Die multidrug resistente transgene Maus: In-vivo-Charakterisierung des menschlichen MDR-1 Genes

Zusammenfassung

Multidrug resistance (MDR) trägt wesentlich zur Chemoresistenz der meisten menschlichen Tumoren wie z. B. des Nierenzellkarzinoms bei. Die genetische Grundlage des Phänomens konnte durch Sequenzierung des menschlichen MDR-1-Genes geklärt werden. Die Entwicklung eines verlaäßlichen In-vivo-Systems zur Untersuchung von MDR ist ein wichtiges Problem der aktuellen onkologischen Forschung. Wir haben das menschliche MDR-1-Gen unter Kontrolle eines β-Actin(Huhn)-Promoters in das Genom von C57B1/6 × SJL F1-Mäusen inseriert. Wir konnten zeigen, daß bei stabiler Integration ein dominanter Erbgang des Transgenes nach Mendel vorliegt. Die Hauptexpression fand sich im hämatopoietischen Gewebe, vor allem im Knochenmark und in der Milz. Immunfluoreszenzoptisch wurde die Übersetzung des MDR-Transgenes in die Proteinebene (P-170 Glykoprotein) nachgewiesen. Funktionell schützte das menschliche MDR-1-Gen selektiv das Mausknochenmark gegen die Auswirkungen von Chemotherapie mit allen Substanzen der MDR-Familie. Weiter konnten wir in vivo die Überwindung von Chemoresistenz durch Gabe von Chemosensitivierern zeigen. Die MDR-transgene Maus stellt damit ein geeignetes In-vivo-Modell zur Überprüfung von MDR dar.

Abstract

Multidrug resistance (MDR) encoded by the human MDR-1 gene instigates a broad spectrum cross-chemoresistance in a multitude of human tumors including renal cell carcinoma. The development of pre-clinical models for the in vivo examination of MDR is a high priority of oncological research. We have engineered transgenic mice, derived from C57B1/6 × SJL F1 strains, carrying the human MDR-1 gene under control of a chicken β-actin promoter. The transgene was inherited in a dominant mendelian fashion. Expression was mainly detected in hematopoietic tissues such as bone marrow and spleen. Immunofluorescence studies traced P-170 glycoprotein in bone marrow indicating translation of the transgene into protein. Since we could demonstrate that MDR-transgenic mice were selectively resistant to leukopenia induced by all MDR-related drugs, functional activity of the transgene was ascertained. In addition, we could show that the resistance conferred by the MDR-1 gene was circumvented in vivo in a dose dependent manner by simultaneous administration of reversing agents. We conclude that MDR-transgenic mice provide a suitable in vivo system to examine MDR.

Key-Words

Human multidrug resistance gene-1 - Transgenic mice - In vivo model - Taxol - R-verapamil