Untersuchung gastrointestinaler Transporter und ihrer microRNA-abhängigen Regulation

Für die systemische Verfügbarkeit eines oral applizierten Arzneistoffes ist dessen Resorption von entscheidender Bedeutung. Neben physiko-chemischen Eigenschaften des Arzneistoffs spielen hierbei vor allem gastrointestinale Transporterproteine der ABC- und SLC-Familien eine wichtige Rolle. Deren Verteilung entlang des Gastrointestinaltraktes wurde von Drozdzik et al. (2014) ausführlich beschrieben. Dabei fiel auf, dass die einzelnen Transporter in Abhängigkeit zum Darmsegment unterschiedlich hohe Protein-Mengen aufwiesen. In dieser Arbeit sollte zunächst überprüft werden, ob möglicherweise miRNA-vermittelten regulatorische Einflüsse die beobachteten charakteristischen Transporter-Expressionen entlang des Darmes erklären können. Hierzu wurde zunächst das genomweite miRNA-Expressionsmuster in den von Drozdzik et al. beschriebenen Darmbiopsaten von sechs gastrointestinal Gesunden (je 1 Probe aus Duondenum und Colon, je 2 Proben aus Jejunum und Ileum) bestimmt. Das so entlang des Darmes erhaltene miRNA-Expressionsmuster, wurde dann mit den von Drozdzik et al. gemessenen Proteinmengen korreliert. Dadurch konnten signifikant negativ-korrelierte Transporterprotein-/microRNA-Paare identifiziert werden. Paare, die bei einer anschließenden in-silico Zielgenvorhersage als potentielle Interaktionspartner prädiktiert wurden, wurden dann mittels Luciferase-Reporter-Gen-Assays auf eine tatsächliche Interaktion hin untersucht. Konnte für eine miRNA ein negativer regulatorischen Effekt auf das potentielle Zielgen bestätigt werden, so wurde anschließend die seed-Region der jeweiligen microRNA im Vektor mutiert. So konnte die Regulation der Ziel-mRNA kausal der Bindung der microRNA an die 3’-UTR zugeordnet werden. Auf diese Weise konnten für den Transporter ABCC3 die microRNA-192-5p, für ABCB1 die microRNA-27a-3p und microRNA-409-3p und für PEPT1 die microRNA-27a-3p, microRNA-193a-3p und microRNA-193b-3p als interagierend miRNAs nachgewiesen werden.