A P-glikoprotein membrán mikrokörnyezete és működésének gátolhatósága modulátor és antitest együttes alkalmazásával = P-glycoprotein membrane microenviroment and inhibition of pumping by the combined application of modulators and specific antibody

摘要

A multidrog rezisztencia hátterében gyakran a P-glikoprotein (Pgp) pumpa működése áll, melynek gátlására jelentős erőfeszítések történnek világszerte. Az UIC2 antitest a fehérjét katalitikus ciklusa egy fázisában ismeri fel, és ott blokkolja. Az így elért gátlás azonban általában kisfokú, mert az antitest a sejtfelszíni Pgp-knek csak egy hányadához kötődik - vizsgálataink utóbbi jelenség megértésére és befolyásolására irányultak. Megállapítottuk, hogy egy korábbi munkáinkban leírt teszt segítségével azonosítható szubsztrát/modulátor (S/M) csoport bármelyik tagja jelenlétében az antitest az összes sejtfelszíni Pgp-hez kötődik és azt inaktív állapotba hozza. Ez a S/M-ok önmagukban hatástalan koncentrációja mellett valósul meg, és in vivo is megtörténik, mint azt xenotranszplantációs kísérletekben demonstráltuk. Megállapítottuk, hogy az UIC2 által mindig felismert Pgp-k hányada (pool I) lipid tutaj- (raft)- asszociált, klasztereket alkot és az UIC2 kötés nyomán fokozottan internalizálódik. Számos olyan fehérjét azonosítottunk, melyek a Pgp molekuláris környezetében vannak: ezek nagy része az aktomiozin-kapcsolt trafficking apparátus része. Az antitest által csak egyes S/M-ok jelenlétében felismert Pgp-k szoliter molekulák. Mindkét pool funkcionális Pgp molekulákat tartalmaz, a pool I valamilyen endogén szubsztrát által indukált ATPáz aktivitás során csapdázódik az UIC2 jelenlétében. A kétféle lipid környezet az eltérő oldékonyságú S-ok optimális transzportját szolgálhatja. | P-glycoprotein (Pgp), an ABC transporter often responsible for the multidrug resistance of cancer cells, is recognized and inhibited by the UIC2 mAb that freezes the transporter in a particular phase of its catalytic state. However, the degree of this inhibition is mitigated by the lack of its binding to all cell surface Pgps, a phenomenon poorly understood. We have demonstrated that Pgp is present in two distinct subpopulations on the cell surface: Both pools contain functional Pgp molecules, but only pool I is recognized in the absence of exogeneous substrates/modulators (S/M-s), while pool II Pgps bind UIC2 only upon addition of certain S/M-s, identified by a test introduced by us earlier. In the presence of any of this group of S/M-s administered at such a low concentration which is insufficient to cause Pgp inhibition when used alone, the mAb can completely inhibit the pump also in vivo, as demonstrated in xenotransplantation experiments. Pgp molecules of the two pools could be distinguished in terms of membrane microdomain localization, clustering propensity, cytoskeletal anchorage, intracellular molecular neighbours, and trafficking characteristics. Endocytosis of Pgp involves the actin microfilament system, and primarily targets the raft associated pool I, when an ATP- conformational state is stabilized. The presence of the pump in two different lipid environment may be optimal for the transport of S-s with different solubilities.