Die Inhalation stellt den wesentliche Aufnahmeweg des Körpers für gasförmige oder partikelgebundene Substanzen einschließlich Staub dar. Die Lunge ist somit hoch exponiert gegenüber Schadstoffen und benötigt so ein wirksames Abwehr-System. MRPTransportproteine stellen einen Teil dieser Abwehr dar, in dem sie zum Efflux von Schadstoffen aus der Zelle beiträgt. "Multidrug Resistance Related Proteine" (MRP), welche zur Sub-Familie C der ABC-Transporter-Superfamilie gehören, sind in der Lage, Xeno- und Endobiotika zu transportieren. Zur Untersuchung der zellulären Verteilung der MRPs dienten kultivierte Lungenzellen, normale humane brochialepithelzellen (NHBEZ) und periphere Lungenzellen (PLZ), die unter geeigneten Kulturbedingungen differenzieren. Als Modell-Kulturen dienten kultivierte Lungentumorzelllinien A549, H358 und H322, die unter geeigneten Kulturbedingungen wachsen In immunohistochemischen Analysen konnte die Expression von MRP1-5 in NHBEZ, PLZ und der Tumorzellline A549 nachgewiesen werden. Alle untersuchten MRP-Isomere (MRP1-5) wurden in der Tumorzellline A549 ausschließlich in der Zellmembran exprimiert gefunden. In den normalen humanen Bronchial- und Lungenzellen zeigte sich die Lokalisierung der untersuchten MRP- Isoformen deutlich differenzierter. So wurden MRP2, 4 und 5 intrazellulär, mit höherer Dichte in intrazellulären Membran von Vesikeln gefunden, während MRP1 und 3 ausschließlich in der Zellmembran exprimiert erschienen. Es gelang humane Lungenzellen mittels Membraninserts unter in vivo nahen Bedingungen zu kultivieren. Im Vergleich zu unter klassischen, Untertauchbedingungen kultivierten Zellen, zeigten die membrangewachsenen Zellen eine deutlich andere Morphologie. Darüber hinaus wiesen sie einen höheren epithelialen Charakter auf. Mittels Confokal-LASER-Scanning Mikroskopie konnte eine in den klassischen Untertauchkulturen nicht vorhandene polarisierte Verteilung der MRP1 und 2-Proteine in den Membran-gewachsenen Kulturen nachgewiesen werden. MRP1 war deutlich im basolateralen, dem Medium zugewandten Bereich, jedoch nicht im apikalen Bereich der Zelle exprimiert. MRP2 wurde als Membranprotein lokalisiert. Das Multidrug-Resistance-associated protein MRP-1 ist in der Lage durch einen aktiven Transport unter Hydrolyse von ATP zahlreiche Xenobiotika und intrazellulär gebildete Metabolite durch die Zellmembran in den Extrazellulärraum zu transportieren. Durch die Etablierung einer Methode zur Bestimmung der MRP-1 Transportaktivität mittels Zell- Fluorometrie für adhärent wachsende Zellen konnte gezeigt werden, dass MRP1 funktionell aktiv ist. Unter Nutzung der Einzel-zellfluorimetrie wurde mittels Carboxy-2', 7'- dichlorofluorescein (CDF) die Funktion des MRP-1 nachgewiesen. Der etablierte Inhibitor der MRP-1 Funktion MK571 führte zu einer spezifischen Hemmung des MRP-1 und damit des MRP1 abhängigen CDF Effluxes. Dabei konnte eine Beteiligung von MDR-1 am Transport von CDF mittels Co-Inkubation mit dem MDR1-spezifischen Inhibitor Verapamil ausgeschlossen werden. Die Einstellung des Gleichgewichtes in Verapamil-co-inkubierten Zellkulturen vollzog sich im gleichen Zeitraum wie in inhibitorfreien Kontroll-Kulturen und ist somit völlig unabhängig von Verapamil. Man kann somit davon ausgehen, dass ein Pgp - unabhängiger Transport von CDF durch MRP-1 vorliegt. Regulatoren des Glutathion-Pools - Buthionin Sulfoximin (BSO) und N-Acetylcystein (NAC) - beeinflussen die Aktivität des MRP-1 vermittelten Transportes deutlich. Durch Regulierung des Glutathionpegels kann diese Transportaktivität gesteuert werden und eröffnet somit die Möglichkeit der Überwindung der Resistenz in der Zelle.
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