Effect of the Dimeric Bile Acid Analogue S 0960, a Specific Inhibitor of the Apical Sodium-dependent Bile Salt Transporter in the Ileum, on the Renal Handling of Taurocholate

Summary

The effect of the dimeric bile acid analogue S 0960 (CAS 142974-51-4), a specific inhibitor of the apical sodium-dependent bile salt transporter (ASBT) in the ileum, on kidney function was studied by clearance experiments in anesthetized rats. Additional experiments were performed on proximal tubular cells freshly isolated from rat kidney cortex and enriched by nycodenz density gradient centrifugation. The clearance studies, which were performed after a 5 h bile duct ligation, revealed a marked rise of the ³H-taurocholate clearance (from 85.4 ±15.7 to 371.1 ± 86.0 µl/min 100g b.w., p < 0.05) and a considerable fall of the fractional tubular ³H-taurocholate reabsorption (from 90.2 ± 1.72 to 68.2 ± 7.50 %, p < 0.05) after S 0960 at a dose of 10 mg/kg i.v whereas the glomerular filtration rate did not significantly change (from 919 ± 165 to 1055 ± 162 µl/ min/100 g b.w). Isolated proximal tubular cells showed a significant accumulation of ³H-taurocholate. The ³H-taurocholate cell/ bath concentration ratio amounted to 3.34 ± 0.17 at a ³H-taurocholate bath concentration of 3 × 10⁻⁷ mol/l. LiCl (10⁻³ mol/l), which is known to inhibit sodium-dependent transport processes in the kidney, markedly diminished cellular ³H-taurocholate uptake (by 65.8 %) whereas probenecid (CAS 57-66-9, 10⁻⁴ mol/l), the classical inhibitor of the basolateral organic acid transporter in the kidney, did not significantly affect ³H-taurocholate uptake. This finding indicates that transport of taurocholate by the basolaterally located organic acid transporter is not involved in the uptake process. The kinetic studies revealed an apparent K_m value of 31 µmol/l and a V_max value of 6.7 µmol/l cell water/min for tubular ³H-taurocholate uptake. At concentrations > 30 µmol/l S 0960 virtually completely inhibited cellular ³H-taurocholate uptake. ³H-taurocholate uptake was half-maximally inhibited at a S 0960 concentration of 5.8 µmol/l.

The results of this functional study are in line with recent molecular evidence that the apical sodium-dependent bile salt transporters in kidney and ileum are identical and demonstrate that S 0960 is a potent inhibitor of the apical sodium-dependent taurocholate transporter in the kidney which augments the renal clearance of ³H-taurocholate. Compounds such as S 0960 may be of special therapeutical value in patients with extrahepatic cholestasis and elevated levels of plasma bile acids.

Zusammenfassung

Wirkung des dimerischen Gallensäureanalogs S 0960, einem spezifischen Hemmstoff des apikalen Natrium-abhängigen Gallensäuretransporters im Ileum, auf die renale Ausscheidung von Taurocholat

S 0960 (CAS 142974-51-4) ist ein spezifischer Hemmstoff des apikalen Natriumabhängigen Gallensäuretransporters (ASBT) des Ileums, dessen Einfluß auf die Nierenfunktion durch Clearance-Experimente an anästhesierten Ratten untersucht wurde. Zusätzliche Experimente wurden an proximalen Tubuluszellen ausgeführt, die aus der Nierenrinde von Ratten isoliert und durch Nycodenz-Dichtegradientenzentrifugation angereichert wurden. Die Clearance-Untersuchungen, die 5 h nach Gallengangsligatur durchgeführt wurden, zeigten, daß S 0960 bei einer Dosis von 10 mg/kg i.v. die ³H-Taurocholat-Clearance signifikant erhöhte (von 85,4 ± 15,7 auf 371,1 ± 86,0 µl/min 100 g Körpergewicht, p < 0,05) und die fraktionelle tubuläre Taurocholat-Resorption signifikant verminderte (von 90,2 ± 1,72 auf 68,2 ± 7,50 % p < 0,05), während die glomeruläre Filtrationsrate sich nicht signifikant änderte (von 919 ± 165 auf 1055 ± 162 µl/ min/100 g b. w.). In den isolierten proximalen Tubuluszellen wurde ³H-Taurocholat angereichert: Bei einer ³H-Taurocholat-Badkonzentration von 3 ± 10⁻⁷ mol/l betrug das Zell / Bad Konzentrationsverhältnis von ³H-Taurocholat 3,34 ± 0,17. LiCl (10⁻³ mol/l), von dem bekannt ist, daß es Natrium-abhängige Transportprozesse hemmt, verminderte die zelluläre ³H-Taurocholat-Aufnahme deutlich (um 65,8 %), während Probenecid (CAS 57-66-9, 10⁻⁴ mol/l), der klassische Hemmstoff des basolateralen organischen Säuretransporters in der Niere, die ³H-Taurocholat-Aufnahme nicht signifikant veränderte. Dieses Ergebnis zeigt an, daß ein Taurocholat-Transport durch den in der basolateralen Zellmembran lokalisierten organischen Säuretransporter nicht an dem Aufnahmevorgang beteiligt ist. Die kinetischen Untersuchungen zeigten für die tubuläre ³H-Taurocholat-Aufnahme einen apparenten K_m-Wert von 31 µmol/l und ein V_max von 6,7 µmol/l Zellwasser/min. Die ³H-Taurocholat-Aufnahme wurde bei einer S 0960-Konzentration von 5,8 µmol/l halbmaximal, bei einer Konzentration > 30 µmol/l nahezu vollständig gehemmt.

Die Ergebnisse dieser funktionellen Studie stimmen mit neueren molekularbiologischen Untersuchungen überein, die darauf hinweisen, dass die apikalen Natrium-abhängigen Gallensäuretransporter in Niere und Ileum identisch sind. S 0960 ist ein wirksamer Hemmstoff des apikalen natriumabhängigen Taurocholat-Transporters in der Niere, der die renale Clearance von ³H-Taurocholat erhöht. Stoffe wie S 0960 könnten für Patienten mit extrahepatischer Cholestase und erhöhten Plasmaspiegeln von Gallensäuren von großem therapeutischem Wert sein.

Key words

Apical sodium-dependent bile salt transporter, inhibitor - Bile acid analogue, dimeric - CAS 142974-51-4 - S 0960, effect on kidney function, rat - Taurocholate, clearance