Bruhn, Claudia: Untersuchungen zum genetischen Polymorphismus der humanen Biotransformationsenzyme Glutathion-S-Transferase T1-1 und Arylamin-N-Acetyltransferase 1

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Kapitel 5. Zusammenfassung

Die genetischen Polymorphismen der humanen Biotransformationsenzyme Glutathion-S-Transferase Theta 1 (GSTT1-1) und Arylamin-N-Acetyltransferase 1 (NAT1) wurden erst zu Beginn der neunziger Jahre entdeckt. Es besteht derzeit ein großes Interesse nicht nur am Auffinden neuer Mutationen, sondern vor allem an Untersuchungen zur Häufigkeit der Allele, zu deren phänotypischen Konsequenzen und pharmakologisch-toxikologischer Relevanz. Die in vorliegender Arbeit enthaltene Literaturübersicht dokumentiert den aktuellen Erkenntnisstand zu GSTT1-1 und NAT1 bezüglich Struktur der Enzyme, Rolle im humanen Stoffwechsel, Substratspezifitäten und genetischem Polymorphismus.

Für die Untersuchungen im experimentellen Teil der Arbeit standen die Blutproben von 314 gesunden, deutschen Probanden mit bekanntem GSTT1- und/oder NAT1-Genotyp zur Verfügung. Es wurden Methoden etabliert und validiert, um im Hämolysat die Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Umsetzung des GSTT1-1-spezifischen Substrats Dichlormethan sowie des NAT1-spezifischen Substrats
p-Aminobenzoesäure mit vertretbarem Laboraufwand zu bestimmen. Hinsichtlich GSTT1-1 wurden 140 zufällig ausgewählte Probanden phänotypisiert. Bei 19,3% der Individuen war keine Umsetzung von Dichlormethan nachweisbar. Dieses Ergebnis stand in 100%iger Übereinstimmung mit den Befunden der Genotypisierung, wonach bei diesen Probanden eine homozygote GSTT1-Gendeletion vorlag. Bei 80,7% der Probanden war durch Genotypisierung mindestens ein GSTT1*A-Allel identifiziert worden. Mit Hilfe der Phänotypisierung konnten in dieser Gruppe zwei Phänotypen voneinander abgegrenzt werden; 45,0% der Probanden waren unter den gegebenen Bedingungen intermediär, 35,7% der Probanden hoch aktiv. Damit bestand der Vorteil der Phänotypisierung darin, eine trimodale Verteilung der GSTT1-1-Aktivität nachweisen zu können. Dies wurde in der vorliegenden Arbeit erstmalig in einer größeren deutschen Population gezeigt.

    Glutathion-S-Transferasen sind an der Entstehung von Zytostatika-Resistenzen beteiligt. Zwei Phosphonsäurediester des Glutathions, die sich als kompetitive bzw. nicht-kompetitive Hemmstoffe anderer GST-Isoenzyme erwiesen hatten,


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    sollten in vorliegender Arbeit bezüglich einer Hemmwirkung auf die GSTT1-1-vermittelte Umsetzung von Dichlormethan untersucht werden. Es wurde jedoch kein inhibitorischer Effekt festgestellt. Weiterführende Untersuchungen müssen klären, ob dieses Ergebnis auf eine Isoenzymspezifität der beiden Substanzen zurückzuführen ist.

Tacrin, ein Arzneistoff zur Behandlung des Morbus Alzheimer, zeigte in vorliegender Arbeit nur eine unspezifische Hemmwirkung auf die GSTT1-1-vermittelte Umsetzung von Dichlormethan. Weiterführende Studien könnten zur Klärung der Frage beitragen, ob GSTT1-1 an der Entgiftung protein-reaktiver Tacrin-Metaboliten beteiligt ist und ob der genetische Polymorphismus dieses Enzyms dabei eine Rolle spielt.

Gegenwärtig sind 24 verschiedene NAT1-Allele bekannt, wobei einige davon sehr selten auftreten. In der hier verwendeten deutschen Population waren sechs NAT1-Allele identifiziert worden. Das Ziel der Phänotypisierung bestand darin, die funktionelle Konsequenz dieser Allele in den Blutproben von 105 gezielt ausgewählten Probanden zu bestimmen. Der Vergleich der Reaktions-geschwindigkeiten bei der Umsetzung des spezifischen Substrates
p-Aminobenzoesäure erfolgte jeweils mit den homozygoten Trägern des am häufigsten vorkommenden Allels NAT1*4 (Wildtyp-Allel). Im Gegensatz zu den Ergebnissen anderer Autoren war das Vorhandensein des Allels NAT1*10 im Genotyp eines Probanden nicht mit einer erhöhten Umsetzung des Substrats verbunden. NAT1*3 führte zu einem leicht erhöhten, bei homozygoten Trägern des Allels signifikant erhöhten Substratumsatz. Bei Probanden mit mindestens einem NAT1*11-Allel war die Reaktionsgeschwindigkeit um 20 - 40% verringert. Das Vorhandensein von NAT1*14A führte zu einer um die Hälfte verringerten Reaktionsgeschwindigkeit bei der Umsetzung von PABA. In vorliegender Arbeit wurde erstmalig für einen homozygoten Träger des NAT1*15-Allels das Fehlen jeglicher Enzymaktivität nachgewiesen.

GSTT1-1 und NAT1 sind an der Entgiftung und metabolischen Aktivierung zahlreicher Karzinogene beteiligt. Aus diesem Grund haben aktuelle epidemiologische Studien die Aufklärung von Zusammenhängen zwischen den


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genetischen Polymorphismen von GSTT1-1 und NAT1 sowie den Risiken von Krebserkrankungen oder genetischen Schädigungen zum Ziel. In derartigen Studien ist die Dokumentation der ethnischen Zusammensetzung der untersuchten Populationen bzw. die Verwendung ethnisch einheitlicher Stichproben von großer Bedeutung. Dies ist notwendig, da beispielsweise zwischen europäischen und amerikanischen Populationen einerseits und asiatischen Bevölkerungsgruppen andererseits große Unterschiede in der Häufigkeit verschiedener GSTT1- und NAT1-Allele bestehen. Bezüglich der Häufigkeit der GSTT1-Gendefizienz sowie des NAT1*11-Allels wurden in vorliegender Arbeit jedoch auch zwischen europäischen, d.h. einander ethnisch nahestehenden Bevölkerungsgruppen statistisch signifikante Unterschiede gefunden.

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Fri Jun 8 12:39:32 2001