Funktionelle Analyse von ABCC2-Haplotypen

Die Wirksamkeit einer Arzneimitteltherapie ist abhängig vom komplexen Zusammenspiel von verschiedenen Prozessen, die zur Verteilung und Antwort auf Arzneimittel führen. Neben den Arzneistoff-metabolisierenden Enzymen spielen die Arzneistofftransporter eine wichtige Rolle. Der Auswärtstransporter ABCC2 gehört zu der Familie der ABC-Transporter und wird vorwiegend in Geweben mit Barrierefunktion exprimiert, wie der Leber, dem Darm und der Niere. ABCC2 weist ein breites Substratspektrum von endogenen und exogenen Substanzen auf. Gemeinsam mit anderen ABC-Transportern trägt ABCC2 zum Phänotyp der „multidrug resistance“ (MDR) bei und ist in Tumorzellen oft überexprimiert. Es wird vermutet, dass genetische Varianten, wie SNPs, im ABCC2-Gen einige der interindividuellen Unterschiede in der Pharmakokinetik von Arzneistoffen erklären könnten. Einige In-vivo-Studien haben bereits einen Zusammenhang zwischen einer veränderten Funktion des ABCC2-Transporters und den Polymorphismen -24C>T in der 5´-UTR, 1249G>A, der zu einem Aminosäureaustausch im ABCC2-Protein an Position 417 von Valin zu Isoleucin führt, und der stillen Mutation 3972C>T (I1324I) beschrieben. Eingehende funktionelle Analysen auf molekularer Ebene auch unter Berücksichtigung von Haplotypen sind bislang aber nicht durchgeführt worden. In dieser Arbeit wurde zunächst eine gesunde Kohorte kaukasischer Herkunft bezüglich der ABCC2-SNPs -24C>T, 1249G>A und 3972C>T genotypisiert. Anschließend wurde der Einfluss der genetischen ABCC2-Varianten auf DNA-Protein-Interaktionen, mRNA-Sekundärstrukturen, mRNA-Stabilitäten und die Proteinexpression in vitro und auf die Funktion in vitro sowie in vivo analysiert. Dabei zeigte sich, dass -24C>T nur einen schwachen gewebeabhängigen Einfluss auf DNA-Protein-Interaktionen und keinen signifikanten Einfluss auf die Degradation der mRNA zeigte. In transient transfizierten HEK293T/17-Zellen konnte allerdings festgestellt werden, dass die Haplotypen H9 (-24C/1249G/3972T), H10 (-24T/1249G/3972C) und H12 (-24T/1249G/3972T) eine signifikant geringere Proteinexpression im Vergleich zum Wildtyp, Haplotyp H1 (-24C/1249G/3972C), aufweisen. Im Gegensatz dazu zeigte der Haplotyp H2 (-24C/1249A/3972C) eine signifikant erhöhte Proteinexpression im Vergleich zum Wildtyp. Übereinstimmenden mit diesen Ergebnissen war auch ein Einfluss der ABCC2-Haplotypen auf die Transportraten der fluoreszierenden Substanz Glutathion-Methylfluorescein in vitro und auf die Bioverfügbarkeit von Talinolol in vivo zu beobachten. Diese Arbeit konnte somit zeigen, dass es haplotypenabhängig zu einer veränderten Transportfunktion von ABCC2 kommt, die auf posttranskriptionelle Modifikationen der Proteinexpression und weniger auf unterschiedliche Transportraten zurückzuführen ist