Genetische Varianten der ABC-Transporter BCRP und P-Glykoprotein: Analyse der Interaktion mit Telmisartan

Deppe, Sylvia

ABC-Transporter sind transmembranäre Transportproteine, die die Pharmakokinetik und Gewebeverteilung von Arzneistoffen beeinflussen können. Häufig treten Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) von ABC-Transportern im menschlichen Genom auf, die die Protein- oder mRNA-Expression bzw. die Bindungsfähigkeit von Substraten oder Inhibitoren an ABC-Transportern verändern. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein experimentelles System für die induzierbare Expression von BCRP und P-gp zu etablieren, klinisch relevante Mutanten zu generieren und diese im Hinblick auf ihr Expressionsniveau, ihre zelluläre Verteilung und Interaktion mit Telmisartan in HEK293-Tet-On-Zellen zu untersuchen. Telmisartan übte einen inhibitorischen Effekt auf BCRP-WT und die Mutanten V12M, Q141K, S248P, F431L und F489L aus, während dieser Effekt bei der R482G-Mutante fast vollständig aufgehoben wurde. Der Arginin-Rest an Position 482 im BCRP scheint somit eine wichtige Rolle bei der Interaktion von Telmisartan mit BCRP zu spielen. Für BCRP S248P, F431L und F489L konnte eine geringere PhA-Transportkapazität nachgewiesen werden. Die Proteinexpression von BCRP Q141K und F489L war signifikant erniedrigt, so dass bei Individuen mit diesen Mutanten die Pharmakokinetik von Arzneistoffen, die durch BCRP transportiert werden, beeinflusst sein kann. In präliminären Analysen zeigte Telmisartan einen vergleichbaren inhibitorischen Effekt an P-gp-WT und den untersuchten Mutanten. Weiterführende Untersuchungen sind nötig, um die Interaktion von Telmisartan mit den generierten P-gp-Varianten abschließend beurteilen zu können. Dihydropyridin-Calciumkanalblocker werden häufig mit AT1-Rezeptorantagonisten in der Hypertonie-Therapie eingesetzt. Deshalb wurde der Einfluss von Nisoldipin auf BCRP und P-gp untersucht. Nisoldipin zeigte einen inhibitorischen Effekt an BCRP und P-gp, so dass Nisoldipin über diesen Mechanismus möglicherweise Interaktionen mit anderen Antihypertensiva auslösen könnte.

ABC transporters are transmembrane proteins that affect the pharmacokinetics and tissue distribution of drugs. Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) in ABC transporter genes may change the expression of ABC transporters and alter interaction characteristics of substrates and inhibitors with these proteins. The goal of this doctoral thesis was to establish an experimental system for the conditional expression of BCRP and Pgp, to generate clinically relevant mutants, to investigate their expression level and to analyse the interaction of telmisartan with the mutant ABC transporters in fluorescence-based assays. An inhibitory effect of telmisartan on wildtype BCRP and BCRP V12M, Q141K, S248P, F431L and F489L was detected. In contrast, telmisartan-induced inhibition of BCRP was almost abolished in cells expressing the R482G variant. Hence, the arginine residue at position 482 of the BCRP molecule appears to be of major importance for the interaction of telmisartan with BCRP. The protein expression level of BCRP Q141K and F489L was significantly reduced. Consequently, the pharmacokinetics of drugs transported by BCRP may be affected in individuals carrying these mutants. BCRP S248P, F431L and F489L possessed a lower phA transport efficacy than did wildtype BCRP. For the F489L variant this may be attributed to the markedly reduced protein expression level. An inhibitory effect of telmisartan on wildtype P-gp and all tested mutants was detected. Future investigations will help to fully elucidate the potential impact of these mutations on the interaction of telmisartan with P-gp. Dihydropyridine calcium channel blockers are frequently used in combination with AT1 receptor antagonists in the treatment of hypertension. Therefore, the effect of nisoldipine on BCRP and P-gp was studied. Nisoldipine exerted an inhibitory effect on both ABC transporters. In conclusion, nisoldipine may cause pharmacokinetic interactions with other antihypertensive drugs via this route.

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Deppe, Sylvia: Genetische Varianten der ABC-Transporter BCRP und P-Glykoprotein: Analyse der Interaktion mit Telmisartan. 2013.

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