Bioavailability and Pharmacokinetics of Genistein: Mechanistic Studies on its ADME

Abstract

Genistein, one of the most active natural flavonoids, exerts various biological effects including chemoprevention, antioxidation, antiproliferation and anticancer. More than 30 clinical trials of genistein with various disease indications have been conducted to evaluate its clinical efficacy. Based on many animals and human pharmacokinetic studies, it is well known that the most challenge issue for developing genistein as a chemoprevention agent is the low oral bioavailability, which may be the major reason relating to its ambiguous therapeutic effects and large interindividual variations in clinical trials. In order to better correlate pharmacokinetic to pharmacodynamics results in animals and clinical studies, an in-depth understanding of pharmacokinetic behavior of genistein and its ADME properties are needed. Numerous in vitro/in vivo ADME studies had been conducted to reveal the main factors contributing to the low oral bioavailability of genistein. Therefore, this review focuses on summarizing the most recent progress on mechanistic studies of genistein ADME and provides a systemic view of these processes to explain genistein pharmacokinetic behaviors in vivo. The better understanding of genistein ADME property may lead to development of proper strategy to improve genistein oral bioavailability via mechanism-based approaches.

A comprehensive anticancer molecular study for genistein the promising anticancer drug

“…Even though, the dramatic changes in ADME and apoptosis gene families were previously highlighted in many studies, [13][14][15] a highlight on the genistein real mechanism of action was only given in this study. The results showed up-regulation to DNA damage inducible transcript 3 gene (DDIT3) by four families: ADME, apoptosis, signal transduction, and transcription factor.…”

Genistein Protects Hematopoietic Stem Cells against G-CSF–Induced DNA Damage

“…Genistein is a natural soy isoflavone with excellent bioavailability that has both antioxidant and antiproliferative properties (16,40,41). Both oxidative stress and excessive proliferation have been postulated to result in genomic instability in HSCs.…”

Flavonoids through the eyes of a pharmacologist. Features and problems of pharmacokinetics

“…Конъюгированные флавоноиды в виде анионных дериватов (метилированные и неметилированные глюкурониды и сульфаты флавоноидов) из клеток тонкого кишечника через базолатеральную мем-брану попадают в кровоток системы портальной вены. Здесь в течение одного-трех часов после по-требления создается первый пик конъюгированных флавоноидов, после чего они захватываются клет-ками печени [5,34,44,52,59]. В то же время неко-торая часть конъюгированных в энтероцитах фла-воноидов может подвергаться возвращению через апикальную мембрану в просвет тонкого кишечника с помощью АТФ-связывающих кассетных транспор-теров BCRP и MRF2 с последующим поступ лением в толстый кишечник [10,32].…”

“…В то же время неко-торая часть конъюгированных в энтероцитах фла-воноидов может подвергаться возвращению через апикальную мембрану в просвет тонкого кишечника с помощью АТФ-связывающих кассетных транспор-теров BCRP и MRF2 с последующим поступ лением в толстый кишечник [10,32]. Этот процесс полу-чил название энтерального рециклинга [59]. Та же часть флавоноидных конъюгатов в виде глюкуро-нидов, которая достигает печени, в гепатоцитах, как показали эксперименты in vitro, под действием β-глюкуронидазы в основном подвергается деглю-куронизации с последующим сульфатированием с помощью сульфотрансферазы, а меньшая фрак-ция интактных глюкуронидов метилируется [39,57].…”

“…Часть из них посту-пает в кровоток и разносится по организму с после-дующим взаимодействием с клетками-мишенями различных органов и тканей или экскретируется с мочой, профильтровавшись в клубочках почек. Другая часть конъюгированных флавоноидов секре-тируется гепатоцитами в просвет тонкого кишечни-ка, определяя процесс так называемого энтероге-патического рециклинга [5,34,52,59]. Подошедшие к органам-мишеням конъюгаты, будучи по большей части гидрофильными (за исключением, возможно, некоторых сульфатированных конъюгатов), c боль-шим трудом способны проникать в клетки.…”