Funktionelle Bedeutung natürlich vorkommender Proteinvarianten im Multidrug-Resistenz-Protein 2 für den Arzneimitteltransport beim Menschen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die vielversprechende, zukunftsweisende „Screen and Insert"-Methode ist eine dringend benötigte, reproduzierbare und hoch effiziente Zelltechnik, um die funktionelle Bedeutung humaner Membrantransporter, wie ABCC2, und ihrer Varianten in einem homologen System zu untersuchen. Wir haben ScIn zur Charakterisierung der Lokalisierung, der Expression und Aktivität von 13 nichtsynonymen Varianten von ABCC2 angewandt, ein klinisch bedeutender Effluxtransporter für endogene und exogene Substrate einschließlich Arzneimittel zur Behandlung von Krebs und viralen Infektionen. Klinische Studien zeigen, dass AßCC2-Missense-Varianten zur interindividuellen Variabilität in der Arzneimittelwirkung von ABCC2-Substraten beitragen. Da ein großer Bedarf für systematische Untersuchungen zur subzellulären Lokalisierung und Funktionalität von Missense-Varianten in Transportern in vitro besteht, hilft dieses neue System fundierte und verlässliche Daten zu erhalten. Für die ausgewählten 12 ABCC2-Proteinvarianten konnten überzeugende Beweise für einen ABCC2-spezifischen, hoch variablen GS-MF und GS-MCB Transport geliefert werden. Die Varianten D333G, R1174H, R1181L, N1244K, P1291L, V1188E/C1515Y zeigten die größten Veränderungen in der Funktion und/oder Expression im ScIn System und haben sehr wahrscheinlich auch klinische Konsequenzen. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass die hepatische ABCC2-Expression eine deutliche mRNA und Protein Variabilität aufwies. Eine veränderte ABCC2-Proteinexpression konnte mit dem Vorhandensein verschiedener genetischer Polymorphismen im codierenden und Promotor-Bereich von ABCC2 korreliert werden. Insbesondere ist die V1188E/C1515Y Doppelvariante in der Leber erhöht exprimiert Dieser Befund ist in guter Übereinstimmung mit unseren in vitro Expressions-Daten in HT1080- und HEK 293 Zellen. Genetische Parameter scheinen einen größeren Einfluss auf interindividuelle ABCC2-Expressionunterschiede auf Proteinebene zu haben als demographische und Umweltfaktoren. Im Gegensatz dazu scheinen nicht-genetische Faktoren wie Cholestase und Alkohol eher einen Einfluss auf das mRNA-Expressionsniveau in Leber zu haben. Darüberhinaus korrelliert der SNP g.-1019A>G mit einem veränderten Lebermetastasenrisiko. Zukünftige Studien werden nun benötigt, um die klinischen Konsequenzen der untersuchten ABCC2-Varianten mit veränderter Funktion aufzuklären, z.B. bezüglich einer höheren Inzidenz von Arzneimittelnebenwirkungen. Die Ergebnisse dieses von der DFG geförderten Projekts mit einem Posterpreis der VKliPha 2010 ausgezeichnet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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11. Jahreskongress für Klinische Pharmakologie (VKliPha) vom 21.10.-24.10. 2009, Heidelberg, Deutschland. Interindividual variability of multidrug resistance protein 2 (ABCC2) expression in human liver: impactof ABCC2 polymorphisms. British Journal of Clinical Pharmacology, Volume 68, [Supp I]: 58
Lang T, Toliat M, Yan T, Gödtel-Arm brüst U, Klein K, Zanger UM, Wojnowski L, Fromm MF and Glaeser H
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50. Frühjahrstagung der Deutschen Gesellschaft für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie (DGPT) vom 10.03.-12.03.2009, Mainz, Deutschland. Interindividual variability of multidrug resistance protein 2 (ABCC2) expression in human liver: impact of ABCC2 polymorphisms. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology, Volume 379 [Supp I]: 470
Lang T, Toliat M, Gödtel-Armbrust U, Klein K, Zanger UM, Wojnowski L, Fromm MF and Glaeser H
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12. Jahreskongress für Klinische Pharmakologie (VKliPha) vom 04.11.- 06.11. 2010, Würzburg, Deutschland. Generating tetracycline inducible MRP2 cell-lines. British Journal of Clinical Pharmacology, Volume 70, [Supp 1]: 13
Arlanov R, Porter A, Brough R, Strand D, Gödtel-Armbrust U, Schwab M, Wojnowski L and Lang T
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ABCC2 and clinical outcome of tamoxifen therapy. J Clin Oncol 28:e448, 2010
Lang T, Schroth W, Brauch H, et al
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Cold Spring Harbor Laboratory Meeting, Pharmacogenomics & Personalized Therapy 2010 vom November 17-20, 2010, USA. Generating tetracycline inducible MRP2 cell-lines
Arlanov R, Porter A, Brough R, Strand D, Gödtel-Armbrust U, Schwab M, Wojnowski L and Lang T
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13. Jahreskongress für Klinische Pharmakologie (VKliPha) vom 22.10.-24.10.2011, Zürich, Schweiz. Functional comparison of natural variants of the ABC membrane transporter MRP2 using a targeted expression system in human fibrosarcoma cells. British Journal of Clinical Pharmacology, Volume 72, [Supp 1]: 67
Arlanov R, Porter A, Strand D, Brough R, Wojnowski L, Schwab M and Lang T
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Gordon Research Conferences, Multi-Drug Efflux Systems, From Molecular Mechanisms to Pharmacological Modulation, Juni 12-17, 2011, Les Diablerets, Schweiz. Functional comparison of natural variants of the ABC membrane transporter MRP2 using a targeted expression system in human fibrosarcoma cells
Arlanov R, Porter A, Strand D, Brough R, Wojnowski L, Schwab M and Lang T
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The earwax-associated SNP c.538G>A (G180R) in ABCC11 is not associated with breast cancer risk in Europeans. Breast Cancer Res Treat 2011 Jun 8. [Epub ahead of print]
Thomas Lang, Christina Justenhoven, Stefan Winter, Christian Baisch, Ute Hamann, Volker Harth, Yon-Dschun Ko, Sylvia Rabstein, Anne Spickenheuer, Beate Pesch, Thomas Brüning, Matthias Schwab and Hiltrud Brauch
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Wellcome Trust Scientific Conference, Pharmacogenomics and Personalised Medicine, 29 September-2 October 2011, Hinxton, Cambridge, UK. Functional comparison of natural variants of the ABC membrane transporter ABCC2 using a targeted expression system in human fibrosarcoma cells
Lang T. Arlanov R, Porter A, Strand D, Brough R, Wojnowski L, Schwab M
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4th FEBS Special Meeting, ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug-Resistance to Genetic Diseases, March 3-9, 2012, Innsbruck. Functional comparison of natural variants of the ABC membrane transporter ABCC2 using a targeted expression system in human fibrosarcoma cells
Lang T. Arlanov R, Porter A, Strand D, Brough R, Wojnowski L, Schwab M
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Functional Characterization of Protein Variants of the Human Multidrug Transporter ABCC2 by a Novel Targeted Expression System in Fibrosarcoma Cells. Hum Mutat. 2012 Jan 30. [Epub ahead of print]
Rudolf Arlanov, Andrew Porter, Dennis Strand, Rachel Brough, Darja Karpova, Reinhold Kerb, Leszek Wojnowski, Matthias Schwab and Thomas Lang
