Effekt af, OAT3, på den renale sekretion af cefotaxim

Traditionelt er kliniske farmakogenetiske undersøgelser begyndt med at identificere en kendt fænotype (f.eks. et afvigende respons på et lægemiddel) efterfulgt af isolering af variantproteinet og genet, der er ansvarligt for den fænotype. Med sekvensen af ​​de fleste humane gener kendt, er det muligt at udføre farmakogenetiske undersøgelser på den omvendte måde (dvs. fra genotype til fænotype). Patienter med en kendt variant af et gen kan undersøges for deres respons på visse lægemidler, hvilket kan hjælpe med at belyse betydningen af ​​dette gen i lægemiddelrespons. I den foreslåede undersøgelse planlægger vi at bruge en genotype til fænotype strategi til at studere rollen af ​​OAT3 og relaterede varianter i lægemiddelrespons.

Renal eliminering af anioniske lægemidler sker ved filtrering og aktiv sekretion. Til sekretion transporteres lægemidlet fra blodet ind i den renale tubulære celle gennem den basolaterale membran. Denne transport sker mod både en koncentration og elektrokemisk gradient, og skal derfor medieres af organiske aniontransportører (OAT'er). Til dato er seks menneskelige OAT'er blevet identificeret, OAT 1-5 og OAT7. OAT1 og OAT3 er de dominerende OAT'er fundet på det basolaterale aspekt af de renale proksimale tubulære celler og er derfor mistænkt for at spille en væsentlig rolle i renal anionisk lægemiddeleliminering [3, 4].

Aktiv renal tubulær sekretion af de fleste beta-lactam-antibiotika, inklusive cephalosporiner, har længe været anerkendt, hvor OAT'er sandsynligvis spiller en stor rolle, selvom den relative rolle for hver enkelt er uklar [5]. In vivo undersøgelser har vist, at cephalosporin cefotaxim har en ti gange højere affinitet for OAT3 end OAT1 [6]. Patienter med OAT3-varianter forventes således at udvise ændret renal sekretion af cefotaxim.

Cefotaxim er et almindeligt cephalosporin, der anvendes til behandling af bakterielle infektioner. Doseret op til 1-2 mg hver 6.-8. time, har det vist sig at være sikkert hos patienter med normal nyrefunktion. Cefotaxim gives intravenøst ​​og metaboliseres til desacetylcefotaxim (DACM), som bevarer antibakteriel aktivitet. DACM metaboliseres yderligere til to inaktive metabolitter, M2 og M3; alle fire former for cefotaxim elimineres renalt, hvor aktiv sekretion repræsenterer en signifikant procentdel af total clearance (44 % for cefotaxim, 64 % for DACM) [7]. Halveringstiden for cefotaxim og DACM er henholdsvis 1 og 1,5 time. Patienter med dårligt fungerende OAT3 og relaterede varianter kan forventes at udvise reduceret tubulær sekretion af både cefotaxim og dets metabolitter og resultere i højere eller forlængede blodniveauer. Fordi sådanne varianter kan reducere mængden af ​​cefotaxim, der kommer ind i de tubulære celler, kan de også være forbundet med en reduceret forekomst af cephalosporin-induceret nefrotoksicitet.

PMT-gruppen har en samling af 500 DNA-prøver fra unge, raske voksne fra fire store etniske grupper (125 hver fra kaukasiere, afroamerikanere, mexicanere og kinesere). Denne samling (The Pharmacogenetics of Membrane Transporters) omtales som "SOPHIE" (Study of Pharmacogenetics in Ethnically-Diverse Populations), og omfatter kun frivillige, der har givet samtykke til at blive kaldt tilbage til overvejelse af tilmelding til fremtidige undersøgelser.

I nyere undersøgelser identificerede vi ni ikke-synonyme OAT3-varianter blandt forsøgspersoner, der deltog i SOPHIE-undersøgelsen. Vi klonede og introducerede hver variant i et heterologt ekspressionssystem og testede de kodede transportører for deres evne til at transportere østronsulfat (et dokumenteret substrat for OAT3). Fire varianter blev identificeret, som resulterede i et fuldstændigt funktionstab: F129L (i et latinamerikansk emne), R149S (i et kaukasisk og et afroamerikansk emne), Q239stop (i det samme afroamerikanske emne) og R277W (i et asiatisk emne ). Hos forsøgspersonen med to ikke-funktionelle varianter er det uvist, om varianterne forekommer på samme kromosom, eller om varianterne er på forskellige kromosomer. Sidstnævnte ville potentielt gøre faget fuldstændig OAT3-mangelfuldt. En yderligere variant (I305F), som viste reduceret transportevne for nogle, men ikke alle, OAT3-substrater blev identificeret i tre asiatiske og et latinamerikansk individ. En variant (A310V), som viste øget transport af østronsulfat sammenlignet med den almindelige allel, blev identificeret i et enkelt kaukasisk individ.

Denne undersøgelse vil behandle følgende spørgsmål: Udviser individer, der bærer ændret funktion i OAT3 og relaterede varianter, forskelle i farmakokinetikken af ​​cefotaxim sammenlignet med individer, der bærer den fælles allel?