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7  Zusammenfassung

In Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden mehrere quantitative Verfahren zur Bestimmung der mRNA Expression der Gene CYP1A1, CYP1B1, CYP3A4 und MDR1 in verschiedenen Zelltypen entwickelt und angewandt.

Die Untersuchungen an humanen immortalisierten Zelllinien haben eine durch antiretrovirale Medikamente bedingte Induktion der Expression von CYP1A1, CYP1B1, CYP3A4 und MDR1 dokumentiert. Die Bestimmungen der durch Aryl Kohlenwasserstoff Rezeptor regulierten Expression erfolgten in der HeLa Zellkultur während die durch den Pregnan-X-Rezeptor aktivierte Initiation der Transkription in den HepG2-Zellen hepatischen Ursprungs sowie COLO-320-Zellen dermalen Ursprungs charakterisiert wurde. Die basale Expression der CYP3A4 mRNA nahm mit steigernder Passagierungszahl der HepG2-Zellen stetig ab und erreichte bei etwa 2 Kopien CYP3A4 mRNA/ng RNA das Minimum. Inkubationen der Zellen mit Rifampicin resultierten in einer statistisch signifikant erhöhten Expression der CYP3A4 und MDR1 mRNA in beiden Zellsystemen, was die Eignung der Zelllinien COLO-320 und HEPG2 für Induktionsversuche bestätigt.

Die untersuchten Nukleosidischen Reverse Transkriptase Inhibitoren (Abacavir, Didanosin, Lamivudin, Stavudin, Zalcitabin, Zidovudin) zeigten nur vereinzelt eine Induktion der Expression untersuchter Gene. Konzentrationen von CYP3A4 und MDR1 mRNA blieben nach Inkubationen mit den NRTIs in beiden Zellkulturen ohne signifikante Veränderungen. Inkubationen der HeLa-Zellen mit Lamivudin bzw. Zidovudin wirkten nur auf die CYP1B1 mRNA Expression um den Faktor 5.4 aktivierend. Zalcitabin verursachte eine signifikante Erhöhung der mRNA Konzentrationen von CYP1A1 und CYP1B1. um das 2.8 bzw. 6.0-fache.

Aus der Gruppe der untersuchten Nicht-Nukleosidischen Reverse Transkriptase Inhibitoren induzierte Efavirenz CYP3A4 mRNA und Nevirapin die CYP1B1 mRNA. Inkubationen mit Delavirdin resultierten in einer Zunahme der CYP3A4 und MDR1 mRNA Konzentration.

Alle untersuchten Gene unterlagen einer Induktion durch den die älteren Proteaseinhibitoren – Indinavir, Nelfinavir, Ritonavir und Saquinavir. Die neueren Proteaseinhibitoren Amprenavir und Kaletra verursachten keine oder eine verhältnismäßig schwache Induktion. Der Inhalt der Kaletra-Kapseln induzierte die CYP1B1 und CYP3A4 mRNA Konzentrationen. Darüber hinaus induzierte Amprenavir CYP3A4 und MDR1.

Die MDR1 mRNA war in der COLO-320 Zelllinie weniger stark induzierbar als dies unter gleichen Bedingungen in den HepG2-Zellen gezeigt wurde. Zum anderen reagierten die COLO-Zellen empfindlicher auf höhere, für die Zellen toxische Dosen der Medikamente als die HepG2 Kulturen.

Insgesamt war das Ausmaß der Induktion bei CYP1A1 und CYP1B1 stärker als bei CYP3A4 und MDR1, was zum einen an dem Regulationsweg liegen kann, zum anderen auch durch das Testsystem oder die gewählten Zellkulturlinien bedingt sein kann.

Die Veränderungen in der Expression der AhR regulierten Enzyme könnten klinische Folgen für AIDS-Patienten haben, bestehend aus erhöhtem Krebsrisiko und stärkerer Elimination von Antipsychotika. Die Aktivierung der PXR induzierten Genbatterie kann in Abhängigkeit von der Komedikation die Elimination der antiretroviralen Mittel beschleunigen und eine Resistenzentwicklung des Virus begünstigen. Die Induktion von MDR1 erschwert zudem das Passieren der Blut-Hirn-Schranke, was ebenfalls klinische Konsequenzen haben könnte.

Mittels eines RT-PCR Verfahrens in Echtzeit konnte erstmals an einer größeren Anzahl Probanden (n = 96) gezeigt werden, dass die CYP3A4 mRNA in peripheren Leukozyten exprimiert und durch Rifampicin induziert wird. Die Expression sowie das Ausmaß der Induktion der CYP3A4 mRNA in Leukozyten korrelierten nicht mit den gemessenen pharmakokinetischen Parametern für die CYP3A Testsubstanz Alprazolam, was darauf hindeutet, dass die Bestimmung der mRNA im Blut kein geeigneter Parameter für die Aktivität des Enzyms in der Leber darstellt. Zudem hatte keine der untersuchten Varianten von CYP3A4 und CYP3A5 einen Einfluss auf den Stoffwechsel von Alprazolam. Die Allele CYP3A4*1B, CYP3A4*3 und CYP3A5*1 sind sehr selten aufgetreten und haben höchstwahrscheinlich keine funktionelle Bedeutung für die Aktivität vom CYP3A Enzym.


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20.10.2004