Malin Hansson
Är din medicin lika giftig som Agent Orange?
Agent Orange var ett avlövningsmedel som USA använde under vietnamkriget för att
kunna komma åt vietnamesiska gerillaförband som gömde sig i djungeln. Det visade
sig att Agent Orange var mycket giftigt, främst på grund av att det innehöll dioxin,
som bildats som biprodukt vid tillverkningen. Dioxin är ett av de giftigaste ämnen
man känner till. Det orsakar bland annat cancer, missfall och störningar på
immunförsvaret. Dioxinets verkningar beror på att det sätter igång vissa gener och att
detta ger en mängd olika effekter i kroppen. När detta upptäcktes på 1960-talet drog
läkemedelsindustrin öronen åt sig eftersom vissa läkemedel man höll på att utveckla
visade sig sätta igång samma gener. Man blev rädd för att sådana läkemedel skulle
vara lika giftiga som dioxin och avslutade därför forskningen runt sådana substanser.
På senare tid har man dock upptäckt att det inte är själva igångsättningen av generna
som är det farliga. Istället beror effekterna i kroppen på hur generna aktiveras. På
marknaden finns nu flera läkemedel som till viss del aktiverar samma gener som
dioxin, men som gör det på ett annat sätt. Ett av dessa är magsårsmedicinen Losec
från AstraZeneca.
Det faktum att det ändå kan vara acceptabelt med läkemedel som till en viss del
aktiverar samma gener som dioxin, bara aktiveringen sker på ett annat sätt, har satt
igång forskningen på området rejält. För ett läkemedelsföretag som har ett läkemedel
som är på väg ut på marknaden, är det förstås mycket intressant att kunna visa att det
inte är lika giftigt som dioxin, trots att läkemedlet det till viss del aktiverar samma
gener.
I mitt examensabete försökte jag göra en slags mall, som skulle kunna användas för
att på ett enkelt sätt klassificera läkemedel under utveckling som dioxin-liknande eller
icke dioxin-liknande. Det visade sig vara mycket komplicerat men gav uppslag till
många nya försök, som man skulle kunna göra för att få fram en sådan mall.
Så är din medicin då lika giftig som Agent Orange? Nej, läkemedel som aktiverar
samma gener på samma sätt som dioxinet som fanns i USAs avlövningsmedel, finns
inte på marknaden. Numera undersöker man noga på vilket sätt generna aktiveras, så
om du har magsår kan du lugnt fortsätta med din Losec-kur.
Handledare: Bengt Widegren, BMC och Anders Olsson, Active Biotech Research
Examensarbete 30 hp i cell- och molekylärbiologi Vt 2008
Institutionen för cell- och organismbiologi, Lunds universitet
Abstract
Polycyclic hydrocarbons like benzo[a]pyrene (B[a]P), that are typical activators of the aryl
hydrocarbon receptor (AhR), are strongly connected to toxicity and cancer development, while
atypical AhR activators such as the drugs Omeprazol and Flutamide are considered non-toxic
and thus have been available on the market for many years. Consequently, an easily manageable
framework for classification of a drug candidate as a typical or an atypical inducer of the AhR
would be a valuable tool for a pharmaceutical company. The aim of this study was to investigate
whether such a framework could be established. Gene induction in non metastatic prostate
cancer cells (LNCaP) after in vitro treatment with the typical AhR activator B[a]P and the
atypical AhR activator I3C, was investigated using microarray. Next, LNCaP, myeloid cells
(THP-1) and hepatocellular carcinoma cells (HepG2), were treated with B[a]P and I3C and
expression levels of genes upregulated by one of the substances on the array (SLC7A11, GDF15
and HSPB1), in addition to some known AhR responsive genes (CYP1A1, CYP1B1, MCP-1,
NQO-1, THBS-1 and S100A9), were analyzed using real time PCR. Gene induction patterns
described in the literature and gene expression on the microarray were, with the exception of
CYP1A1, in general difficult to verify by real time PCR. Correlation between microarray data
and PCR data was low for B[a]P, but higher for I3C. mRNA induction in LNCaP cells with one
other typical AhR activator (β-naphtoflavone) and two atypical (omeprazole and flutamide) was
also investigated, which largely confirmed the results for B[a]P and I3C. Protein expression
(CYP1A1, AhR and GDF15) after B[a]P and I3C treatment was determined using Western blot.
This analysis confirmed the PCR data for CYP1A1, and displayed an upregulation of GDF15
with B[a]P and I3C. This study showed that results from microarray and RT-PCR cannot be
readily translated to changes at the protein level. Additional experiments might shed more light
on this research area and help identifying a framework for classification of drug candidates.
