Der Folsäureantagonist Methotrexat (MTX) wird zur Behandlung onkologischer und rheumatoider Erkrankungen eingesetzt. Die Aufnahme des Methotrexats in die Zielzelle ist dabei Vorraussetzung für die Bindung an seine intrazellulären Zielstrukturen und erfolgt über verschiedene Transportsysteme. In diesem Zusammenhang ist bei entsprechenden Plasma-konzentrationen von MTX der Reduced Folate Carrier (RFC1) von besonderer Bedeutung. 1994 konnte erstmals die cDNA dieses Transporters aus Maus- und Hamstergewebe isoliert werden. Die cDNA für einen mit dem RFC1 identischen hepatozellulären MTX-Transporter der Ratte wurde 2000 kloniert. Vorhergehende Gen-Expressionsstudien zeigten, dass die RFC1-mRNA ubiquitär gebildet wird. Die Proteinexpression wurde jedoch bisher nur in ausgewählten Geweben der Maus untersucht. Systematische Arbeiten, in denen in vergleichender Weise sowohl die RFC1 Gen- als auch die Proteinexpression in allen Geweben mit einer möglichen Relevanz für die Folat- und Antifolataufnahme, Speicherung und Eliminierung untersucht werden, fehlten bisher. Insbesondere die Expression des RFC1-Proteins der Ratte (rRFC1) mittels immunologischer Verfahren ist bisher nicht beschrieben worden. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Gen- und Proteinexpression des rRFC1 in ausgewählten Geweben der Ratte darzustellen. Dieses schließt die Generierung spezifischer Antiseren gegen den rRFC1 als ersten Schritt mit ein. Es wurden geeignete antigene Aminosäuresequenzen des rRFC1 bestimmt und die entsprechenden cDNA Sequenzen wurden amplifiziert und in einen geeigneten Expressionsvektor kloniert. Rekombinante rRFC1 Fusionsproteine konnten mittels E. coli Zellen hergestellt und anschließend aufgereinigt werden. Nachfolgend wurden entweder die rRFC1 Fusionsproteine oder die rRFC1 spezifischen Peptide, welche von dem Affinitätspeptid separiert worden waren, für die Immunisierung von Kaninchen verwendet Drei Antiseren mit ausreichender Reaktivität und Spezifität konnten gewonnen und mittels Affinitätschromatographie aufgereinigt werden. Die erhaltenen Antiseren sind gegen die intrazellulären N- und C-terminalen Regionen (ID1, ID7) bzw. gegen die erste extrazelluläre Schleife (OD1) gerichtet. In Western-Blot Studien konnte mittels dieser Antiseren für den rRFC1, der in transfizierten Nierenepithelzellen (MDCK-rRFC-HA) stabil exprimiert wurde, ein Molekulargewicht von 71 kD für die glykosylierte Form und von 53 kD für die unglykosylierte Form ermittelt werden. Weiter konnte belegt werden, dass das Protein in MDCK-rRFC1-HA Zellen überwiegend in der glycosylierten Form vorliegt. Mittels RT-PCR Analysen wurde die Genexpression des rRFC1 in allen untersuchten Geweben nachgewiesen. Besonders hohe mRNA-Gehalte waren in Thymus, Niere und Milz vorhanden, während in Herz- und Muskelgewebe sowie in Leukozyten nur ein Signal nahe der Nachweisgrenze detektierbar war. Durch immunhistologische Untersuchungen konnten die rRFC1 Proteinexpression und beträchtliche Unterschiede in der Signalintensität bestätigt werden. Zusätzlich konnten neue Informationen über die unterschiedliche subzelluläre Lokalisation gewonnen werden: so konnte eine starke Expression des Transporters in der apikalen Membran von Dünn- und Dickdarmmukosa dargestellt werden, während die ebenfalls starke Färbung in der Niere auf den Bereich der basolateralen Membran der Tubuli beschränkt war. In der Leber war eine Expression mittlerer Intensität im Bereich der Lebertrias erkennbar. Während in der Milz nur in der roten Pulpa das RFC1-Protein detektiert wurde, konnten im Thymus sowohl in der Rinde als auch im Mark positive Zellen nachgewiesen werden. Im Hoden konnte der Transporter in den Sertoli-Zellen dargestellt werden. Eine starke Expression des Transporters wurde im Gehirn im Bereich der apikalen Membran der Ependymzellen des Plexus choroideus nachgewiesen. In der Skelettmuskulatur und im Herzgewebe beschränkte sich die Expression des rRFC1 auf das Perimysium des Muskelgewebes und auf kleinere Gefäße des Muskel- und Herzgewebes. In dieser Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass der RFC1 der Ratte ubiquitär exprimiert wird, wobei die Expressionsstärke jedoch stark variiert. Die beobachtete Gewebslokalisation des RFC1 belegt sowohl dessen zentrale Rolle in der Folathomöostase als auch in der MTX vermittelten Organtoxizität und Pharmakokinetik, insbesondere bei der intestinalen Resorption sowie der hepatischen und renalen Exkretion.

Der Folsäureantagonist Methotrexat (MTX) wird zur Behandlung onkologischer und rheumatoider Erkrankungen eingesetzt. Die Aufnahme des Methotrexats in die Zielzelle ist dabei Vorraussetzung für die Bindung an seine intrazellulären Zielstrukturen und erfolgt über verschiedene Transportsysteme. In diesem Zusammenhang ist bei entsprechenden Plasma-konzentrationen von MTX der Reduced Folate Carrier (RFC1) von besonderer Bedeutung. 1994 konnte erstmals die cDNA dieses Transporters aus Maus- und Hamstergewebe isoliert werden. Die cDNA für einen mit dem RFC1 identischen hepatozellulären MTX-Transporter der Ratte wurde 2000 kloniert. Vorhergehende Gen-Expressionsstudien zeigten, dass die RFC1-mRNA ubiquitär gebildet wird. Die Proteinexpression wurde jedoch bisher nur in ausgewählten Geweben der Maus untersucht. Systematische Arbeiten, in denen in vergleichender Weise sowohl die RFC1 Gen- als auch die Proteinexpression in allen Geweben mit einer möglichen Relevanz für die Folat- und Antifolataufnahme, Speicherung und Eliminierung untersucht werden, fehlten bisher. Insbesondere die Expression des RFC1-Proteins der Ratte (rRFC1) mittels immunologischer Verfahren ist bisher nicht beschrieben worden. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Gen- und Proteinexpression des rRFC1 in ausgewählten Geweben der Ratte darzustellen. Dieses schließt die Generierung spezifischer Antiseren gegen den rRFC1 als ersten Schritt mit ein. Es wurden geeignete antigene Aminosäuresequenzen des rRFC1 bestimmt und die entsprechenden cDNA Sequenzen wurden amplifiziert und in einen geeigneten Expressionsvektor kloniert. Rekombinante rRFC1 Fusionsproteine konnten mittels E. coli Zellen hergestellt und anschließend aufgereinigt werden. Nachfolgend wurden entweder die rRFC1 Fusionsproteine oder die rRFC1 spezifischen Peptide, welche von dem Affinitätspeptid separiert worden waren, für die Immunisierung von Kaninchen verwendet Drei Antiseren mit ausreichender Reaktivität und Spezifität konnten gewonnen und mittels Affinitätschromatographie aufgereinigt werden. Die erhaltenen Antiseren sind gegen die intrazellulären N- und C-terminalen Regionen (ID1, ID7) bzw. gegen die erste extrazelluläre Schleife (OD1) gerichtet. In Western-Blot Studien konnte mittels dieser Antiseren für den rRFC1, der in transfizierten Nierenepithelzellen (MDCK-rRFC-HA) stabil exprimiert wurde, ein Molekulargewicht von 71 kD für die glykosylierte Form und von 53 kD für die unglykosylierte Form ermittelt werden. Weiter konnte belegt werden, dass das Protein in MDCK-rRFC1-HA Zellen überwiegend in der glycosylierten Form vorliegt. Mittels RT-PCR Analysen wurde die Genexpression des rRFC1 in allen untersuchten Geweben nachgewiesen. Besonders hohe mRNA-Gehalte waren in Thymus, Niere und Milz vorhanden, während in Herz- und Muskelgewebe sowie in Leukozyten nur ein Signal nahe der Nachweisgrenze detektierbar war. Durch immunhistologische Untersuchungen konnten die rRFC1 Proteinexpression und beträchtliche Unterschiede in der Signalintensität bestätigt werden. Zusätzlich konnten neue Informationen über die unterschiedliche subzelluläre Lokalisation gewonnen werden: so konnte eine starke Expression des Transporters in der apikalen Membran von Dünn- und Dickdarmmukosa dargestellt werden, während die ebenfalls starke Färbung in der Niere auf den Bereich der basolateralen Membran der Tubuli beschränkt war. In der Leber war eine Expression mittlerer Intensität im Bereich der Lebertrias erkennbar. Während in der Milz nur in der roten Pulpa das RFC1-Protein detektiert wurde, konnten im Thymus sowohl in der Rinde als auch im Mark positive Zellen nachgewiesen werden. Im Hoden konnte der Transporter in den Sertoli-Zellen dargestellt werden. Eine starke Expression des Transporters wurde im Gehirn im Bereich der apikalen Membran der Ependymzellen des Plexus choroideus nachgewiesen. In der Skelettmuskulatur und im Herzgewebe beschränkte sich die Expression des rRFC1 auf das Perimysium des Muskelgewebes und auf kleinere Gefäße des Muskel- und Herzgewebes. In dieser Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass der RFC1 der Ratte ubiquitär exprimiert wird, wobei die Expressionsstärke jedoch stark variiert. Die beobachtete Gewebslokalisation des RFC1 belegt sowohl dessen zentrale Rolle in der Folathomöostase als auch in der MTX vermittelten Organtoxizität und Pharmakokinetik, insbesondere bei der intestinalen Resorption sowie der hepatischen und renalen Exkretion.

Submitted by Fabíola Silva (fabiola.silva@famerp.br) on 2016-10-03T18:49:30Z No. of bitstreams: 1 daniellabalduinovictorino_dissert.pdf: 2037812 bytes, checksum: ec4892555795968e4470a593baca8ebc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T18:49:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniellabalduinovictorino_dissert.pdf: 2037812 bytes, checksum: ec4892555795968e4470a593baca8ebc (MD5) Previous issue date: 2014-10-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP / Introduction Down syndrome (DS) is caused by the presence of three copies of chromosome 21 in consequence to chromosome nondisjunction in maternal meiosis observed in about 95% of cases. Genetic polymorphisms involved in folate metabolism were associated with the maternal risk for DS. However, the results are contradictories. Objectives To perform a systematic review and meta-analysis in order to evaluate the association between Methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T and A1298C, Methionine synthase reductase (MTRR) A66G, Methionine synthase (MTR) A2756G, Reduced folate carrier 1 (RFC1) A80G, Cystathionine β-synthase (CβS) 844ins68, Methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1 (MTHFD1) G1958A and Transcobalamin 2 (TC2) C776G genetic polymorphisms and the maternal risk for DS. Methods Studies were searched up to May 2014 on MEDLINE, EMBASE, LILACS, hand searched reference lists of published articles and conference meetings and personal communication. Case-control studies that evaluated the association between genetic polymorphisms in case mothers (DSM) and controls mothers (CM) were included. DSM are considered mothers that have gave birth to children with free trisomy of 21 chromosome and CM are considered mothers that have gave birth to children without chromosomal abnormality, syndrome or malformation. Studies with mothers of DS individuals with translocation or mosaicism, case reports, editorials and review articles were excluded. Data extraction and quality assessment were performed independently by two investigators. Meta-analysis assesses the associations between each genetic polymorphism and maternal risk for DS by dominant, recessive, codominant and allelic genetic models. Dichotomous outcome measures were pooled using fixed and random effects models and the results were expressed by odds ratio (OR) with 95% confidence intervals (95% CI). Heterogeneity between studies was evaluated using Q test and the I2 and subgroup and sensitivity analyses were performed in order to investigate the potential sources of heterogeneity. Publication bias was estimated using funnel plot and linear regression test. Results Collectively, 30 case-control studies including 3,101 DSM and 3,967 CM were included. Significant association between MTHFR C677T and MTRR A66G polymorphisms and maternal risk for DS was found when all population is considered. Subgroup and sensitivity analyses according ethnicity showed significant associations for the MTHFR C677T polymorphism in Caucasians, Brazilians and Asians and for the MTRR A66G polymorphism in Caucasians. Additionally, the results of the RFC1 A80G polymorphism demonstrated significant association, it was also found in Asians and maternal age less than 35 years at conception subgroups analyses. Finally, MTHFD1 1958GA genotype was revealed as maternal risk factor for DS when only studies with control group in Hardy-Weinberg equilibrium were considered. No association among MTHFR A1298C, MTR A2756G, CβS 844ins68 and TC2 C776G polymorphisms and maternal risk for DS was found. Conclusions MTHFR C677T, MTRR A66G, RFC1 A80G and MTHFD1 1958GA polymorphisms are associated with maternal risk for DS. / Introdução Síndrome de Down (SD) é atribuída à presença de três cópias do cromossomo 21, decorrente da não-disjunção cromossômica meiótica materna em 95% dos casos. Polimorfismos genéticos maternos envolvidos no metabolismo do folato foram associados ao nascimento de indivíduos com a SD, porém os resultados dos estudos são contraditórios. Objetivos Avaliar, por meio de revisão sistemática e metanálise, a associação entre os polimorfismos genéticos maternos Metilenotetrahidrofolato redutase (MTHFR) C677T e A1298C, Metionina sintase redutase (MTRR) A66G, Metionina sintase (MTR) A2756G, Carreador de folato reduzido 1 (RFC1) A80G, Cistationina β-sintase (CβS) 844ins68, Metilenotetrahidrofolato desidrogenase 1 (MTHFD1) G1958A e Transcobalamina 2 (TC2) C776G e o nascimento de indivíduos com a SD. Métodos As buscas bibliográficas foram realizadas anteriormente a maio de 2014 e os bancos de dados utilizados foram: PUBMED, EMBASE, LILACS, lista de referências bibliográficas dos artigos selecionados, busca manual em anais de congressos e comunicação pessoal. Foram incluídos estudos caso-controle que avaliaram a presença dos polimorfismos genéticos em mães de crianças com SD por trissomia livre do cromossomo 21 (mães-caso) e em mães de crianças sem histórico de anormalidades cromossômicas, síndromes ou malformações (mães-controle). Os critérios de exclusão consistiram em estudos que incluíram mães de crianças com SD por translocação ou mosaicismo, relatos de caso, editoriais e artigos de revisão. A extração dos dados e a avaliação da qualidade dos estudos foram feitas por dois investigadores. A metanálise avaliou a associação entre cada polimorfismo e o risco materno para a SD por meio dos modelos genéticos dominante, recessivo, codominante e alélico. Medidas de desfecho dicotômicas foram sumarizadas utilizando-se modelos de efeito fixo e randômico e os resultados foram expressos em odds ratio (OR) com intervalo de confiança de 95% (IC 95%). A heterogeneidade entre estudos foi calculada pelo teste Q e pela estatística I2 e suas potenciais fontes foram investigadas pelas análises de sensibilidade e subgrupo. O viés de publicação foi estimado pelos funnel plot e teste de regressão linear. Resultados Coletivamente, 30 estudos caso-controle preencheram os critérios de elegibilidade, o que totalizou 3.101 mães-caso e 3.967 mães-controle. Foi verificada associação significativa entre os polimorfismos MTHFR C677T e MTRR A66G e o risco materno para SD. As análises de subgrupo de acordo com a etnia revelaram associações significativas para o polimorfismo MTHFR C677T e o risco materno para a SD em caucasianos, brasileiros e asiáticos e para o polimorfismo MTRR A66G em caucasianos. Adicionalmente, foi encontrada associação significativa para o polimorfismo RFC1 A80G e o risco materno para a SD e também nas análises de subgrupo de asiáticos e de mães com idade materna inferior a 35 anos no momento da concepção. Finalmente, o genótipo MTHFD1 1958GA revelou-se fator de risco materno para o nascimento de indivíduos com SD quando a análise foi restringida aos estudos cujo grupo controle estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Nenhuma associação foi verificada para os polimorfismos MTHFR A1298C, MTR A2756G, CβS 844ins68 e TC2 C776G. Conclusões Os polimorfismos MTHFR C677T, MTRR A66G, RFC1 A80G e MTHFD1 G1958A são fatores de risco materno para a SD.