MDR1 testování mutace genu

Gen MDR1 (ABCB1) kóduje P-glykoprotein, transporter léčiv, který hraje klíčovou roli při rozkládání léků. P-glykoprotein je velmi důležitou složkou hematoencefalické bariéry, která brání vstupu mnoha potenciálně toxických sloučenin do CNS. P-glykoprotein také podporuje vylučování léků do žluče a moči.

Nedostatečná funkce P-glykoproteinu může vést k závažným, potenciálně smrtelným nežádoucím účinkům léků, a to kvůli zvýšené expozici léčiva v CNS (při nedostatku funkčního P-glykoproteinu na hematoencefalické bariéře) nebo zvýšené systémové expozici lékům (při nedostatku P-glykoproteinu, který zprostředkovává vylučování léků žlučníkem nebo ledvinami).

Jaké jsou příčiny dysfunkce P-glykoproteinu?

Jakožto příčiny dysfunkce P-glykoproteinu byly jak u psů, tak u koček popsány mutace genu MDR1. U psů je mutace (jedná se o párovou deleci 4 bazí) známa jako mutace MDR1 nebo ABCB1-1Δ. V důsledku této mutace dochází k časnému vytvoření a zavedení stop kodonu a syntéza P-glykoproteinu je předčasně ukončena. Psi, kteří tuto mutaci zdědili od obou svých rodičů (homozygoti), nemají P-glykoprotein funkční vůbec, zatímco heterozygoti mají částečnou funkci P-glykoproteinu. Někteří heterozygoté mají nežádoucí reakce po anestezii, konkrétní důvody jsou zatím neznámé. Předpokládá se, že vliv mohou mít nejen genetické faktory (zatím nejsou odhaleny všechny mutace pro MDR1), ale i celkový zdravotní stav a množství podaného anestetika.

U border kólií byly nalezeny další dvě mutace ABCB1 genu a to c.73insAAT a c.-6-180T>G. Existenci jiných dalších mutací ABCB1 genu u různých plemen nelze vyloučit. Je možné, že se vyskytnou složení heterozygoté, kteří ponesou dvě různé mutace ABCB1 genu, přičemž dostali každou od jiného z rodičů.  Složení heterozygoté mají rovněž nedostatečnou funkci P-glykoproteinu.

U koček toto způsobuje delece 2 bazí v genu ABCB11930_1931del TC. V důsledku mutace se předčasně vytváří stop kodon, jehož zavedení může vést k abnormálně zkrácenému P-glykoproteinu s podobným poškozením funkce P-glykoproteinu jako funkce popsané u psů.

Nedostatečná funkce P-glykoproteinu se může objevit u psů a koček s mutacemi MDR1, ale může také vyplynout z interakcí různých léků. Některé běžně užívané léky mohou inhibovat funkci P-glykoproteinu, dokonce i u zvířat s normální strukturou genu MDR1. V důsledku toho mohou veterináři narazit na psy a kočky s vnitřní (geneticky zprostředkovanou) P-glykoproteinovou dysfunkcí, stejně jako s externí nebo získanou P-glykoproteinovou dysfunkcí (zvířata, která dostávají lék, který inhibuje funkci P-glykoproteinu). Aby se zabránilo vzniku nežádoucích účinků souvisejících s P-glykoproteinem, veterinární lékaři by měli zvážit všechny potenciální příčiny dysfunkce P-glykoproteinu - jak vnitřních, tak získaných.

Kterým lékům bychom se měli vyhnout nebo je používat při snížených dávkách?

U zvířat se změněnou funkcí P-glykoproteinu není třeba vyvarovat se naprosto všech léčiv; mnoho léků lze bezpečně používat bez nutnosti změnit dávku. Nicméně, u zvířat se změněnou funkcí P-glykoproteinu byla prokázána zvýšená toxicita pro léky uvedené v tabulce:

U psů bez mutace jsou léky ketokonazol a spinosad nejčastěji spojeny s těžkými nežádoucími účinky, a to kvůli jejich schopnosti inhibovat funkci P-glykoproteinu. Ivermectinová toxikóza byla dokumentována u psů bez mutace MDR1, kteří dostávají ivermektin v kombinaci buď s ketokonazolem nebo spinosadem. Navíc těžká vinblastinová toxikóza byla dokumentována u psů bez mutace MDR1, kteří současně dostávají ketokonazol.

Která plemena psů bývají postižena?

Mutace MDR1 byla primárně identifikována u pasteveckých plemen psů a jejich příbuzných. Ve skutečnosti jsou všichni psi postiženi mutací MDR1 považováni za potomky jediného psa, který žil ve Velké Británii před genetickou izolací plemen.

Mohou být postižena i smíšená plemena?

Smíšená plemena mohou být ovlivněna, protože psi mohou dostat kopii mutovaného genu MDR1 od rodiče rizikového plemene. Na základě klinických nálezů a pozorování bylo zjištěno, že mnohá smíšená plemena psů trpí nežádoucí účinky, protože byla léčena léky inhibujícími funkci P-glykoproteinu dříve, než byla testována na mutaci MDR1.

Tabulka níže  uvádí plemena a přibližnou frekvenci výskytu MDR1 mutace.

Obavy z léčiv

Mnohé léky byly označené za rizikové na základě výzkumů na hlodavcích nebo na lidech, ne u psů nebo koček. Tím mohou být informace zkreslené. Většina z téměř 100 léků, které by mohly vyhovovat kritériím uvedeným v těchto studiích, nezpůsobuje toxicitu u zvířat s dysfunkcí P-glykoproteinu. Mnoho (např. Cefalosporiny, peniciliny, tetracykliny, antihistaminika, beta-adrenergičtí antagonisté) mají jednu nebo více charakteristik, které umožňují bezpečné použití u zvířat s dysfunkcí P-glykoproteinu, například široké terapeutické rozmezí, minimální neurologickou toxicitu, náhradní mechanismy pro odstraňování léků nebo možnost být přenášen jiným transportérem.

Metronidazol je na mnoha internetových stránkách nevhodně uveden jako léčivo, které by se nemělo užívat u zvířat s dysfunkcí P-glykoproteinu. Ačkoli metronidazol může způsobit neurologickou toxicitu, není transportován P-glykoproteinem. Riziko toxicity se zvyšuje se zvyšující se dávkou a trváním léčby a nemá souvislost s funkcí P-glykoproteinu.

Ivermectin podávaný v  v nízkých dávkách do 300-600 μg/kg není pro psy s heterozygotní nebo homozygotní mutací MDR1 nebezpečný.

Je používání pesticidů problém u zvířat s mutací MDR?

Abamectin (podobně jako ivermectin) je účinnou látkou v mnoha pesticidech povolených jak pro vnitřní tak pro venkovní použití. Tyto produkty mohou u psů s mutací MDR1 způsobit závažnou neurologickou toxicitu. Zvířata s mutací MDR1 by se měla vyhnout kontaktu s těmito přípravky. Klinické příznaky u psů jsou podobné těm, které byly pozorovány u ivermectinové toxikózy. Doposud se neví o specifické toxicitě abamectinu u koček, ale očekávají se podobné klinické příznaky, které byly pozorovány u ivermectinu.

Také pozor na exkrementy hospodářských zvířat, která byla odčervována léky rizikovými pro psy s  dysfunkcí P-glykoproteinu. Po požití takových exkrementů by psi mohli mít neurotoxickou reakci, nicméně záleží na množství látky v exkrementu.

Farmakologická léčba psů nebo koček s P-glykoproteinovou dysfunkcí zahrnuje buď snížení dávky léku, nebo užívání alternativních léků.

Další informace jsou dostupné na http://www.cliniciansbrief.com/plumbs-therapeutics-brief

.

Udávání výsledků vyšetření mutace genu MDR1

• Původní značení: c.227_230delATAG MDR1, c.295_298delAGAT genu ABCB1
• Současné značení: c.228_231del genu ABCB1

Jedná se o identické genové varianty - reference http://omia.org/OMIA001402/9615/

.

Často jsou chovatelé zmateni udáváním výsledků vyšetření delece v genu MDR1 způsobující přecitlivělost na vybrané léky.
Obecně si může každá laboratoř nastavit systém udávání výsledků dle svého. Vždy je ale třeba připojit legendu, která výsledek objasní. Laboratoř Genomia používá u všech vyšetření jednotný systém:
N = negativní - hledaný znak (např. mutace, delece) není přítomen
P = positivní - hledaný znak (např. mutace, delece) je přítomen

V případě vyšetření genu MDR1 to znamená:

• Genotyp N/N znamená nepřítomnost delece 4 párů bazí v obou alelách MDR1 genu. Jedinec s tímto genotypem (N/N) není ohrožen vznikem neurotoxické reakce při podání určitých léků, popř. jiných látek, které jsou substrátem P-glykoproteinu. Mutace, která je za přecitlivělost na výše uvedené léky zodpovědná, není u jedince s genotypem N/N přítomna. 
  
• Genotyp P/P znamená, že jedinec má v obou kopiích genu MDR1 deleci (obecně mutaci), je tedy ohrožen vznikem neurotoxické reakce po podání uvedených léků. Vždy jednu kopii genu s delecí zdědil od jednoho rodiče (matky) a druhou kopii genu s delecí zdědil od druhého rodiče (otce).
  
• Genotyp N/P znamená, že jedinec má jen jednu kopii mutovaného genu MDR1, je v riziku neurotoxické reakce po podání uvedených léků.

Některé laboratoře ve světě volí označení symboly + a -. V těchto případech věnujte zvýšenou pozornost legendě výsledků. Některé laboratoře používají symbol + ve smyslu našeho P (+ = mutace je přítomna) a symbol - ve smyslu našeho N (mutace není přítomna). Nicméně se můžete setkat také s opačným označením:

• -/- pro jedince mutovaného homozygota (tedy jedince, který má mutaci (deleci) v obou alelách)
  
• +/+ pro zdravého jedince (tedy jedince bez přítomnosti mutace (delece))

V tomto systému je obecně delece označována jako minus. Označení vychází z toho, že delece znamená „vypuštění / vymazání" části genu (v případě MDR1 chybí 4. páry bazí), proto je pro deleci zvolen symbol „ - " minus. (publikace Geyer et. al.: Development of a PCR-based diagnostic test detecting a nt230(del4) MDR1 mutation in dogs: verification in a moxidectin-sensitive Australia Shepherd)

.

Zdroje:

Campbell, W. C., Fisher, M. H., Stapley, E. O., Albers-Schonberg, G. & Jacob, T. A. (1983) Science 221, 823-828.

Preston, J. M. (1983) Vet. Rec. 112, 286 (lett.).

Shan, Q., Haddrill, J. L. & Lynch, J. W. (2001) J. Biol. Chem. 276, 12556-12564.

Fisher, M. H. & Mrozik, H. (1992) Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32, 537-553.

Mealey, K.L., Bentjen, S.A., Gay, J.M. & Cantor, G.H. (2001) Ivermectin sensitivity in collies is associated with a deletion mutation of the mdr1 gene. Pharmacogenetics, 11, 727-733.

Roulet, A., Puel, O., Gesta, S., Lepage, J.F., Drag, M., Soll, M., Alvinerie, M. & Pineau, T. (2003) MDR1-deficient genotype in Collie dogs hypersensitive to the P-glycoprotein substrate ivermectin. European Journal of Pharmacology, 460, 85-91.

Mealey, K.L., Northrup, N.C. & Bentjen, S.A. (2003) Increased toxicity of P-glycoprotein-substrate chemotherapeutic agents in a dog with the MDR1 deletion mutation associated with ivermectin sensitivity. Journal of the American Veterinary Medical Association, 223, 1453-1455,

Yas-Natan, E., Shamir, M., Kleinbart, S. & Aroch, I. (2003) Doramectin toxicity in a collie. The Veterinary Record, 153, 718-720.

Sartor, L.L., Bentjen, S.A., Trepanier, L. & Mealey, K.L. (2004) Loperamide toxicity in a collie with the MDR1 mutation associated with ivermectin sensitivity. Journal of Veterinary Internal Medicine, 18, 117-118.

Neff MW, Robertson KR, Wong AK, Safra N, et al. Breed distribution and history of canine mdr1-1∆, a pharmacogenetic station that marks the emergence of breed from the collie lineage 2004. PNAS 101:11725-11730.

Geyer J, Döring B, Godoy JR, Moritz A, Petzinger E. 2005. Development of a PCR-based diagnostic test detecting a nt230(del4) MDR1 mutation in dogs: verification in a moxidectin-sensitive Australian Shepherd. J Vet Pharmacol Therap 28:95-99.

Katrina Mealey: MDR1 GENE MUTATIONS & DRUG THERAPY, Washington State University, May 2016