Dipl.-Ökotrophologin (FH) Katja Sommer
Abschlussarbeit: Postgradualstudium Toxikologie der Universität Leipzig
Experimentelle Simulation von P-gp-bedingten Arzneimittel- interaktionen im HPCT-1E3 in vitro-Modell
Aufgrund der höheren Lebenserwartung kommt es zu einem Anstieg der Inzidenz für Mehrfacherkrankungen und somit zu einer Zunahme der Polypragmasie. Ein potentielles Risiko der Polypragmasie stellen Arzneimittelinteraktionen dar. Das Interesse dieser Arbeit gilt den Interaktionen am P-Glycoprotein-Effluxtransporter – ein transmembranäres Carrierprotein, welches für den Efflux von Xenobiotika aus der Zelle verantwortlich ist.
Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, die organotypische HPCT-1E3-Zelllinie hinsichtlich ihrer Eignung für Untersuchungen zu Arzneimittelinteraktionen am P-gp- Effluxtransporter zu prüfen. Folgende Arzneimittel dienten als Substrate bzw. Inhibitoren:
Amiodaron, Digoxin, Verapamil, Terfenadin, Ketoconazol, Chloroquin, Chlorpromazin, Cyclosporin A und Doxorubicin. Diese Substanzen wurden hinsichtlich Zytotoxizität, Inhibitoreigenschaften und Wechselwirkungen untersucht.
Mittels MTT-Test wurde zuerst die Zytotoxizität der einzelnen Substanzen ermittelt. Bis auf Digoxin erwiesen sich alle Substanzen als toxisch für die Zelllinie. Eine Zunahme der zytotoxischen Effekte war somit bei der Inhibition von P-gp und der damit verbundenen Akkumulation der Substrate in den Zellen anzunehmen.
Eine inhibitorische Wirkung in diesem Zellmodell wurde für Verapamil, Cyclosporin A, Amiodaron und Terfenadin festgestellt. Die Ergebnisse der Inhibitionsversuche geben Grund zur Annahme, dass neben P-gp noch weitere Effluxtransporter und die Influxtransporter die Aufnahme und den Auswärtstransport der Substrate beeinflussen.
Zur Untersuchung der inhibitorischen Effekte wurde der Rhodamin123- Akkumulationstest herangezogen.
In einem letzten Schritt wurden die zytotoxischen Substrate in Kombination mit den Inhibitoren Verapamil, Cyclosporin A, Amiodaron und Terfendin auf die Zellen gebracht und der Anstieg der Zytotoxizität wiederum mit dem MTT-Test untersucht.
Wechselwirkungen wurden in Abhängigkeit von Inhibitorkonzentration und Substrat bei Verapamil und Cyclosporin A beobachtet. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass sich die höhere Affinität des Substrates zum P-gp, welche eine Bindung des Inhibitors an den Transporter verhindert, durch eine Erhöhung der Inhibitorkonzentration aufheben lässt.
Zusammenfassend kann gesagt werden:
1. Die Substrate sind potentiell gefährlich hinsichtlich ihrer Zytotoxizität.
2. Die Charakteristika der organotypischen Zelllinien wird deutlich (gute Repräsentativität, jedoch schwierige Definierbarkeit der Effekte).
3. Die Substrat-Inhibitor-Interaktionen an P-gp sind substrat- und konzentrations- abhängig.
Um die HPCT-1E3-Zelllinie als in vitro-Modell zur Untersuchung komplexer Wechselwirkungen auf Ebene des Fremdstofftransportes zu etablieren, sind weitere Untersuchungen notwendig. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen jedoch auf eine grundsätzliche Eignung der Zelllinie schließen.
