Transporttereiden farmakogenetiikkaa

Translationaalinen lääketutkimus ja -kehitys.

CD34-related coexpression of MDR1 and BCRP indicates a clinically resistant phenotype in patients with acute myeloid leukemia (AML) of older age

Clinical resistance to chemotherapy in acute myeloid leukemia (AML) is associated with the expression of the multidrug resistance (MDR) proteins P-glycoprotein, encoded by the MDR1/ABCB1 gene, multidrug resistant-related protein (MRP/ABCC1), the lung resistance-related protein (LRP), or major vault protein (MVP), and the breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2). The clinical value of MDR1, MRP1, LRP/MVP, and BCRP messenger RNA (mRNA) expression was prospectively studied in 154 newly diagnosed AML patients >or=60 years who were treated in a multicenter, randomized phase 3 trial. Expression of MDR1 and BCRP showed a negative whereas MRP1 and LRP showed a positive correlation with high white blood cell count (respectively, p < 0.05, p < 0.001, p < 0.001 and p < 0.001). Higher BCRP mRNA was associated with secondary AML (p < 0.05). MDR1 and BCRP mRNA were highly significantly associated (p < 0.001), as were MRP1 and LRP mRNA (p < 0.001) expression. Univariate regression analyses revealed that CD34 expression, increasing MDR1 mRNA as well as MDR1/BCRP coexpression, were associated with a lower complete response (CR) rate and with worse event-free survival and overall survival. When adjusted for other prognostic actors, only CD34-related MDR1/BCRP coexpression remained significantly associated with a lower CR rate (p = 0.03), thereby identifying a clinically resistant subgroup of elderly AML patients.

ABCB1 and ABCC1 expression in peripheral mononuclear cells is influenced by gene polymorphisms and atorvastatin treatment

This study investigated the effects of atorvastatin on ABCB1 and ABCC1 mRNA expression on peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and their relationship with gene polymorphisms and lowering-cholesterol response. one hundred and thirty-six individuals with hypercholesterolemia were selected and treated with atorvastatin (10 mg/day/4 weeks). Blood samples were collected for serum lipids and apolipoproteins measurements and DNA and RNA extraction. ABCB1 (C3435T and G2677T/A) and ABCC1 (G2012T) gene polymorphisms were identified by polymerase chain reaction-restriction (PCR)-RFLP and mRNA expression was measured in peripheral blood mononuclear cells by singleplex real-time PCR. ABCB1 polymorphisms were associated with risk for coronary artery disease (CAD) (p < 0.05). After atorvastatin treatment, both ABCB1 and ABCC1 genes showed 50% reduction of the mRNA expression (p < 0.05). Reduction of ABCB1 expression was associated with ABCB1 G2677T/A polymorphism (p = 0.039). Basal ABCB1 mRNA in the lower quartile (<0.024) was associated with lower reduction rate of serum low-density lipoprotein (LDL) cholesterol (33.4 +/- 12.4%) and apolipoprotein B (apoB) (17.0 +/- 31.3%) when compared with the higher quartile (>0.085: LDL-c = 40.3 +/- 14.3%; apoB = 32.5 +/- 10.7%; p < 0.05). ABCB1 substrates or inhibitors did not affect the baseline expression, while ABCB1 inhibitors reversed the effects of atorvastatin on both ABCB1 and ABCC1 transporters. In conclusion, ABCB1 and ABCC1 mRNA levels in PBMC are modulated by atorvastatin and ABCB1 G2677T/A polymorphism. and ABCB1 baseline expression is related to differences in serum LDL cholesterol and apoB in response to atorvastatin. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Determination of P-glycoprotein, MDR-related protein 1, breast cancer resistance protein, and lung-resistance protein expression in leukemic stem cells of acute myeloid leukemia

Background: The most primitive leukemic precursor in acute myeloid leukemia (AML) is thought to be the leukemic stem cell (LSC), which retains the properties of self-renewal and high proliferative capacity and quiescence of the hematopoietic stem cell. LSC seems to be immunophenotypically distinct and more resistant to chemotherapy than the more committed blasts. Considering that the multidrug resistance (MDR) constitutive expression may be a barrier to therapy in AML, we have investigated whether various MDR transporters were differentially expressed at the protein level by different leukemic subsets. Methods: The relative expression of the drug-efflux pumps P-gp, MRP, LRP, and BCRP was evaluated by mean fluorescence index (MFI) and the Kolmogorov-Smirnov analysis (D values) in five leukemic subpopulations: CD34(+)CD38(-)CD123(+) (LSCs), CD34(+)CD38(+)CD123(-), CD34(+)CD38(+)CD123(+), CD34(+)CD38(+)CD123(-), and CD34(-) mature cells in 26 bone marrow samples of CD34(+) AML cases. Results: The comparison between the two more immature subsets (LSC versus CD34(+)CD38(-)CD123(-) cells) revealed a higher P-gp, MRP, and LRP expression in LSCs. The comparative analysis between LSCs and subsets of intermediate maturation (CD34(+)CD38(+)) demonstrated the higher BCRP expression in the LSCs. In addition, P-gp expression was also significantly higher in the LSC compared to CD34(+)CD38(+)CD123(-) subpopulation. Finally, the comparative analysis between LSC and the most mature subset (CD34(-)) revealed higher MRP and LRP and lower P-gp expression in the LSCs. Conclusions: Considering the cellular heterogeneity of AML, the higher MDR transporters expression at the most immature, self-renewable, and quiescent LSC population reinforces that MDR is one of the mechanisms responsible for treatment failure. (C) 2008 Clinical Cytometry Society.

Epithelial Ingrowth After Lasik/altk: An Immunohistological Study Of 4 Cases. Do Epithelial Inclusions Grow From Trapped Corneal Stem-like Cells?

Purpose: To characterize the clinical, morphological and immunohistological features of epithelial ingrowth cells after laser in situ keratomileusis (LASIK) or Automated Lamellar Therapeutic Keratoplasty (ALTK) with specific reference to current markers of corneal stem cells.Methods: Four patients were included in this interventional non-comparative case series. Full ophthalmologic examination was performed. Epithelial ingrowth specimens from 4 patients were removed surgically and immunostained for cytokeratin 3 (CK3), cytokeratin 15 (CK15), cytokeratin 19 (CK19), Muc5AC, p63α, C/EBPδ, Bmi-1, BCRP/ABCG2 and Ki-67.Results: The time interval between LASIK/ALTK and ingrowth surgical removal was, 3, 11, 15 and 36 months. On slit lamp examination, early epithelial ingrowth appeared as whitish pearls and late epithelial ingrowth as confluent whitish opacities. Microscopically, the epithelial ingrowths showed features of a squamous non keratinizing epithelium. No mitotic figure was seen. Ki-67 labelling of 3 cases showed a proliferation index of 3-4%. Superficial squamous cells strongly expressed CK3. Expression of C/EBPδ, BCRP/ABCG2 and p63α was seen in more than 70% of cells and Bmi-1 was positive in up to 30% of cells in the specimens tested. There was no expression of CK19 or CK15.Conclusions: Epithelial ingrowths can persist for up to 3 years following LASIK surgery. They show a capacity for self-renewal and corneal differentiation. Besides, they express p63α, C/EBPδ, Bmi-1, BCRP/ABCG2 which have been proposed as markers of stem cell phenotype. These observations suggest that post-LASIK/ALTK epithelial inclusions could derive from stem-like cells located in the peripheral corneal epithelium.

Estrategia para la implementación de TLC’s para Placecol S.A.

El presente caso de estudio y consultoría, basa su desarrollo en situaciones actuales de PLACECOL S.A, en áreas de potencial exportador, inteligencia de mercados , mejoramiento de producto, logística internacional y estrategia comercial, a partir de las cuales hace propuestas de mejoramiento que promueven el desarrollo de comercio exterior en el rubro de higiene oral.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Observatorio del acuerdo comercial alianza pacífico en Colombia: oportunidades de exportación para Colombia a Chile, México y Perú

El desarrollo del presente proyecto de investigación, identifica, consolida, analiza datos económicos y el comportamiento del comercio exterior de Colombia, Chile, Perú y México dentro de la evolución del Acuerdo Alianza Pacífico durante los años 2011 - 2013. El estudio permitirá tener una visión más concreta, sobre la viabilidad que este bloque comercial representa para Colombia y mostrará cual ha sido el desempeño del país dentro del acuerdo con base a las exportaciones e importaciones efectuadas con los demás países miembros de la alianza. A lo largo del estudio, se analizará la balanza comercial de los treinta y dos (32) departamentos colombianos con los países miembros del acuerdo Alianza del Pacifico (Chile, México y Perú) entre 2011 – 2013. A partir de la obtención y análisis de resultados de tipo cuantitativo y cualitativo como el valor las exportaciones e importaciones, se hace un diagnóstico del comportamiento de la comercialización de productos por parte de los departamentos con destino y desde de Chile, México y Perú. Este análisis nos permitirá identificar cuáles son los bienes de mayor exportación y su participación dentro de las transacciones comerciales del acuerdo Alianza Pacifico. Con base a los datos que se recopilen, será posible analizar la situación y el papel que juega Colombia actualmente dentro del acuerdo y así identificar así las oportunidades, debilidades y posibles consecuencias, producto de la firma de este tratado. Finalmente, con la presente investigación se buscará iniciar el Observatorio del Acuerdo Alianza Pacifico, el cual se creará con fines investigativos, facilitando el seguimiento a la evolución de dicho acuerdo. A través del observatorio se lograra saber cuáles son los comportamientos en materia económica, tales como balanza comercial, inversión extranjera, movilidad, entre otros de este bloque de integración. Adicionalmente, será posible y analizar el comportamiento de los principales sectores económicos y los departamentos involucrados en este proceso, en términos comerciales.

Análisis de la cadena de abastecimiento de la energía eléctrica en Colombia

El sector eléctrico es considerado como uno de los sectores con mayor importancia y sensibilidad en temas económicos, sociales y ambientales, ya que este es impulsado por el crecimiento de las industrias y desarrollo de las ciudades, lo que a su vez, genera impactos de gran magnitud en cada uno de estos ámbitos. El sector se ha convertido en uno de los referentes institucionales y regulatorios para otros servicios públicos. La contextualización de las generalidades del sector, el análisis de los eslabones de la cadena de abastecimiento y el análisis del potencial eléctrico Colombiano, hacen posible un conocimiento amplio de sus condiciones, fortalezas y debilidades, que permiten dar un pronóstico aproximado de la viabilidad de llevar a cabo los proyectos de expansión e internacionalización que se han propuesto.

Chronic action of association of zidovudine, lamivudine and ritonavir on pregnant rats. A biologic assay

Purpose: To evaluate at term the effects of a highly active antiretroviral (HAAR) drug association administered during the entire period of rat pregnancy. Methods: Three groups (n = 10 each) of adult pregnant rats were treated with an oral solution of HAAR (Exp 1 = 10/5/20 mg/kg b.w.; Exp 2 = 30/15/60 mg/kg b.w.; Exp 3 = 90/45/180 mg/kg b.w.) from day ""0"" up to the 20th day of pregnancy. A fourth group served as a control. At term (20th day) the rats were killed under deep anesthesia and the number of implantations, resorptions, living fetuses, placentae and intrauterine deaths were recorded. Results: The highest HAAR doses caused lower maternal weight gain, lower litter weights, and lower placental weights compared to the control group. Conclusions: HAAR during the entire period of rat pregnancy can reduce maternal body weight gain and lower term placental weight.

Resident angiogenic mesenchymal stem cells from multiorgan donor thoracic aortas

Stem cells are one of the most fascinating areas of biology today, and since the discover of an adult population, i.e., adult Stem Cells (aSCs), they have generated much interest especially for their application potential as a source for cell based regenerative medicine and tissue engineering. aSCs have been found in different tissues including bone marrow, skin, intestine, central nervous system, where they reside in a special microenviroment termed “niche” which regulate the homeostasis and repair of adult tissues. The arterial wall of the blood vessels is much more plastic than ever before believed. Several animal studies have demonstrated the presence of cells with stem cell characteristics within the adult vessels. Recently, it has been also hypothesized the presence of a “vasculogenic zone” in human adult arteries in which a complete hierarchy of resident stem cells and progenitors could be niched during lifetime. Accordingly, it can be speculated that in that location resident mesenchymal stem cells (MSCs) with the ability to differentiate in smooth muscle cells, surrounding pericytes and fibroblasts are present. The present research was aimed at identifying in situ and isolating MSCs from thoracic aortas of young and healthy heart-beating multiorgan donors. Immunohistochemistry performed on fresh and frozen human thoracic aortas demonstrated the presence of the vasculogenic zone between the media and the adventitial layers in which a well preserved plexus of CD34 positive cells was found. These cells expressed intensely HLA-I antigens both before and after cryopreservation and after 4 days of organ cultures remained viable. Following these preliminary results, we succeeded to isolate mesenchymal cells from multi-organ thoracic aortas using a mechanical and enzymatic combined procedure. Cells had phenotypic characteristics of MSC i.e., CD44+, CD90+, CD105+, CD166+, CD34low, CD45- and revealed a transcript expression of stem cell markers, e.g., OCT4, c-kit, BCRP-1, IL6 and BMI-1. As previously documented using bone marrow derived MSCs, resident vascular wall MSCs were able to differentiate in vitro into endothelial cells in the presence of low-serum supplemented with VEGF-A (50 ng/ml) for 7 days. Under the condition described above, cultured cells showed an increased expression of KDR and eNOS, down-regulation of the CD133 transcript, vWF expression as documented by flow cytometry, immunofluorescence, qPCR and TEM. Moreover, matrigel assay revealed that VEGF induced cells were able to form capillary-like structures within 6 hours of seeding. In summary, these findings indicate that thoracic aortas from heart-beating, multi-organ donors are highly suitable for obtaining MSCs with the ability to differentiate in vitro into endothelial cells. Even though their differentiating potential remains to be fully established, it is believed that their angiogenic ability could be a useful property for allogenic use. These cells can be expanded rapidly, providing numbers which are adequate for therapeutic neovascularization; furthermore they can be cryostored in appropriate cell banking facilities for later use.

Glukose-konjugierte Hemmstoffe als Strategie der gezielten Hemmung des DNA-Reparaturproteins O 6 -Methylguanin-DNA-Methyltransferase in Tumorzellen und der Einfluss von ATP-binding cassette Transportern

Das DNA-Reparaturprotein O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase [MGMT] ist der Hauptresistenzfaktor gegenüber der zytotoxischen Wirkung von SN1-alkylierenden Zytostatika in der Tumortherapie. Die Verwendung der MGMT-Hemmstoffe O6-Benzylguanin [O6BG] und O6-(4-Bromothenyl)guanin [O6BTG] führte zu einer Sensibilisierung des Normalgewebes, was eine Dosis-Reduktion der Zytostatika erforderlich machte und die erhoffte Therapieverbesserung verhinderte. Aus diesem Grund ist eine Strategie der selektiven Hemmung des MGMT-Proteins (Targeting-Strategie) erforderlich, um die systemische Toxizität in der Kombinationsbehandlung zu reduzieren. In dieser Arbeit wurde die Anwendbarkeit der Glukose-Konjugation als Targeting-Strategie untersucht, da Tumorzellen einen erhöhten Glukoseverbrauch aufweisen und demzufolge Glukosetransporter überexprimieren. Die Glukose-Konjugate O6BG-Glu und O6BTG-Glu inhibierten MGMT in Tumorzellen und sensibilisierten die Zellen gegenüber den alkylierenden Agenzien Temozolomid [TMZ] und Lomustin [CCNU]. Des Weiteren inaktivierten die Glukose-Konjugate die MGMT-Aktivität im Tumor eines Xenograft-Mausmodells und reduzierten das Tumorwachstum nach einer TMZ-Behandlung im gleichen Ausmass wie die Inhibitoren O6BG und O6BTG. Trotzdem war auch mit den Glukose-Konjugaten keine Steigerung der Zytostatika-Dosis im Mausmodell möglich. Die Untersuchungen der Aufnahme von O6BG-Glu und O6BTG-Glu wiederlegten eine Involvierung der Glukosetransporter. Der Einsatz von spezifischen Glukosetransporter-Inhibitoren und Kompetitions-Experimenten führte zu keiner Verminderung der MGMT-Hemmung oder Aufnahme vom radioaktiven H3-O6BTG-Glu in die Zelle. Dies legt nahe, dass die Glukose-Konjugate über einen unspezifischen Mechanismus (aktiv) in die Zellen gelangen. Der Grund für eine mögliche unselektive Aufnahme könnte im hydrophoben Alkyllinker, der für die Konjugation des Glukosemoleküls verwendet wurde, begründet sein. Dies führt zur Generierung von amphipathischen Konjugaten, die eine initiale Bindung an die Plasmamembran aufweisen und eine Aufnahme über den Flip-Flop-Mechanismus (transbilayer transport) wahrscheinlich machen. Die amphipathische Molekülstruktur der Glukose-Konjugate führte zu einer Partikelbildung in wässrigen Lösungen, die eine Reduktion der Menge an aktiven Monomeren von O6BG-Glu und O6BTG-Glu bewirken, die zur Hemmung von MGMT zur Verfügung stehen. Der zweite Teil der Arbeit befasste sich mit der Rolle von ABC-Transportern hinsichtlich einer Targeting-Strategie von MGMT-Hemmstoffen. Obwohl eine hohe Expression dieser ABC-Transporter in Tumoren zur Resistenzentwicklung gegenüber Zytostatika führt, wurde ihr Einfluss auf MGMT-Hemmstoffe oder einer MGMT-Targeting-Strategie niemals untersucht. In dieser Arbeit wurde zum ersten Mal ein aktiver Efflux von MGMT-Hemmstoffen durch ABC-Transporter nachgewiesen. Die Inhibition von ABC-Transportern bewirkte eine schnellere Inaktivierung von MGMT durch die Glukose-Konjugate. Des Weiteren zeigten Kompetitions-Experimente mit den MGMT-Hemmstoffen eine verminderte Efflux-Rate von Fluoreszenzfarbstoffen, die spezifisch von ABC-Transportern exportiert werden. ABC-Transporter reduzieren die wirksame Konzentration des Hemmstoffes in der Zelle und beeinträchtigen somit die Effektivität der MGMT-Inhibition. Eine simultane Hemmung der ABC-Transporter P-glycoprotein (P-gp), multi resistance protein 1 (MRP1) and breast cancer resistance protein (BCRP) erhöhte die Effektivität der MGMT-Hemmstoffe (O6BG, O6BTG, O6BG-Glu, O6BTG-Glu) und verstärkte auf diese Weise die TMZ-induzierte Toxizität in Tumorzelllinien. Die Involvierung von ABC-Transportern in der intrazellulären Speicherung von MGMT-Hemmstoffen ist wahrscheinlich die Ursache für die beobachteten Unterschiede in der Sensibilisierung verschiedener Tumorzelllinien gegenüber Zytostatika durch das Glukose-Konjugat O6BG-Glu. Eine Strategie, den Einfluss von ABC-Transportern zu reduzieren und zukünftliche MGMT-Targeting-Strategien effizienter umzusetzen, ist die Verwendung von O6BTG als Ausgangssubstanz. Die höhere Inhibitionsfähigkeit der Bromthiophenmoleküle vermindert die erforderliche intrazelluläre Konzentration für eine vollständige MGMT-Hemmung und reduziert auf diese Weise den Einfluss von ABC-Transportern.

Mechanisms of resistance of tumor cells in response to treatment with the vacuolar H+-ATPase inhibitor archazolid B

Resistance of cancer cells towards chemotherapy is the major cause of therapy failure. Hence, the evaluation of cellular defense mechanisms is essential in the establishment of new chemotherapeutics. In this study, classical intrinsic and acquired as well as new resistance mechanisms relevant in the cellular response to the novel vacuolar H+-ATPase inhibitor archazolid B were investigated. Archazolid B, originally produced by the myxobacterium Archangium gephyra, displayed cytotoxicity in the low nanomolar range on a panel of cancer cell lines. The drug showed enhanced cytotoxic activity against nearly all cancerous cells compared to their non-cancerous pendants. With regards to ABC transporters, archazolid B was identified as a moderate substrate of ABCB1 (P-glycoprotein) and a weak substrate of ABCG2 (BCRP), whereas hypersensitivity was observed in ABCB5-expressing cells. The cytotoxic effect of archazolid B was shown to be independent of the cellular p53 status. However, cells expressing constitutively active EGFR displayed significantly increased resistance. Acquired drug resistance was studied by establishing an archazolid B-resistant MCF-7 cell line. Experiments showed that this secondary resistance was not conferred by aberrant expression or DNA mutations of the gene encoding vacuolar H+-ATPase subunit c, the direct target of archazolid B. Instead, a slight increase of ABCB1 and a significant overexpression of EGFR as well as reduced proliferation may contribute to acquired archazolid B resistance. For identification of new resistance strategies upon archazolid B treatment, omics data from bladder cancer and glioblastoma cells were analyzed, revealing drastic disturbances in cholesterol homeostasis, affecting cholesterol biosynthesis, uptake and transport. As shown by filipin staining, archazolid B led to accumulation of free cholesterol in lysosomes, which triggered sterol responses, mediated by SREBP-2 and LXR, including up-regulation of HMGCR, the key enzyme of cholesterol biosynthesis. Furthermore, inhibition of LDL uptake as well as impaired LDLR surface expression were observed, indicating newly synthesized cholesterol to be the main source of cholesterol in archazolid B-treated cells. This was proven by the fact that under archazolid B treatment, total free cholesterol levels as well as cell survival were significantly reduced by inhibiting HMGCR with fluvastatin. The combination of archazolid B with statins may therefore be an attractive strategy to circumvent cholesterol-mediated cell survival and in turn potentiate the promising anticancer effects of archazolid B.

Influence of ABCB1, ABCC1, ABCC2, and ABCG2 haplotypes on the cellular exposure of nelfinavir in vivo

OBJECTIVES: The human immunodeficiency virus protease inhibitor nelfinavir is substrate of polyspecific drug transporters encoded by ABCB1 (P-glycoprotein), ABCC1 (MRP1) and ABCC2 (MRP2), and an inhibitor of BCRP, encoded by ABCG2. Genetic polymorphism in these genes may be associated with changes in transport function. METHODS: A comprehensive evaluation of single nucleotide polymorphisms (39 SNPs in ABCB1, 7 in ABCC1, 27 in ABCC2, and 16 in ABCG2), and inferred haplotypes was done to assess possible associations of genetic variants with cellular exposure of nelfinavir in vivo. Analysis used peripheral mononuclear cells from individuals receiving nelfinavir (n=28). Key results were re-examined in a larger sample size (n=129) contributing data on plasma drug levels. RESULTS AND CONCLUSIONS: There was no significant association between cellular nelfinavir area under the curve (AUC) and SNPs or haplotypes at ABCC1, ABCC2, ABCG2. There was an association with cellular exposure for two loci in strong linkage disequilibrium: ABCB1 3435C>T; AUCTT>AUCCT>AUCCC (ratio 2.1, 1.4, 1, Ptrend=0.01), and intron 26 +80T>C; AUCCC> AUCCT > AUCTT (ratio 2.4, 1.3, 1, Ptrend=0.006). Haplotypic analysis using tagging SNPs did not improve the single SNP association values.

A multidrug resistance transporter from human MCF-7 breast cancer cells

MCF-7/AdrVp is a multidrug-resistant human breast cancer subline that displays an ATP-dependent reduction in the intracellular accumulation of anthracycline anticancer drugs in the absence of overexpression of known multidrug resistance transporters such as P glycoprotein or the multidrug resistance protein. RNA fingerprinting led to the identification of a 2.4-kb mRNA that is overexpressed in MCF-7/AdrVp cells relative to parental MCF-7 cells. The mRNA encodes a 663-aa member of the ATP-binding cassette superfamily of transporters that we term breast cancer resistance protein (BCRP). Enforced expression of the full-length BCRP cDNA in MCF-7 breast cancer cells confers resistance to mitoxantrone, doxorubicin, and daunorubicin, reduces daunorubicin accumulation and retention, and causes an ATP-dependent enhancement of the efflux of rhodamine 123 in the cloned transfected cells. BCRP is a xenobiotic transporter that appears to play a major role in the multidrug resistance phenotype of MCF-7/AdrVp human breast cancer cells.