Untersuchungen zur inter- und intraindividuellen Variabilität der enzymatischen Funktion von Cytochrom P450 CYP2B6
Cytochrom P450 Enzyme stellen die wichtigsten am Arzneimittelmetabolismus beteiligten Enzyme in menschlicher Leber dar. Ihre Expression und Funktion kann von biologischen, genetischen und Umweltfaktoren abhängen. Der Einfluss dieser Parameter wurde in dieser Arbeit für das bisher wenig untersuchte Cytochrom P450 Enzym CYP2B6 analysiert. Die Expression und Funktion wurde an einer humanen Leberbank mit über 100 Proben untersucht. Die mittels Immunoblot quantifizierte CYP2B6 Proteinexpression variierte 191fach (0,5 bis 95,5 pmol/mg). Als Grundlage für funktionelle Untersuchungen wurden zunächst zwei postulierte Modellsubstrate für CYP2B6 untersucht und miteinander verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass Bupropion das spezifischere Substrat darstellt. Als eine Ursache der variablen Expression und Funktion dieses Enzyms waren verschiedene Mutationen im CYP2B6-Gen identifiziert worden. In Leberproben, als auch mit rekombinant exprimierten Proteinvarianten konnten die relativ häufig vorkommenden varianten Allele *5, *6 und *15 mit einer signifikant verringerten Expression und Funktion von CYP2B6 im Vergleich zur Wildtypgruppe (*1/*1) in Zusammenhang gebracht werden. Für weitere, seltenere Mutationen im CYP2B6-Gen konnte gezeigt werden, dass diese sogar zu einer fehlenden Expression und Funktion von CYP2B6 führen. Zusätzlich konnte als Ursache für verringerte Enzymaktivitäten nicht nur eine verminderte Proteinexpression, sondern auch eine veränderte Interaktion mit der NADPH:P450-Oxidoreduktase oder Cytochrom b5 verantwortlich gemacht werden. Für das Zytostatikum Thiotepa und die Thrombozytenaggregationshemmer Clopidogrel und Ticlopidin wurde eine irreversible und potente Inhibition von CYP2B6 nachgewiesen, welche durch Hemmung der CYP2B6- Aktivität zu klinisch relevanten Arzneimittelinteraktionen mit Substraten dieses Enzyms führen kann. Als weitere signifikante Einflussfaktoren für die Expression und Funktion von CYP2B6 stellten sich das Alter und der Konsum bestimmter Arzneimittel dar. Das Alter der Patienten, von denen die Leberproben stammten, war umgekehrt proportional zur Apoproteinexpression und Bupropionhydroxylaseaktivität. Die präoperative Einnahme des Antiepileptikums und bekannten CYP2B6- Induktors Carbamazepin oder des Analgetikums Metamizol führte zu einer signifikant erhöhten Proteinexpression und Bupropionhydroxylaseaktivität bei diesen Patienten. An humanen Hepatozyten konnte eine Induktion von CYP2B6 durch diese Arzneistoffe nachgewiesen werden. Die Einnahme des Vasodilatators ISDN verursachte dagegen eine signifikante Reduzierung der Expression und Funktion von CYP2B6. Andere Faktoren wie Geschlecht, Alkohol- und Tabakkonsum hatten keinen Einfluss. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass CYP2B6 von genetischen, biologischen und Umwelteinflüssen reguliert wird. Diese Ergebnisse können für eine verbesserte Vorhersage der CYP2B6 Enzymaktivität beim Menschen genutzt werden.
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