Etablierung eines veterinärmedizinischen Pharmakovigilanz-Zentrums mit pharmakogenetischer Untersuchung neurotoxischer Einzelfälle hinsichtlich einer Beteiligung des Arzneistofftransporters MDR1

Ziel dieser Dissertation war die Verknüpfung von Pharmakovigilanz und Pharmakogenetik. So wurde in Kooperation mit dem Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) ein veterinärmedizinisches Pharmakovigilanz-Zentrum an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) etabliert. Dabei konnte die Zahl der Spontanmeldungen des BVL ergänzt und darüber hinaus die Mitarbeiter der Universitätskliniken sowie „externe“ praktizierende Tierärzte in allen Pharmakovigilanz-Belangen unterstützt werden. Außerdem wurde der Pharmakovigilanz-Gedanke im Rahmen der universitären Lehre weiterverbreitet. Parallel zu dieser Etablierung wurden begrenzte Populationen mehrerer im Rahmen des Pharmakovigilanz-Zentrums erfasster Fälle hinsichtlich möglicher Veränderungen im Mdr1-Gen pharmakogenetisch untersucht.
Bei Fall (1) handelte es sich dabei um einen Mdr1-defekten Australian Shepherd, der nach Gabe eines Emodepsid-haltigen Präparates für Hunde unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAW) in Form von neurologischen Symptomen zeigte. Die in dieser Arbeit durchgeführten Verhaltensversuche an mdr1a,b-Doppelknockout-Mäusen sollten dazu dienen, den Wirk- bzw. Toxizitätsmechanismus von Emodepsid und/oder daran beteiligter Neurotransmittersysteme im Vertebraten genauer zu charakterisieren. Die aufgetretenen Symptome nach oraler Applikation von Emodepsid deuten dabei vor allem auf eine Beteiligung serotonerger sowie dopaminerger Neurotransmitter hin. Ferner könnten jedoch auch die Neurotransmitter Acetylcholin, GABA, Glycin sowie vereinzelt auch Glutamat und Noradrenalin beteiligt sein. Für eine abschließende Beurteilung sind weiterführende neurochemische Studien notwendig. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit bieten dabei eine gute Basis für solche Untersuchungen.
Bei Fall (2) entwickelten zwei Maine Coon Katzen neurologische Symptome nach subkutaner Applikation von Ivermectin. Bei beiden Katzen konnte in der vorliegenden Arbeit eine zuvor beschriebene 2-bp Deletion im felinen Mdr1-Gen (ABCB11930_1931del TC, syn. Mdr1 nt1930(del2)) homozygot nachgewiesen werden. Über die Hälfte der daraufhin untersuchten verwandten Katzen zeigte den Defekt in heterozygoter Ausprägung, wobei keines dieser Tiere im Falle einer früheren Behandlung mit Ivermectin UAW entwickelte. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen unterstützen daher die Hypothese der Ivermectin-Sensitivität in Katzen mit homozygot ausgeprägtem Mdr1-Defekt. Die im Rahmen dieser Arbeit neu etablierte Genotypisierungsmethode der Allelischen Diskriminierung mittels TaqMan Assay bietet eine sehr gute Grundlage für künftige Studien zur Untersuchung der Allelhäufigkeit sowie für die routinemäßige Mdr1-Genotypisierung bei Katzen. Insgesamt können die Ergebnisse dieses Teils der Dissertation demnach dabei helfen, die Arzneimittelsicherheit von Katzen erheblich zu verbessern.
Bei Fall (3) wurde das Mdr1-Gen einer Australian Shepherd Hündin pharmakogenetisch untersucht, da das Ergebnis der zuvor im TransMIT-Zentrum für Pharmakogenetische Diagnostik (PGvet) am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der JLU durchgeführten Mdr1-Genotypisierung eine Auffälligkeit im Vergleich zu den bislang über 30.000 dort untersuchten Hunden zeigte. Mit Hilfe der in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen konnte der ermittelte heterozygote Mdr1-Status der Hündin bestätigt werden. Zusätzliche genetische Varianten des Mdr1-Gens sowie Kopienzahlvarianten (CNVs) konnten jedoch nicht identifiziert werden. Dennoch lassen die Ergebnisse vorsichtig vermuten, dass es sich um eine somatische Mutation handelt, da die Auffälligkeit bei den Untersuchungen nur gezeigt werden konnte, wenn die DNA aus Blut, nicht jedoch aus einem Backenabstrich isoliert wurde. Von einer weiteren Ursachenforschung wurde an dieser Stelle abgesehen, da das beobachtete Phänomen demzufolge wahrscheinlich nicht vererbt wird. Ob die Veränderung letztendlich einen Einfluss auf die individuelle Arzneimittelsicherheit bei der Australian Shepherd Hündin nach Applikation von MDR1-Substraten hat, bleibt unklar. Eine langfristige Beobachtung der Hündin wäre in diesem Fall wünschenswert.
Bei Fall (4) entwickelte eine Thüringer Waldziege neurologische Symptome nach der Behandlung mit Doramectin. Daraufhin wurde in der vorliegenden Arbeit das Mdr1-Transkript dieser Ziege sowie das zweier verwandter Tiere, welche ebenfalls mit Doramectin behandelt wurden, jedoch keine UAW zeigten, mittels DNA-Sequenzierung untersucht. Es zeigte sich, dass sich die Mdr1-Sequenz der betroffenen Ziege lediglich an einer Stelle im 3‘-UTR (c.3875C>A) von der Sequenz der beiden verwandten Tiere unterschied. Es kann vorsichtig vermutet werden, dass dieser heterozygot vorliegende Einzelbasenaustausch in Zusammenhang mit der vermuteten Arzneimittelsensitivität steht, bspw. durch Beeinflussung des Expressionsniveaus, der Stabilität oder der Translationseffizienz des Mdr1-mRNA-Transkripts. Zwar sind zur endgültigen Überprüfung dieser Hypothese weitere Studien notwendig, dennoch konnte mit Hilfe der durchgeführten Untersuchung erstmals eine caprine Mdr1-Sequenz aus mRNA ermittelt werden, welche die Basis für künftige und detailliertere Sequenz- und Expressionsanalysen bildet.