 영향을 받는다는 사실을 확인할 수 있었다. 리스페리돈 및 9-하이드록시리스페리돈의 생체내 이용률은 베라파밀 및 실리마린과의 병용 투여 및 전처리 투여에 의해 향상되었음을 이 연구를 통해 확인할 수 있었다.;The objective of the present investigation was to examine the effects of P-glycoprotein inhibitors, verapamil (15 mg/kg), silymarin (40 mg/kg), and biochanin A (10 mg/kg) and a P-glycoprotein inducer, rifampicin (600 mg/kg) on the pharmacokinetics of risperidone and 9-hydroxyrisperidone following an oral administration of risperidone (6 mg/kg) in rats. For the determination of risperidone in rat plasma, a HPLC method was developed with a liquid-liquid acid back extraction. Risperidone, 9-hydroxyrisperidone, and clozapine (I.S.) were extracted from the plasma by one-step extraction with tert-butyl methyl ether and pentane (7 : 3). After centrifugation of the extracted sample at 3,000 rpm for 15 min, organic layer was transferred to a clean tube and 0.05 M hydrochloric acid was added to the organic layer. The upper organic layer was discarded and the aqueous phase was evaporated in a centrifugal evaporator for 10 min at 40℃ to evaporate traces of the organic solvent. Then, 50 μL of the sample solution was injected onto a Capcell-pak C18 column with a mobile phase of methanol, acetonitrile and 0.01 M KH2PO4 (pH 3.7 adjusted with phosphoric acid) (8 : 7 : 10, v/v) at a flow rate of 1.0 mL/min. The effluent was detected at 280 nm utilizing an ultraviolet detector. The 9-hydroxyrisperidone, risperidone, and I.S. were eluted at 5.3 min, 6.7 min, and 12.5 min without interfering peaks near the retention times of risperidone, 9-hydroxyrisperidone and I.S., respectively. The standard curve was linear over the concentration range from 10 to 5000 ng/mL. The intra- and inter-day accuracy and precision at four different concentrations of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were below 15% bias or CV (%). Risperidone was co-administered with verapamil (15 mg/kg), silymarin (40 mg/kg) or biochanin A (10 mg/kg) known as P-gp inhibitors in rats orally. In addition, the animals were pretreated with the P-gp inhibitors (15 mg/kg verapamil, 40 mg/kg silymarin or 10 mg/kg biochanin A) for five days and a P-glycoprotein inducer, rifampicin (600 mg/kg), for six days before oral dosing of risperidone. When risperidone was co-administered or pretreated with verapamil (15 mg/kg), AUC0-t and absolute bioavailability of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were significantly increased, while the Clt values of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were significantly decreased compared with control, respectively. The Cmax of 9-hydroxyrisperidone was also significantly enhanced. After pretreatment with silymarin (40 mg/kg) for five days, the AUC0-24, Cmax and absolute bioavailability of 9-hydroxyrisperidone were significantly increased, whereas the Clt of 9-hydroxyrisperidone was significantly reduced compared with control. However, biochanin A did not show any effect on the pharmacokinetic parameters of risperidone and 9-hydroxyrisperidone. Following pretreatment with rifampicin (600 mg/kg) for six days, the AUC0-t and Cmax of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were significantly decreased, while the Clt values of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were significantly enhanced compared with control. In conclusion, the HPLC method developed in this study was successfully validated with specificity, linearity, precision and accuracy. The pharmacokinetic parameters of risperidone and 9-hydroxyrisperidone were significantly affected by verapamil and silymarin, inhibitors of P-gp efflux pump present in the intestinal mucosa and rifampicin, an inducer of intestinal P-gp. The bioavailability of risperidone and 9-hydroxyrisperidone was improved by the co-administration or pretreatment with verapamil and silymarin.