Niedrige
Abb. 4.12: Tmax Mittelwerte (± SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und Tmax der einzelnen Pferde (rechts)
Ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen war nicht vorhanden (Mann-Whitney-Test, p= 0,36). Wie der Abbildung 4.12 (rechts) zu entnehmen ist, zeigten die Tmax Werte der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe größere Unterschiede zwischen den Pferden als die der niedrigen 1-Genexpressionsgruppe. Der maximal erreichte Tmax Wert der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe war 12 h, der minimale Tmax Wert lag bei 4 h. Das maximale Tmax
Niedrige MDR-1-Genexpression
lag für die Gruppe der niedrigen MDR-1-Genexpression bei 6 h und der minimale bei 3 h. Bei den Pferden 14 und 15 zeigte der Tmax Wert keine Auffälligkeiten und lag auch im ähnlichen Bereich wie bei den anderen Pferden.
4.4.2.3 Apparentes Verteilungsvolumen der terminalen Phase
Das Verteilungsvolumen von Ivermectin lag zwischen 1223,4 ml/kg und 8571,8 ml/kg während die Werte für Pferde 14 und 15 bei 17059,2 ml/kg und 11809,8 ml/kg deutlich höher waren.
Tab. 4.9: Vz/F Parameter für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen
Niedrige
Expressionsgruppe
Hohe
Expressionsgruppe
n 5 6
Minimum [ml/kg]
2242 2078
Maximum [ml/kg]
8571 17059
Mittelwert [ml/kg]
4706 7041
Die Mittelwerte der Verteilungsvolumina der Pferde beider Expressionsgruppen sind in Abbildung 4.13 dargestellt. Die Vz/F Mittelwerte unterschieden sich nicht signifikant (Mann-Whitney-Test, p= 0,41). Wie der Abbildung 4.13 (rechts) zu entnehmen ist, unterschieden sich die Werte der Pferde 14 und 15 deutlich von den anderen Pferden. Diese zwei Pferde zeigten bis zu siebenfach höhere Werte für das Verteilungsvolumen als die Pferde der beiden MDR-1-Genexpressionsgruppen. Aufgrund der geringen Zahl der Pferde (n=2) konnte keine statistische Auswertung erfolgen.
niedrige MD
Abb.4.13: Vz/F Mittelwerte (± SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und Vz/F der einzelnen Pferde (rechts)
4.4.2.4 Gesamtclearance nach oraler Applikation
Die Gesamtclearance lag zwischen 27,7 µl/h/kg und 288,0 µl/h/kg für die Pferde der hohen Expressionsgruppe und zwischen 49,2 µl/h/kg und 123,7 µl/h/kg für die Pferde der niedrigen Expressionsgruppe (Tab. 4.10).
Tab. 4.10: CL/F Parameter für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen
Niedrige
Nie
Die Mittelwerte für die Gesamtclearance der Pferde beider Expressionsgruppen sind in Abbildung 4.14 dargestellt.
Abb. 4.14: CL/F Mittelwerte (± SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und CL/F der einzelnen Pferde (rechts).
Die Mittelwerte für die Gesamtclearance unterschieden sich bei den Pferden beider MDR-1-Genexpressionsgruppen kaum. Der Unterschied in der Gesamtclearance zwischen den Pferden der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe und denen der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe war, ohne Berücksichtigung der Pferde 14 und 15, statistisch signifikant (Mann-Whitney-Test, p= 0.016). Allerdings zeigten die Pferde 14 und 15 noch deutlich höhere Werte für die Gesamtclearance als die Pferde der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe. Die Gesamtclearance bei den Pferden 14 und 15 war bis zu sechsfach höher als die mittlere Clearance bei der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe und bis zu zweifach höher als die mittlere Clearance der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe. Aufgrund der geringen Zahl der Pferde (n=2) konnte keine statistische Auswertung erfolgen.
Niedrige MDR-1 Expression
4.4.2.5 Fläche unter der Kurve
Die Area Under the Curve last, AUC last, beschreibt die Fläche unter der Kurve von dem Zeitpunkt null bis zur Zeit der letzten messbaren Konzentration.
Die AUC last Werte lagen zwischen 197 h*ng/ml und 5310 h*ng/ml für die Pferde der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe und zwischen 1052 h*ng/ml und 2815 h*ng/ml für die Pferde der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe (Tab. 4.11).
Tab. 4.11: AUClast Parameter für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen
Niedrige
Die AUC Werte für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen unterschieden sich nicht signifikant voneinander. Die Mittelwerte der Gruppen sind in Abbildung 4.15 dargestellt.
Bei Betrachtung der Werte zu den einzelnen Pferden fielen die Pferde 14 und 15 mit extrem niedrigen AUC Werte von 197 h*ng/ml bzw. 459 h*ng/ml auf. Der Ausschluss dieser beiden Pferde von der hohen MDR-1 Expressionsgruppe führt zu einem signifikanten Unterschied zwischen den restlichen vier Pferden dieser Gruppe und der Pferde der niedrigen Expressionsgruppe (Mann-Whitney-Test, p= 0,016). Wie der Abbildung 4.15 zu entnehmen ist, waren die AUC last der Pferde 13, 19, 22 und 40 ca. zehnfach höher, die der Pferde der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe ca. fünffach höher als die AUC last für Pferde 14 und 15.
niedrige MD
Abb. 4.15: AUC last Mittelwerte (±SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und AUC last der einzelnen Pferde (rechts)
4.4.2.6 Terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante
Die terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante, λz, lag für alle untersuchten Pferde zwischen 0,009 l/h und 0,0475 l/h (Tab. 4.12).
Tab. 4.12.: λz Parameter für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen
Niedrige
Obwohl die terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante für die Pferde der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe zu höheren Werte tendierten als die der hohen MDR-1 Genexpressionsgruppe (Abb. 4.16), konnte kein signifikanter Unterschied gezeigt werden.
Abb. 4.16: λz Mittelwerte (± SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und die λz der einzelnen Pferde (rechts)
Die terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante der hohen Expressionsgruppe variierte kaum, während große Unterschiede für die Werte der niedrigen Expressionsgruppe zu beobachten waren. Die terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstanten der Pferde 14 und 15 lagen nah aneinander und unterschieden sich kaum zur restlichen Gruppe der hohen MDR-1-Genexpression.
4.4.2.7 Halbwertszeit der terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstante
Die Halbwertszeit der terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstante, t½ λz, lag zwischen 15 h und 77 h (Tab. 4.13). Die niedrigsten Werte wurden für die niedrige MDR-1-Genexpressionsgruppe berechnet. Die Pferde dieser Gruppe zeigten auch eine größere Streuung in der Halbwertszeit der terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstanten als die Pferde der hohen MDR-1-Genexpressionsgruppe (Abb. 4.17).
niedrige MD
niedrige MD
Tab. 4.13: t ½ λz Parameter für beide MDR-1-Genexpressionsgruppen
Niedrige Expressionsgruppe zu höheren Werten für die Halbwertszeit der terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstante als die der niedrigen MDR-1-Genexpressionsgruppe.
Allerdings erwiesen sich die Unterschiede als statistisch nicht signifikant.
Abb. 4.17: t ½ λz Mittelwerte (± SEM) der Pferde beider MDR-1-Genexpressionsgruppen (links) und t ½ λz der einzelnen Pferde (rechts)
Bei der Betrachtung der Werte für die einzelnen Pferde fiel eine große Variation bei den Pferden mit niedriger MDR-1 Expression auf (Abb. 4.17, rechts).
niedrige MD
5 Diskussion
Das P-Glykoprotein wird zum ersten Mal in colchicinresistenten, chinesischen Hamster Ovar-Zellen nachgewiesen. Es verleiht diesen Ovar-Zellen eine Resistenz gegenüber Colchicin und anderen Arzneistoffen (JULIANO u. LING 1976). Das kodierende Gen wird aufgrund seiner hohen Expression in multidrug resistenten Tumorzellen als das Multidrug Resistance (MDR-1) Gen bezeichnet (UEDA et al. 1987). Es ist mittlerweile bekannt, dass dieser ABC-Transporter eine Rolle in der Pharmakokinetik seiner Substrate spielen kann (MEALEY 2004).
Aufgrund seiner Lokalisation auf der apikalen Oberfläche von Enterozyten kann das P-gp der Resorption seiner Substrate entgegenwirken. Dies kann anhand einer höheren oralen Bioverfügbarkeit von Ivermectin bei mdr-1-Knockout-Mäusen als bei mdr-1-Wildtyp-Mäusen gezeigt werden (KWEI et al. 1999). Die Rolle dieses Proteins in der Verteilung seiner Substrate wird bei mdr1-Knockout-Mäusen sowie bei Ivermectin-sensitiven Hunden deutlich beobachtet.
Aufgrund des fehlenden P-gps an der Blut-Hirn-Schranke akkumuliert Ivermectin im Gehirn dieser Tiere und führt durch die Bindung an GABA gesteuerten Chloridkanälen zu zentralnervösen Symptomen (SCHINKEL et al. 1994; MEALEY et al. 2001). Das P-gp kann auch an der Elimination seiner Substrate beteiligt sein. Eine Erythromycin-vermittelte Hemmung der P-gp-Funktion verringert die biliäre und renale Clearance von Doxorubicin bei Ratten (KISO et al. 2000). Bei mdr1a-Wildtyp-Mäusen liegt die intestinale Exkretion von Ivermectin höher als bei mdr1a-defizienten Mäusen (KWEI et al. 1999; KIKI-MVOUAKA et al. 2010). Obwohl das P-gp keine intrinsische metabolische Aktivität besitzt, kann es das metabolisierende Enzym CYP 3A in seiner Funktion unterstützen. Das Substrat kann nach der Aufnahme in den Enterozyt vom P-gp zurück ins Darmlumen transportiert werden. Nach der Aufnahme in weiter distal gelegenen Enterozyten wird es dem CYP 3A erneut ausgesetzt (ZHANG u. BENET 2001).
Ähnlich wie beim Mensch und bei der Maus ist das P-gp auch beim Pferd auf der apikalen Membran von Enterozyten, von Gallengangsepithelzellen in der Leber und von Tubuluszellen der Niere lokalisiert. Dies deutet auf eine Rolle des Transporters in der oralen Bioverfügbarkeit, Verteilung und Elimination seiner Substrate hin (TYDEN et al. 2009). Dementsprechend führt
eine Hemmung des equinen P-gps zu einer erhöhten oralen Bioverfügbarkeit von Cetirizin (OLSEN et al. 2007).
Die Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression und der P-gp-Expression ist nicht völlig geklärt. Obwohl gezeigt werden kann, dass die Expression des MDR-1-Gens die Menge des intrazellulär synthetisierten Proteins kontrolliert (HOFFMEYER et al. 2000), weisen die Ergebnisse von anderen Studien auf das Fehlen einer solchen Korrelation hin (BERGGREN et al. 2007). CONRAD et al. (2001) kann auch keine enge Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression und P-gp-Expression beim Hund bestätigen. Dennoch zeigen die Leber, Niere, Lunge und das Duodenum eine hohe P-gp-Expression bei einer gleichzeitig hohen MDR-1-Genexpression (CONRAD et al. 2001). Beim Pferd kann bisher keine Korrelation zwischen der intestinalen MDR-1-Genexpression und der intestinalen P-gp-Expression gezeigt werden. Interessanterweise wird in der Leber eine hohe MDR-1-Genexpression und gleichzeitig eine hohe P-gp-Expression nachgewiesen (TYDEN et al. 2009).
Eine unterschiedliche Expression oder Aktivität von metabolisierenden Enzymen und Transportern an Organschranken oder in Exkretionsorganen kann zu individuellen Unterschieden in den Plasmakonzentrationen von Arzneimittel führen (FROMM 2004). Beim Mensch kann eine negative Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression im Darm und der oralen Bioverfügbarkeit von dem P-gp-Substrat Cyclosporin festgestellt werden (FRICKER et al. 1996). Der Zugang zu wichtigen Organen wie z.B. Darm, Leber und Niere ist beim lebenden Pferd begrenzt. Es wurde daher die mögliche Korrelation zwischen der hepatischen MDR-1-Genexpression und der in Haarfollikelzellen untersucht. Da Haarfollikelzellen beim Pferd leicht zugänglich sind, könnten diese als Surrogatmarker für die MDR-1-Genexpression beim Pferd dienen. Allerdings eignen sich diese Zellen als Surrogatmarker nur dann, wenn ihre MDR-1-Genexpression mit der in einem pharmakologisch relevanten Organ korreliert. Es war daher Ziel des ersten Teils dieser Arbeit, die Beziehung zwischen der MDR-1-Genexpression in Haarfollikelzellen und in der Leber zu untersuchen.
5.1 Zusammenhang zwischen der MDR-1-Genexpression in der Leber und in Haarfollikelzellen
Wie bereits von TYDEN et al. (2009) beschrieben, konnte auch in dieser Arbeit das MDR-1-Gen in der equinen Leber quantifiziert werden. Die MDR-1-Genexpression in der Haut ist bisher nur bei der Maus und beim Mensch nachgewiesen (LI et al. 2006). In dieser Arbeit ist es gelungen, das MDR-1-Gen in Haarfollikelzellen vom Pferd zu quantifizieren. Durch ihre einfache Gewinnung und Expression des MDR-1-Gens stellten die Haarfollikelzellen ein optimales Gewebe dar, welches als Surrogatmarker für die MDR-1-Genexpression in der Leber dienen könnte.
Eine signifikante Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression in Haarfollikelzellen und in der Leber konnte allerdings nicht gezeigt werden. Zu beobachten war lediglich die Tendenz einer hohen MDR-1-Genexpression in der Leber bei einer gleichzeitigen hohen Expression dieses Gens in Haarfollikelzellen. Aufgrund der geringen Probenzahl ist das Ergebnis vorsichtig zu interpretieren. Weitere Untersuchungen mit einer größeren Anzahl von Pferden müssten durchgeführt werden, um eine Korrelation zu bestätigen. ALBERMANN et al. (2005) können beim Mensch auch keine Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression in peripheren mononukleären Blutzellen und der Expression im Darm oder in der Leber feststellen.
Deutliche Unterschiede der relativen MDR-1-Genexpression in Haarfollikelzellen wurden bei den untersuchten Pferden festgestellt. Analog hierzu weist LI et al. (2006) große interindividuelle Unterschiede in der kutanen MDR-1-Genexpression beim Mensch nach.
Dagegen werden die mdr1a- und mdr1b-Gene in der Haut allen untersuchten Mäusen gleichen Stammes gleich exprimiert (LI et al. 2006). Die Unterschiede in der kutanen MDR-1-Genexpression könnten auf eine unterschiedliche Expression dieses Gens in inneren Organen hindeuten. Um zu überprüfen ob diese einen Einfluss auf die Pharmakokinetik von einem P-gp-Substrat haben kann wurde eine pharmakokinetische Studie mit Ivermectin als Modellsubstrat für das P-gp durchgeführt.
5.2 Pharmakokinetische Studie
Die Pferde für die pharmakokinetische Studie wurden anhand ihrer hohen bzw. niedrigen MDR-1-Genexpression in den Haarfollikelzellen gewählt. Es wurde angenommen, dass die kutane MDR-1-Genexpression mit der hepatischen und intestinalen Expression dieses Gens korreliert. Weiterhin wurde eine Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression und P-gp-Expression vorausgesetzt. Daher war bei den Pferden mit einer hohen MDR-1-Genexpression eine geringere orale Absorption von Ivermectin zu erwarten als bei den Pferden mit einer niedrigen MDR-1-Genexpression.
Das Fehlen eines signifikanten Unterschiedes im Plasmakonzentrationsverlauf von P-gp-Substraten wie bei den Pferden mit unterschiedlicher MDR-1-Genexpression zu beobachten war, wird auch bei MDR-1-Wildtyp und mutationstragenden Hunden von MEALEY et al.
(2010) beschrieben. Eine Mutation im kaninen MDR-1-Gen führt zu einem funktionsunfähigen P-gp und somit zu einem MDR-1-Knockout ähnlichen Zustand (MEALEY et al. 2001).
Allerdings unterscheidet sich der Verlauf der Plasmakonzentration sowie die AUC und orale Bioverfügbarkeit von den P-gp-Substraten Loperamid, Nelfinavir, Cyclosporin und Quinidin nach der oralen Applikation zwischen den Hunden beider Genotypen nicht signifikant. Die maximal erreichte Plasmakonzentration von Loperamid ist bei den Hunden mit intaktem P-gp sogar höher als bei den mutationstragenden Hunden (MEALEY et al. 2010). Analog hierzu konnten in dieser Arbeit zum Teil höhere maximale Ivermectinkonzentrationen bei Pferden der hohen 1-Genexpressionsgruppe berechnet werden als für die Pferde mit niedriger MDR-1-Genexpression. Zwischen mdr1ab-Knockout- und mdr1ab-Wildtyp-Mäusen können nach der oralen Ivermectin Applikation auch keine signifikanten Unterschiede in dem Verlauf der Plasmakonzentration festgestellt werden. Allerdings werden etwas höhere Ivermectinkonzentrationen im Plasma von den mdr1ab-Knockout-Mäusen gemessen als bei den Wildtyp-Mäusen (GEYER et al. 2009).
Die deutlich niedrigeren Plasmakonzentrationen und niedrigere AUC von Ivermectin bei den Pferden 14 und 15 sind von besonderem Interesse, da bei diesen beiden Pferden die höchste MDR-1-Genexpression in den Haarfollikelzellen gemessen wurde. Eine ebenfalls hohe MDR-1-Genexpression im Darm und damit erhöhte P-gp-Expression auf der apikalen Membran
von Enterozyten könnten für diese Beobachtung verantwortlich sein. Beim Mensch kann eine negative Korrelation zwischen der MDR-1-Genexpression im Darm und der oralen Bioverfügbarkeit von dem P-gp-Substrat Cyclosporin festgestellt werden (FRICKER et al.
1996). Die Plasmakonzentration von Ivermectin ist bei mdr1a-Wildtyp-Mäusen bis zu dreifach niedriger als bei mdr1a-Knockout Mäusen (SCHINKEL et al. 1994). Signifikant niedrigere Ivermectinkonzentrationen werden auch bei mdr1ab-Wildtyp-Mäusen über einen Zeitraum von 48 Stunden gemessen als bei mdr1ab-Knockout-Mäusen. Dementsprechend ist die AUC bei den Wildtyp-Mäusen deutlich niedriger als bei den mdr1ab-Knockout-Mäusen (KIKI-MVOUAKA et al. 2010).
Allerdings stellt die hohe orale Bioverfügbarkeit von P-gp-Substraten die Rolle dieses Transporters als intestinale Absorptionsbarriere in Frage. Die orale Bioverfügbarkeit von dem P-gp-Substrat Digoxin liegt genauso wie für Quinidin relativ hoch (OOI u. COLUCCI 2001;
POLLI et al. 2001).
Möglicherweise spielen andere Faktoren neben der MDR-1-Genexpression und P-gp-Expression eine Rolle in der Absorption von Ivermectin. Bei einer Sättigung des P-gps verläuft die orale Absorption von Substraten P-gp-unabhängig und wird zum größten Teil von der passiven Diffusion bestimmt. Ivermectin kann das P-gp schon im mikromolaren Bereich sättigen (LESPINE et al. 2006). Eine Ivermectin-Dosis von 0,2 mg/kg wird sogar von OLSEN et al. (2007) beim Pferd eingesetzt um den P-gp-vermittelten Transport zu sättigen und einen P-gp-defizienten Zustand zu erreichen. Dies wird durch eine signifikante Zunahme der oralen Bioverfügbarkeit des P-gp-Substrates Cetirizin nach einer Ivermectin-Behandlung bestätigt (OLSEN et al. 2007). Um eine Sättigung des P-gps zu vermeiden, wird in der Studie von MEALEY et al. (2010) eine niedrigere Quinidin-Dosis eingesetzt. Auch bei dieser niedrigeren Dosis unterscheidet sich die Bioverfügbarkeit von Quinidin zwischen Wildtyp- und mutationstragenden Hunden nicht (MEALEY et al. 2010).
Bei einer Sättigung des P-gps können MRP 1, 2 und 3 eine zunehmend bedeutende Rolle in dem Transport von Ivermectin übernehmen (LESPINE et al. 2006), so dass seine orale Absorption auch von der Expression dieser Transporter abhängig ist. Auch das BCRP besitzt die Fähigkeit Ivermectin zu transportieren (MERINO et al. 2009; JANI et al. 2010). Dieser Transporter ist von besonderem Interesse, da es an der Blut-Hirn-Schranke von
mdr1ab-Knockout-Mäusen um das zweifache bzw. dreifache hochreguliert wird (CISTERNINO et al.
2004; GEYER et al. 2009). Die Hochregulation dieses Transporters korreliert mit einem erhöhten Gehirnefflux von den P-gp-Substraten Prazosin und Mitoxantron (CISTERNINO et al.
2004). Das equine MRP 2 und das equine BCRP sind auf der apikalen Zellmembran von Enterozyten lokalisiert (TYDEN et al. 2010) und könnten das P-gp dementsprechend in seiner Funktion als Effluxtransporter unterstützen. Es wird klar, dass die Beteiligung von anderen Transportern an der oralen Absorption von Ivermectin nicht auszuschließen ist. Eine niedrige MDR-1-Genexpression kann daher durch eine kompensatorische Genexpression und Proteinsynthese anderer Transporter maskiert werden.
Eine erhöhte intestinale und hepatische P-gp-Expression kann für die sehr hohe Clearance bei den Pferden 14 und 15 verantwortlich sein. Die Clearance von dem P-gp-Substrat Vinblastin ist bei mdr1a-Wildtyp-Mäusen höher als bei mdr1a-Knockout Mäusen (SCHINKEL et al. 1994).
Das P-gp ist an der Elimination von Ivermectin, die vor allem intestinal und biliär erfolgt, beteiligt. Dies wird durch eine signifikante Abnahme der jejunalen Ivermectin Elimination durch die Gabe des P-gp-Hemmers Verapamil demonstriert (LAFFONT et al. 2002). Mithilfe eines offenen Perfusions-Modells kann die Beteiligung dieses Transporters an der intestinalen Elimination von Ivermectin quantifiziert werden. Diese ist bei Wildtyp-Mäusen dreifach höher als bei mdr1ab-Knockout-Mäusen (KIKI-MVOUAKA et al. 2010).
Allerdings deutet die unvollständige Hemmung der Ivermectin-Elimination bei einer P-gp-Inhibition auf die mögliche Beteiligung von anderen Efflux-Mechanismen hin (KWEI et al.
1999; LAFFONT et al. 2002). Aufgrund ihrer Fähigkeit, Ivermectin zu transportieren, können Mitglieder der MRP-Familie, vor allem MRP 1 und 2 (LESPINE et al. 2006), und das BCRP (MERINO et al. 2009; JANI et al. 2010) an der Elimination von Ivermectin beteiligt sein. Das equine MRP 2 und das equine BCRP sind auf der apikalen Zellmembran von Enterozyten und Hepatozyten lokalisiert (TYDEN et al. 2010) und könnten daher das P-gp in seiner Funktion als Effluxtransporter unterstützen. So kann die niedrige MDR-1-Genexpression durch eine kompensatorische Genexpression und Proteinsynthese dieser Transporter maskiert werden. Eine höhere Expression von MRP 2 und BCRP könnte daher für die höhere Clearance der Pferde mit niedriger MDR-1-Genexpression als bei denen mit hoher MDR-1-Genexpression (außer Pferde 14 und 15) verantwortlich sein.
Aufgrund der überlappenden Substratspezifität mit CYP 3A kann auch dieses Enzym die Wirkung von P-gp auf die Bioverfügbarkeit seiner Substrate maskieren. Obwohl Ivermectin ein Substrat für das CYP 3A ist (ZENG et al. 1998), wird es zum größten Teil unverändert eliminiert (CHIU et al. 1990; LIFSCHITZ et al. 2000). Daher spielt das CYP 3A vermutlich kaum eine Rolle in der Pharmakokinetik von Ivermectin.
Die terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante und die Halbwertszeit der terminalen Phase scheinen von der MDR-1-Genexpression bzw. P-gp-Funktion unabhängig zu sein. Dies kann sehr gut anhand der Pferde 14 und 15 demonstriert werden. Die terminale Dispositionsgeschwindigkeitskonstante und die Halbwertszeit der terminalen Phasen unterscheiden sich bei diesen beiden Pferden nicht zu denen der restlichen Pferden obwohl deutliche Unterschiede in den Ivermectin-Plasmakonzentrationen, AUC und Clearance vorhanden sind. Analog hierzu führt die Hemmung der P-gp-Funktion beim Pferd zu höheren maximalen Plasmakonzentrationen und einer erhöhten oralen Bioverfügbarkeit von dem P-gp-Substrat Cetirizin, aber zu keinen Änderungen der terminalen Dispositionsgeschwindigkeitskonstante. Allerdings nimmt die Halbwertszeit der terminalen Phase bei einer P-gp-Hemmung zu (OLSEN et al. 2007). Ebenso wird bei mdr1a-Knockout-Mäusen eine längere Halbwertszeit der terminalen Phase für das P-gp-Substrat Vinblastin als bei mdr1a-Wildtyp-Mäusen gemessen (VAN ASPEREN et al. 1996). Dieser Einfluss von P-gp auf die Halbwertszeit der terminalen Phase scheint nicht immer gegeben zu sein. Obwohl eine Hemmung der P-gp-Funktion beim Schaf zu erhöhten Plasmakonzentrationen von Ivermectin führt, können keine Änderungen der Halbwertszeit der terminalen Phase festgestellt werden (BALLENT et al. 2007). GREINER et al. (1999) zeigen, dass eine Hochregulation der P-gp-Expression im Darm zu einer Abnahme der oralen Bioverfügbarkeit von Digoxin führt, ohne einen Einfluss auf die terminale Halbwertszeit zu haben.
5.2.1 Pharmakokinetische Simulation
Die mögliche Wirkung vom P-gp an seinen verschiedenen Lokalisationen auf den Verlauf der Ivermectinkonzentration im Plasma sowie auf andere pharmakokinetische Parameter wurde anhand eines pharmakokinetischen Modells simuliert.
Dazu wurde der Körper in vier Kompartimente aufgeteilt, wobei das Blut das zentrale Kompartiment darstellt (Abb. 5.1). Das Gehirn wird als ein separates Kompartiment behandelt, da hier die größten P-gp-expressionsabhängigen Ivermectinkonzentrationen festgestellt werden (SCHINKEL et al. 1994; GEYER et al. 2009). Andere Organe, wie z.B. Leber und Niere werden kollektiv als viertes Kompartiment beschrieben, wobei der Arzneistoffaustausch zwischen den Kompartimenten mit Geschwindigkeitskonstanten erster Ordnung, den sog.
Mikrokonstanten, beschrieben wird. Während ka die Absorption des Arzneistoffes aus dem Darm ins Blut beschreibt, wird seine Elimination aus dem Blut mit ke beschrieben. k23 beschreibt den Transport vom zentralen Kompartiment Blut in das Kompartiment Gehirn.
Analog hierzu beschreibt k32 die Rückverteilung vom Gehirn ins Blut. Die Verteilung des
Analog hierzu beschreibt k32 die Rückverteilung vom Gehirn ins Blut. Die Verteilung des