Bedeutung des Organischen-Anionen-Transport-Polypeptides 2B1 für die Wirkung von Atorvastatin auf Herzmuskelzellen

Abstract

In der Therapie der koronaren Herzerkrankung ist die Wirksamkeit von Statinen gut belegt. Es gibt zahlreiche Hinweise, dass Statine durch die Hemmung der HMG-CoA Reduktase nicht nur die Cholesterinbiosynthese, sondern auch die Bildung von Isoprenoiden hemmen, welche für die Funktion einiger Elemente der beta-adrenergen Signalkaskade essenziell sind. Tatsächlich ist in Ratten gezeigt worden, dass Statine in hohen Konzentrationen als „intrazelluläre Betablocker“ wirken können, da sie durch die verminderte Isoprenylierung eine Translokation von G-Proteinen aus der Membran in das Zytosol bewirken. Die vorliegende Arbeit hat die Hypothese getestet, dass die notwendigen hohen Konzentrationen von Atorvastatin Folge der in Rattenherzen fehlenden Expression des kürzlich als Atorvastatin-Einwärtstransporter identifizierten OATP2B1 ist. Konkret wurde daher untersucht, ob eine Überexpression von OATP2B1 zu einer Sensitivierung der Ratten-Herzmuskelzellen gegenüber Atorvastatin führt. Zunächst wurde eine stabile MDCK II Zelllinie, die OATP2B1-überexprimiert, entwickelt und ein Adenovirus, das die Sequenz des OATP2B1 enthielt, generiert. Anschließend wurden Herzmuskelzellen der neonatalen Ratte mit dem OATP2B1-Adenovirus infiziert und mit Atorvastatin behandelt. Die Lokalisation und Funktionalität von OATP2B1 wurden mit konfokaler Mikroskopie und in einem Transport-Assay ermittelt. Konzentrations-Wirkungskurven mit Atorvastatin an infizierten und nicht infizierten Zellen erlaubten eine Aussage zur funktionellen Relevanz der OATP2B1 Expression. Als Parameter der Atorvastatinwirkung wurde die Lokalisation von Untereinheiten der heterotrimeren G-Proteine mittels Proteinfraktionierung im Western Blot ermittelt. In den stabil OATP2B1-exprimierenden MDCK-Zellen war OATP2B1 überwiegend an der Membran lokalisiert, in adenoviral infizierten Herzmuskelzellen dagegen überwiegend zytosolisch. In allen OATP2B1-exprimierenden Zellen konnte gegenüber Kontrollen eine verstärkte Aufnahme des bekannten OATP2B1-Substrats 3H-Estronsulfat und eine Hemmung derselben durch Atorvastatin demonstriert werden. Dieser Befund konnte in vitro an Gewebefragmenten aus humanen, atrialen Herzgewebeproben, nicht aber an entsprechenden Proben der Ratte reproduziert werden. Bei der Behandlung von OATP2B1-exprimierenden MDCK-Zellen oder adenoviral infizierten Herzmuskelzellen zeigte Atorvastatin bereits in 10-fach niedrigeren Konzentrationen toxische Effekte als in den entsprechenden Wildtyp Zellen. In ähnlicher Weise ließ sich auch die Translokation von heterotrimeren G-Proteinen in das Zytosol bereits in niedrigeren Konzentrationen beobachten. Diese Arbeit zeigt, dass die Überexpression von OATP2B1 Zellen (MDCK- und Herzmuskelzellen) gegenüber toxischen, aber auch potenziell günstigen Wirkungen von Atorvastatin sensitiviert und dass OATP2B1 tatsächlich als Einwärtstransporter für Atorvastatin, auch in Herzmuskelzellen fungiert. Somit sind kardiale Effekte von Atorvastatin beim Menschen bereits in niedrigeren Konzentrationen zu erwarten als bei der Ratte, da das menschliche Herz im Gegensatz zu der Ratte OATP2B1 exprimiert