Biotransformacja ksenobiotyków-podstawy molekularne i biochemiczne

Wiedza wstępna: chemia organiczna, biochemia, biologia molekularna, fizjologia człowieka (podstawy).

Po kursie student ma posiadać wiedzę z zakresu zawartego w opisie.

Molekularne i biochemiczne podstawy metabolizmu ksenobiotyków u człowieka: enzymy faz I–III, transportery, regulacja genowa, farmakogenomika, bioaktywacja i toksyczność. Elementy metodologii (in vitro/in silico) oraz kliniczne implikacje interakcji i zmienności osobniczej.

Przedmiot obejmuje molekularne i biochemiczne podstawy biotransformacji ksenobiotyków u człowieka. Omawiane są fazy I–III metabolizmu (bioaktywacja i detoksykacja), główne klasy enzymów (m.in. cytochromy P450, FMO, UGT, SULT, NAT, GST, oksydoreduktazy, transferazy), transportery błonowe (rodziny ABC i SLC) oraz regulacja transkrypcyjna przez receptory jądrowe (AhR, PXR, CAR, NRF2). Kurs łączy perspektywę biochemiczną z kliniczną: polimorfizmy genetyczne, wpływ wieku, płci, chorób wątroby i nerek, diety, mikrobiomu oraz interakcji lek–lek/lek–żywność. Szczególny nacisk kładziemy na powstawanie reaktywnych metabolitów, stres oksydacyjny i mechanizmy toksyczności oraz na praktyczne metody badawcze (in vitro, in vivo, in silico), w tym projektowanie prostych testów aktywności enzymów, oznaczanie biomarkerów i elementy modelowania PBPK. Zajęcia przygotowują do krytycznej analizy profili ADME, interpretacji wyników i projektowania doświadczeń przydatnych w biotechnologii medycznej, toksykologii i farmakogenomice.

1. Casarett & Doull’s Toxicology: The Basic Science of Poisons (9th ed.)

2. Casarett & Doull’s Essentials of Toxicology (4th ed., 2021)

3. Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (14th ed., 2022)

4. Biochemiczne i molekularne podstawy biotransformacji ksenobiotyków – monografia UMP (red. M. Cichocki).

5. Toksykologia współczesna (red. W. Seńczuk, PZWL)

6. Biochemia Harpera. Ilustrowana (PZWL)

Wiedza (EK_W#)

EK_W1: Student zna i charakteryzuje fazy I–III biotransformacji oraz główne klasy enzymów i transporterów uczestniczących w metabolizmie ksenobiotyków.

EK_W2: Student rozumie mechanizmy regulacji ekspresji enzymów/ transporterów przez receptory jądrowe (AhR, PXR, CAR, NRF2) oraz zjawiska indukcji i inhibicji.

EK_W3: Student zna podstawy farmakogenomiki biotransformacji oraz konsekwencje kliniczne wybranych polimorfizmów (np. CYP2D6, CYP2C9, NAT2).

EK_W4: Student wyjaśnia mechanizmy bioaktywacji, powstawania reaktywnych metabolitów i ich związek z toksycznością narządową.

Umiejętności (EK_U#)

EK_U1: Student potrafi zinterpretować profil metaboliczny związku na podstawie danych literaturowych/eksperymentalnych i wskazać dominujące ścieżki biotransformacji.

EK_U2: Student projektuje prosty eksperyment oceny aktywności wybranego enzymu (np. CYP3A4/UGT), dobiera substrat/ marker, warunki reakcji i metody detekcji.

EK_U3: Student ocenia ryzyko interakcji lek–lek/lek–żywność na podstawie wiedzy o indukcji/inhibicji enzymów i transporterów.

EK_U4: Student stosuje podstawowe narzędzia in silico/PBPK do jakościowej predykcji losów ksenobiotyku (na poziomie koncepcyjnym).

Kompetencje społeczne (EK_K#)

EK_K1: Student jest gotów do krytycznej oceny danych dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności związków bioaktywnych oraz do komunikowania wniosków w zespole interdyscyplinarnym.

EK_K2: Student przestrzega zasad BHP i etyki pracy z ksenobiotykami oraz odpowiedzialnej komunikacji ryzyka.

Egzamin końcowy pisemny lub ustny.