Polymorphismen in den Cytochrom-P450-Enzymen des Hundes
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Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit stellt einen aktuellen, zusammenfassenden Überblick über die Polymorphismen in den Cytochrom-P450-Enzymen des Hundes dar. Es wurde dabei nicht, wie bei vorangegangenen Studien, eine einheitliche Beagle-Population untersucht. Vielmehr stellte die Testgruppe je nach spezifischer Fragestellung ein Patientengut von mindestens 20 verschiedenen Hunden unterschiedlicher Rassen dar, welche als Patienten in der Klinik für Kleintiere der JLU Gießen vorgestellt wurden. Das genetische Material dieser Hunde wurde aus Lebergewebe gewonnen und mittels verschiedener molekularbiologischer Methoden (PCR, real-time PCR und Sequenzierung) auf Variationen in den Sequenzen und im Expressionsniveau der Cytochrom-P450-Enzyme 1A2, 2B11, 2C21, 2C41, 2D15 und 3A12 untersucht. Einige dabei gefundene Polymorphismen wurden bereits in der Literatur erwähnt, z.B. der Gendeletions-Polymorphismus im CYP2C41-Gen (Blaisdell et al. 1998). Es konnte festgestellt werden, dass aus einer Gruppe von 441 Hunden verschiedener Rassen nur bei 14,74 % das CYP2C41-Gen nachgewiesen werden konnte. Des Weiteren wurden erstmals die Exon-Intron-Grenzen des CYP2C41-Gen des Hundes bestimmt, seine komplette genomische Sequenz ermittelt und diese in der GenBank-Sequenzdatenbank hinterlegt. Auffällig war die Tatsache, dass alle auf das Vorhandensein des CYP2C41-Gens getesteten Hunde der beiden Rassen Husky und Shar Pei das Gen tatsächlich aufwiesen, was sich durch den Umstand erklären könnte, dass beide Rassen genetisch gesehen recht urtümlich sind und eine nahe Verwandtschaft zum Wolf aufweisen. Das CYP2C41-Gen scheint dann im Laufe der Zeit in den meisten Rassen mehr oder weniger aus dem Genom verschwunden zu sein. Zur Evaluation der eventuellen klinischen Relevanz und um eine evolutionsbiologische Erklärung des Gendeletions-Polymorphismus zu erlangen, wären anschließende funktionelle Tests sinnvoll. In allen anderen fünf untersuchten CYPs konnten teils einzelne (CYP2C21), teils eine große Zahl (CYP2D15) an Single-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs) entdeckt werden. Die meisten dieser SNPs stellten sich als stille Mutationen dar, bei denen mit keiner negativen Beeinflussung der CYP-Enzymfunktion zu rechnen ist. Einzelne SNPs wurden bioinformatisch mittels SIFT, einem Programm, das unterscheidet, ob ein Aminosäureaustausch (ASA) im korrespondierenden Protein für dessen Funktion tolerierbar ist oder nicht, als nicht-tolerierbar bewertet. Da diese Bewertung aber nur einen vagen Anhaltspunkt für die mögliche funktionelle Relevanz gibt, müssen auch hier weitere funktionelle Untersuchungen folgen. Diese sollen klären, ob diese SNPs tatsächlich eine Auswirkung auf die Funktion dieser CYPs im Arzneistoffmetabolismus haben. Zusätzlich zu den diversen SNPs welche im CYP2D15-Gen zu finden waren, konnte in vorliegender Arbeit auch die bereits 1998 von Roussel et al. beschriebene in frame Deletion von Exon 3 (delta Exon3) dargestellt werden. In einer full-length-PCR des CYP2D15 wiesen sich 35 % der getesteten Hunde als Träger des Exons 3 Polymorphismus aus. Ebenso viele Hunde waren nicht vom Polymorphismus betroffen, wohingegen 30 % der Hunde heterozygote Träger dieses Merkmales waren. Eine klinische Relevanz ist hier anzunehmen, da bereits ein Zusammenhang zwischen dem Polymorphismus und einer verminderten Metabolisierungsrate von Celecoxib beschrieben wurde (Paulson et al. 1999). Jedoch ist es wahrscheinlich, dass das Fehlen von Exon 3 kein absolutes Ereignis ist, sondern dass es sich um einen Exon skipping Polymorphismus handelt. Auch die Expression auf mRNA-Ebene wies zwischen den unterschiedlichen Cytochromen, zwischen einzelnen Tieren und auch individuell eine große Varianz auf. So variierte z.B. das Ergebnis der real-time PCR von CYP1A2 um bis zu 12 Ct -Werte. Diese große Spannbreite könnte auf eine unterschiedliche Geninduktion der CYPs in der Leber in dem sehr heterogenen Patientengut zurückzuführen sein.Diese Resultate machen deutlich, dass veterinärmedizinische Patienten oder präklinische Versuchstiere genetisch nicht identisch sind. Aufgrund ihrer individuell sehr unterschiedlichen Ausstattung von zum Teil sehr polymorphen CYPs in der Leber, sollten sie eigentlich individuell behandelt werden. Dies ist jedoch bisher nicht etabliert. Mit den Erkenntnissen der vorliegenden Arbeit ist auf diesem Hintergrund ein weiterer Schritt gelungen, um das individuelle Ansprechen und die individuell sehr unterschiedliche Verträglichkeit einer Arzneitherapie auf molekularer Ebene besser erklären zu können.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler