Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Klinische Relevanz der MDR1-, MRP1- und MRP2-Genexpression beim malignen Lymphom des Hundes

Culmsee, Katja

In dogs, systemic chemotherapy for management of multicentric lymphoma is rewarding. Although the majority of lymphomas initially respond well to chemotherapy, the development of disease relapse due to multidrug resistance (MDR) is relatively common. Upregulation of several genes thought to be involved in MDR including multidrug resistance 1 (MDR1), multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1) and 2 (MRP2). In the present study, a real-time reverse transcription quantitative polymerase chain reaction assay  (RT-qPCR) was established to accurately and reproducibly quantify the expression levels of MDR1, MRP1 and MRP2 in canine normal and neoplastic tissues. mRNA levels of MDR1, MRP1 and MRP2 were quantified in 50 dogs with lymphoma by RT-qPCR. Tumor tissue samples were taken from all dogs at diagnosis and from 12 dogs at the first relapse. All dogs underwent a combination chemotherapy (L-asparaginase, vincristine, cyclophosphamide, doxorubicin, prednisolone). MDR1 and MRP1 gene expression levels were detected in all samples analysed, with varying copy numbers between the samples. At diagnosis in 3 of 50 lymphomas MDR1 expression levels were higher than in normal lymph node tissue. Wheras, distinctly higher MRP1 expression levels were measuerd in 28 of 50 lymphomas. In contrast to MDR1 and MRP1, no significant expression of MRP2 in any of the lymphomas at diagnosis or first relapse was detectable. Interestingly, gastrointestinal lymphomas expressed higher MDR1-RNA levels than multicentric lymphomas (p=0,002). When lymphomas were assigned based on their MDR1 gene expression to groups there was a significant difference in ability to induce complete (p=0,002) In none of three tumors with MDR1 expression levels higher than in normal lymph node tissue, but in 27 of 29 tumors with no increase in MDR1 expression a complete remission was achieved. In contrast there was no association between MRP1 mRNA expression levels and achievement of complete remission detectable (p=0,56). Also, only high MDR1 mRNA levels (p<0,001) but not high MRP1 levels, were associated with shorter relapse-free intervals in dogs with multicentric B-cell lymphoma. There was a significant increase (≥ factor 2) in MDR1 mRNA expression between diagnosis and first relapse in 7 of 12 dogs. Whereas MRP1 mRNA expression levels between diagnosis and first relapse were, with the exception of one dog, unchanged. In dogs with an increase in MDR1 gene expression between diagnosis and the first relapse (n=8) the median duration of relapse free interval was significant shorter (median 133 days, 95% confidence interval 90 to 176 days) than in the dogs with no clear change in MDR1 gene expression (n=4;median 312 days, 95% confidence interval 216 to 408 days; p=0,012). In conclusion the results of this study suggest that in contrast to MDR1, expression of MRP1 and MRP2 may not be a major mechanism of multidrug resistance for the majority of dogs with lymphoma.

Eine systemische Chemotherapie ist derzeit die Therapie der Wahl bei Hunden mit multizentrischen Lymphomen. Zwar spricht zu Behandlungsbeginn die überwiegende Mehrheit der Tumoren sehr gut auf die Chemotherapie an, jedoch sind Rezidive aufgrund erworbener Vielfachresistenzen (multidrug resistance, MDR) im Therapieverlauf relativ häufig. Es wird angenommen, dass eine Steigerung der Expression verschiedener Gene, wie z.B. des multidrug resistance 1–Gens (MDR1); der multidrug resistance associated-protein 1 (MRP1)- und 2 (MRP2)-Gene zur Ausprägung einer MDR führen können. In der vorliegenden Studie wurde eine Reverse Transkription quantitative-Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) im real time Modus zur Quantifizierung der MDR1-, MRP1- und MRP2-Genexpression in gesunden und neoplastischen Geweben beim Hund etabliert. Die MDR1-, MRP1- und MRP2-Genexpression wurde bei 50 an malignem Lymphom erkrankten Hunden gemessen. Tumorgewebeproben wurden bei allen Patienten zum Zeitpunkt der Diagnosestellung und bei 12 Hunden zusätzlich bei Ausbildung eines Tumorrezidivs entnommen. 25 Hunde wurden mit einer Kombinationschemotherapie aus L‑Asparaginase, Vincristin, Cyclophosphamid, Doxorubicin und Prednisolon behandelt. In allen untersuchten Tumorproben war eine Expression des MDR1- und MRP1-Gens nachweisbar. Die Höhe der Expression variierte bei beiden Genen zwischen den untersuchten Proben. Zum Zeitpunkt der Diagnosestellung wiesen 3 von 50 Lymphomen eine im Vergleich zu unveränderten Lymphknotengewebe erhöhte MDR1- und 28 von 50 Lymphomen eine erhöhte MRP1-Genexpression auf. Im Gegensatz zum MDR1- und MRP1-Gen war eine Expression des MRP2-Gens in keinem der untersuchten Lymphome bei Diagnosestellung oder zum Zeitpunkt des ersten Tumorrezidivs nachweisbar. Gastrointestinale Lymphome wiesen eine höhere MDR1-Genexpression auf als multizentrische Lymphome (p=0,002). Lymphompatienten, bei denen die MDR1-Genexpression im Vergleich zum Lymphknotengewebe der Kontrolltiere nicht erhöht war, reagierten deutlich häufiger auf eine Chemotherapie mit einer Vollremission als Hunde, bei den die MDR1-Genexpression gesteigert war (p=0,002). So konnte bei keinem von drei Tumoren mit einer MDR1-Genexpression höher als im Lymphknotengewebe der Kontrolltiere, aber bei 27 von 29 Tumoren ohne gesteigerter MDR1-Genexpression eine Vollremission erreicht werden. Ein Zusammenhang zwischen der Therapieantwort und der Höhe der MRP1-Genexpression bestand bei den untersuchten Patienten dagegen nicht (p=0,56). Bei Patienten mit einem multizentrischen B-Zell-Lymphom unterschied sich die Länge des ersten rezidivfreien Intervalls in Abhängigkeit zur Höhe der MDR1-Genexpression (p<0,001), nicht aber in Abhängigkeit zur Höhe der MRP1-Genexpression. Ein deutlicher Anstieg (≥ Faktor 2) der MDR1-Genexpression zwischen Diagnosestellung und Rezidivausbildung war bei 7 von 12 Hunden nachweisbar. Dagegen war die Höhe der MRP1-Genexpression zwischen Diagnosestellung und Rezidivausbildung mit Ausnahme eines Hundes nicht wesentlich verändert. Bei den Hunden mit einem deutlichen Anstieg der MDR1-Genexpression zwischen Diagnose und erstem Rezidiv war die mittlere Dauer des rezidivfreien Intervalls signifikant kürzer (Median 133 Tage, 95% Konfidenzintervall 90 bis 176 Tage) als bei den Hunden ohne deutliche Änderung der MDR1-Genexpression (n=4;Median 312 Tage, 95% Konfidenzintervall 216 bis 408 Tage; p=0,012). Die Ergebnisse lassen vermuten, dass MDR1, aber nicht MRP1 oder MRP2 für die Ausprägung einer Vielfachresistenz bei einem Teil der Patienten von Bedeutung war. 

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Culmsee, Katja: Klinische Relevanz der MDR1-, MRP1- und MRP2-Genexpression beim malignen Lymphom des Hundes. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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