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Visualisierung der Funktion hepatischer Arzneistofftransporter mittels Gadoxetate- verstärkter Magnetresonanztomographie

  • Gadoxetate ist ein neuartiges gadoliniumhaltiges leberspezifisches paramagnetisches Kontrastmittel. Es wird nur über funktionell intakte Leberzellen aufgenommen. Der Aufnahmemechanismus von Gadoxetate beim Menschen ist unbekannt. Es gibt Hinweise aus In-vitro und In-vivo Studien an Ratten, dass Gadoxetate ein Substrat für Vertreter der lebespezifischen organic anion-transporting polypeptides (OATP) Familie ist. Daher war das Ziel der vorliegenden Dissertation, den Einfluss der häufigsten funktionellen Varianten der hepatischen Aufnahmetransporter OATP1B1 und OATP1B3 In-vitro und In-vivo am Menschen zu untersuchen. Methode: Es wurden 36 gesunde Probanden kaukasischer Abstammung entsprechend ihres OATP1B1- und OATP1B3-Haplotyps ausgewählt und den Gruppen wie folgt zugeordnet: OATP1B1/1B3 Wildtyp (n=10), OATP1B1 *1b/*1b (n=8), OATP1B1 *15/*15 und *5/*15 (n=8), OATP1B1 *1a/*5 (n=6) und OATP1B3 *4/*4 (N=4). Nach einer Injektion von 0,1 ml/kg/KG wurden die pharmakokinetischen Parameter und das hepatische enhancement durch Gadoxetate (mittels T1- gewichteter MRT) gemessen. In-vitro Studie: Die Effekte von OATP1B1, OATP1B3 und ihrer funktionellen Varianten auf die zelluläre Aufnahme von Gadoxetate wurde mittels validierter stabil transfizierter HEK-Zellen untersucht. Die Gadoxetate-Konzentrationen in Plasma, Urin, Stuhl und Zellen wurden mittels Flüssigchromatographie-Tandemmassenspektrometrie (LC-MS/MS) bestimmt. Ergebnisse: Die Transportaktivität der Proteinvariante OATP1B1p.130Asp und OATP1B3p.233Ile war erhöht während die der Varianten OATP1B3p.112Ala und OATP1B3p.522Cys sowie der OATP1B1p.130Asp/174Ala Varianten erniedrigt war im Vergleich zu den Wildtypproteinen. Das hepatische Enhancement mit Gadoxetate war in den Gruppen OAT1B1 *1a/*5 und *15/*15 und *5/*15 deutlich reduziert im Vergleich zu den OATP1B1 *1a/*1a und *1b/*1b-Trägern. OATP1B3*4/*4 hatten keinen funktionellen Einfluss auf die hepatische Aufnahme von Gadoxetate. Keiner der pharmakokinetischen Parameter wurde durch OATP1B1 und OATP1B3 Varianten signifikant beeinflusst. Zusammenfassend konnte diese Untersuchung bestätigen, dass Gadoxetate ein Substrat von OATP1B1 und OATP1B3 ist. Wir konnten nachweisen, dass zumindest die OATP1B1 Varianten von klinischer Bedeutung für die hepatische Aufnahme von Gadoxetate in gesunden Probanden sind. OATP1B1-Haplotypen können eine Rolle bezüglich der interindividuellen Variabilität in dem hepatischen enhancement durch Gadoxetate spielen. Weitere klinische Studien sind erforderlich, um die hier gewonnenen Ergebnisse zu bestätigen.
  • Purpose: To determine if genetic polymorphisms of liver-specific human organic anion transporting polypeptide (OATP) 1B1 and OATP1B3 influence cellular uptake of gadoxetic acid in vitro and if functionally relevant polymorphisms are confounders for liver enhancement by gadoxetic acid in healthy subjects. Materials and Methods: This study received ethics approval, and all subjects provided written informed consent. Cellular uptake of gadoxetic acid by OATP1B1 and OATP1B3 and their frequent genetic variants was measured by using stable transfected embryonic kidney HEK293 cells. Liver signal intensity at gadoxetic acid–enhanced MR imaging and pharmacokinetics of gadoxetic acid were evaluated in 36 healthy carriers of SLCO1B1/1B3 wild-type alleles (n = 10), SLCO1B1*1b/*1b (n = 8), SLCO1B1*15/*15 (n = 7), SLCO1B1*5/*15 (n = 1), SLCO1B1*1a/*5 (n = 6), and SLCO1B3*4/*4 (n = 4) by using T1-weighted MR imaging and liquid chromatography tandem mass spectrometry. Results: Transport activity for gadoxetic acid was increased in cells transfected with SLCO1B1c.388A.G (12.8 pmol/ [mg⋅min]6 3.53, P = .001) but decreased in cells with SLCO1B1c.388A.G/521T.C (3.11 pmol/[mg⋅min] 6 0.918, P = .004) compared with cells with nonvariant transporter (6.32 pmol/[mg⋅min] 6 2.73). Compared with activity of cells transfected with the nonvariant SLCO1B3 (7.43 pmol/ [mg⋅min] 6 2.43), SLCO1B3c.699G.A was a gain-of-function variant (15.1 pmol/[mg⋅min] 6 5.52, P = .002), whereas SLCO1B3c.334T.G (0.364 pmol/[mg⋅min] 6 0.125, P = .0001) and SLCO1B3c.1564G.T (0.295 pmol/[mg⋅min] 6 0.247, P = .0001) were variants with lower function. Liver enhancement with gadoxetic acid was reduced in subjects with OATP1B1*1a/*5 compared with wild-type subjects and those with OATP1B1*1b/*1b (area under enhancement curve, 3–480 minutes in arbitrary units [au]; 20.7 au 6 6.85 vs 36.5 au 6 8.08 [P = .006] vs 34.6 au 6 8.92 [P = .026]). The OATP1B3* 4 polymorphism was not of functional relevance. No pharmacokinetic characteristics of gadoxetic acid were influenced by genetic polymorphisms of OATP1B1 and OATP1B3. Conclusion: Liver-specific OATP1B1 and OATP1B3 are uptake carriers for gadoxetic acid in subjects. Genetic polymorphisms of OATP1B1 are signal confounders in gadoxetic acid–enhanced liver MR imaging.

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Metadaten
Author: Ali Nassif
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001774-6
Title Additional (English):Visualization of hepatic Uptake Transporter Function in healthy subjects by Using gadoxetic acid–enhanced Mr imaging
Advisor:Prof. Dr. Siegmund Werner
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2014/04/03
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2014/02/26
Release Date:2014/04/03
GND Keyword:Gadoxetate OATP1B1 OATP1B3 MRT Leber
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pharmakologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit