Regulation of hepatic P-gp expression and activity by genistein in rats

P-glycoprotein (P-gp) is an ABC transporter exhibiting high pharmacotoxicological relevance by extruding a wide range of cytotoxic compounds out of the cells. Previously, we demonstrated that the phytoestrogen genistein (GNT) modulates P-gp expression in hepatocellular carcinoma in vitro. Although several beneficial effects (e.g., antioxidant, antimutagenic, anticancer) have been attributed to GNT, the molecular mechanisms have not been totally elucidated. In the present work, we evaluated the effect of GNT on P-gp expression in rat liver, kidney and ileum. We found that GNT (5 mg/kg daily s.c. 3 days) increased hepatic P-gp expression and also Mdr1a (one of the genes encoding P-gp) mRNA levels. Renal and intestinal P-gp remained unchanged after GNT treatment. Hepatic P-gp activity measured with rhodamine-123 and digoxin, both well-known P-gp substrates, was also increased. In vitro experiments using hepatocyte primary cell culture demonstrated that inhibition of ER-α with ICI182/780 did not prevent Mdr1a mRNA up-regulation by GNT (10 µM). In contrast, Mdr1a induction was suppressed after pregnane X receptor (PXR) inhibition by sulforaphane and knockdown of this nuclear receptor. These findings were confirmed in vivo by using the PXR antagonist ketoconazole. In conclusion, we demonstrated the induction of hepatic P-gp expression and activity by GNT in vivo, with PXR being a likely mediator. This suggests that GNT, at concentrations observed in plasma of individuals consuming the phytoestrogen in the diet or through supplements, could affect the clearance of relevant P-gp substrates of therapeutic use as well as toxicity of environmental and food toxicants.Fil: Semeniuk, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Ceré, Lucila Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Ciriaci, Nadia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Bucci Muñoz, Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Villanueva, Silvina Stella Maris. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Mottino, Aldo Domingo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Catania, Viviana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Rigalli, J.P.. Radboud Universiteit Nijmegen; Países Bajos. Leiden University. Leiden University Medical Center; Países BajosFil: Ruiz, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; Argentin