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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000570-6

Untersuchungen zur Expression von ABC-Transportern im Rahmen zweier Sepsismodelle der Maus

  • Sepsis ist ein Krankheitsbild mit ausgeprägter klinischer Relevanz, das im klinischen Alltag immer wieder große Probleme aufwirft. Zum einen sind die zugrunde liegenden pathophysiologischen Vorgänge im Wesentlichen unverstanden und zum anderen sind große interindividuelle Unterschiede im Erfolg verschiedener Therapieansätze zu beobachten. Die Funktion und Relevanz von Arzneimitteltransportern ist letztlich unklar und unter Umständen stellen sie Einflussgrößen dar, die sich auf Therapie und Prognose einzelner Patienten auswirken können. Des Weiteren muss aufgrund der Vielzahl der parallel verwendeten Wirkstoffe von einem großen Interaktionspotential der verwendeten Substanzen ausgegangen werden. Im Rahmen der vorgelegten Dissertation wurde die Frage eruiert, ob eine systemische Entzündungsreaktion die Expression dieser Transportproteine beeinflusst. Dafür standen Proben zweier unterschiedlicher Sepsismodelle zur Verfügung, die mittels quantitativer PCR und Immunfluoreszenz auf die Expression der pharmakologisch wichtigen ABC-Transporter P-gp, mrp2, BCRP1 und mrp5 in verschiedenen Organen hin untersucht wurden. Bis auf das mrp2, das nur in Darm, Niere und Leber detektiert werden konnte, konnten alle untersuchten Transporter in den betrachteten Organen auf mRNA-Ebene nachgewiesen werden. Diese Befunde wurden teilweise mittels Immunfluoreszenz-Untersuchungen bestätigt. So konnte beispielsweise die kanalikuläre Lokalisation des mrp2 bestätigt und MRP5, wie schon für das humane Herz beschrieben, in den Kardiomyozyten und Endothelzellen lokalisiert werden. Der Vergleich der Sepsismodelle und der nativen Proben zeigt ein uneinheitliches Bild: Hier wurden in den meisten Fällen erhöhte Expressionsspiegel für die CASP-Sepsis beobachtet, wohingegen es beim LPS-Modell vorrangig zu einer Abnahme kam. Lediglich mrp2, das in beiden Modellen vermindert exprimiert war, bildete hier eine Ausnahme. Diese sehr differierenden Ergebnisse sind dabei sehr wahrscheinlich im Versuchdesign begründet. Aufgrund der unterschiedlichen Applikationsverfahren ist beispielsweise mit verschiedenen Anwartzeiten und einem differierenden Zytokinprofil zu rechnen, wodurch die voneinander abweichenden Effekte hinsichtlich der Transporterexpression zu erklären wären. Betrachtet man die Ergebnisse im Einzelnen, so zeigt sich für P-gp nur im CASP-Sepsismodell eine signifikante Expressionsänderung. Die hier beobachtete gesteigerte Transporterexpression könnte durch eine Verminderung der lokalen und systemischen Verfügbarkeit von P-gp Substraten auch funktionelle Bedeutung haben. Die ebenfalls gemessene BCRP1-Expression unterlag insgesamt erheblichen Schwankungen, so dass hier keine eindeutigen Ergebnisse erzielt werden konnten. Für BCRP1 konnte lediglich im Gehirn während beiden Sepsisanordnungen eine deutlich erhöhte Expression festgestellt werden. Vor dem Hintergrund einer möglichen cerebralen Hypoxie im Rahmen der Sepsis, könnte die Zunahme als kompensatorischer Schutzmechanismus vor Akkumulation von BCRP1-Substraten, wie beispielsweise Porphyrinen, interpretiert werden. Die cGMP/cAMP-Effluxpumpe mrp5 zeigt schließlich in allen Organen der CASP-Gruppe ebenfalls eine Expressionszunahme, während es im LPS-Modell in Darm, Niere und Milz zu einer Expressionsabnahme kommt. Es wird diskutiert, ob der Transporter an der Regulation der intrazellulären Konzentration der second messengers cAMP und cGMP beteiligt ist, was im Hinblick auf eine sepsisbedingte Vasodilatation und myokardiale Depression, die beide u.a. über den NO-cGMP-Signaltransduktionsweg reguliert werden, von Interesse wäre. Im Rahmen der Experimente kam es in den Herzproben bei LPS- bzw. CASP-Sepsis zu einem gleich bleibenden Verhalten bzw. zu einer Zunahme des Transportervorkommens, so dass letztlich keine sichere Korrelation zwischen den pathophysiologischen Veränderungen im Rahmen einer Sepsis und der Funktion von mrp5 gestellt werden kann. Zusammenfassend kann man eine Beeinflussung der Transporter durch ein septisches Geschehen ausmachen, wobei die klinische Relevanz und Funktion der Transporter durch weitere Analysen zu klären bleibt.
  • Sepsis is an illness of distinct clinical relevance, which continuously causes problems. On the one hand the underlying patho-physiological procedures are basically not understood and on the other hand big individual differences can be seen in the success of different therapies. The functional relevance of drug transporters is ultimately unclear and possibly they influence the therapy and the prognosis of different patients. On the basis of multiple drugs used parallel, a big interaction potential of the used substances has to be considered. In the given dissertation the questions whether a systematic inflammatory reaction influences the expression of these transport-proteins was investigated. Two different samples of sepsis-models were used. In different organs the expression of pharmacologically important ABC-transporters, like P-gp, mrp2, BCRP1 and mrp5, was examined via quantitative PCR und immune-fluorescence. Apart from mrp2, which could only be found in the kidney, liver and bowels, all transporters were detected on mRNA-level in the organs. These findings were partly verified by immune-fluorescence analysis. Thus the canalicular localization of mrp2 was confirmed and mrp5, as already described for the human heart, could be found in cardiomyocyts und endothelial cells. The comparison of the sepsis-models and the healthy samples displays an inconsistent picture. In most cases elevated levels of expression could be found for the CASP-sepsis, while in the LPS-model predominantly a reduction could be seen. Only mrp2 , which was expressed on a low level in both models, was an exception. These varied results are very likely caused by the different set-ups of the experiments. Regarding the results closely, a significant change in the expression for the P-gp could only be found in the CASP-sepsis-model. The enhanced transporter expression could have functional meaning, like reduced local or systematic availability of P-gp-substrates. The BCRP1-expression was in total subject to considerable fluctuation. Therefore no definite results could be found. The cGMP/cAMP efflux-transporter mrp5 displays an increased expression in all organs of the CASP-group. In contrast to this there is a decreased expression in bowels, kidney and spleen via the LPS-model. Under current investigation is a potential role of mrp5 on the regulation of intra-cellular concentration of cGMP/cAMP. With regard to the sepsis-mediated vasodilatation und cardiac depression this could be of interest. In the different sepsis groups the heart samples did not show homogenous alterations in the mrp5-expression, so no correlation between the presence of the transporters and the patho-physiological modifications can be suggested. All in all an influence of the transporters by septic events can be detected, but the clinical relevance and the function of the transporters still have to be investigated further.

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Metadaten
Author: Anna Victoria Buck
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000570-6
Title Additional (English):Investigations of the expression of ABC-transporters in two different samples of sepsis-models in mice
Advisor:Prof. Dr. Heyo K. Kroemer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2009/02/04
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Medizinische Fakultät (bis 2010)
Date of final exam:2008/12/15
Release Date:2009/02/04
GND Keyword:ABC-Transporter, Maus, Sepsis
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pharmakologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit