Διερεύνηση της επίδρασης παραγόντων ειδικών του φύλου στην in vivo δραστικότητα του μεταβολικού ενζύμου CYP1A2

Abstract

CYP1A2 activity is reduced by the presence of sex hormones such as the use of oral contraceptives, hormone replacement therapy and pregnancy. The purpose of this study was to investigate the effect of fluctuations of hormones (mainly of estrogen) that occur during the normal menstrual cycle in the in vivo activity of the enzymes CYP1A2, CYP2A6, XO and NAT-2. Moreover, the distribution of the two most common single nucleotide polymorphisms of CYP1A2 gene (CYP1A2*1C and CYP1A2*1F) was studied in order to investigate the effect of genotype on the phenotypic expression of CYP1A2.Methods: The study was conducted in 42 healthy, premenopausal women (25 non-smokers, NS and 17 smokers, S). Urine and blood samples were collected during the early follicular phase (EFP), late follicular phase (LFP) and the luteal phase (LP). Levels of 17-beta estradiol, progesterone, FSH and LH were measured in the three phases of the cycle. The activity of the enzymes CYP1A2, CYP2A6, XO and NAT-2 was determined using the urinary caffeine metabolic ratios (AFMU+1U+1X)/17U, 17U/(17U+17X), 1U/(1X+1U), AFMU/(AFMU+1U+1X), respectively, in the three phases of the cycle using the RP-HPLC method. The genotype for polymorphisms -3860G>A (allele CYP1A2*1C) and -163C>A (allele CYP1A2*1F) was determined using the PCR-RFLP method.Results: The activity of CYP1A2 was reduced in the late follicular compared to the early follicular and luteal phase of both 25 non-smokers (EFP: 3,18 ± 1,00, LFP: 2.76 ± 0.77, LP 3.06 ± 0.84; p <0.05, RM ANOVA on Ranks) and 17 smokers (EFP: 5.20 ± 2.11, LFP: 4.41 ± 1.26, LF: 4.93 ± 1.49; p> 0.05, One Way RM ANOVA), although the difference was not statistically significant in smokers. CYP2A6 activity was found to be higher in the late follicular phase (0.70 ± 0.13) and differed from the early follicular (0.60 ± 0.12; p <0,05), but not from the luteal phase (0.63 ± 0.13; p> 0.05, RM ANOVA on Ranks). No statistically significant difference was detected in XO activity (EFP: 0.52 ± 0.06, LFP: 0.52 ± 0.05, LP: 0.51 ± 0.05; p> 0.05, One Way RM ANOVA) and NAT-2 fast acetylators activity (EFP: 0.36 ± 0.05, LFP: 0.38 ± 0.06, LP: 0.36 ± 0.04; p> 0.05, One Way RM ANOVA) between the three phases of the cycle. NAT-2 slow acetylators activity was found to be higher in the late follicular phase (0.09 ± 0.02) compared to the early follicular (0.07 ± 0.02) and the luteal phase (0.07 ± 0.02; p <0.05, One Way RM ANOVA). In the study only the polymorphism CYP1A2*1F was detected. Smokers with genotype A/A had significantly higher mean caffeine metabolic ratios (5.71 ± 1.69) compared to the A/C carriers (4.32 ± 1.63; p <0.05, Mann-Whitney test), while this difference was not observed in non-smokers (A/C: 3.35 ± 1.22, A/A: 3.09 ± 0.52; p> 0.05, Mann-Whitney test). The genotype was found not to affect the activity of CYP1A2 in the three phases of the cycle (p> 0.05, Repeated Measures General Linear Model).Conclusion: This study showed: 1) reduction of CYP1A2 activity, 2) increase of CYP2A6 activity, and 3) increase of NAT-2 slow acetylators activity, in the late follicular phase, where estrogen are at the highest levels. The activity of XO and NAT-2 fast acetylators did not differ in the various phases of the cycle. Normal fluctuations in estrogen during the phases of the normal menstrual cycles may be associated with variation in the CYP1A2, CYP2A6 and NAT-2 slow acetylators activity.

Η δραστηριότητα του CYP1A2 μειώνεται από την παρουσία ορμονών του φύλου όπως τη χρήση αντισυλληπτικών δισκίων, τη θεραπεία ορμονικής υποκατάστασης και την εγκυμοσύνη. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση των διακυμάνσεων των ορμονών (κυρίως των οιστρογόνων) που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού εμμηνορρυσιακού κύκλου στην in vivo δραστικότητα του CYP1A2 και των ενζύμων CYP2A6, XO και NAT-2. Επιπλέον, μελετήθηκε η κατανομή των δύο πιο συχνών απλών νουκλεοτιδικών πολυμορφισμών του γονιδίου του CYP1A2 (CYP1A2*1C και CYP1A2*1F), προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση του γονοτύπου στην φαινοτυπική έκφραση του CYP1A2.Μέθοδοι: Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε 42 υγιείς, προεμμηνοπαυσιακές γυναίκες (25 μη καπνίστριες, ΜΚ και 17 καπνίστριες, Κ). Έγινε συλλογή δειγμάτων ούρων και αίματος κατά τη διάρκεια της πρώιμης ωοθυλακικής (ΠΩΦ), της όψιμης ωοθυλακικής (ΟΩΦ) και της ωχρινικής φάσεως (ΩΦ). Τα επίπεδα της 17-β οιστραδιόλης, της προγεστερόνης, της FSH και της LH προσδιορίσθηκαν και στις τρεις φάσεις του κύκλου. Η δραστηριότητα των ενζύμων CYP1A2, CYP2A6, XO και NAT-2 προσδιορίσθηκε με τη χρήση των μεταβολικών λόγων της καφεΐνης στα ούρα (AFMU+1U+1X)/17U, 17U/(17U+17X), 1U/(1X+1U), AFMU/(AFMU+1U+1X), αντίστοιχα, στις τρεις φάσεις του κύκλου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο RP-HPLC. Ο έλεγχος γονοτύπου για τους πολυμορφισμούς -3860 G>A (αλλήλιο CYP1A2*1C) και -163 C>A (αλλήλιο CYP1A2*1F) έγινε χρησιμοποιώντας τη μεθόδο PCR-RFLP.Αποτελέσματα: η δραστηριότητα του CYP1A2 ήταν μειωμένη στην όψιμη ωοθυλακική σε σύγκριση με την πρώιμη ωοθυλακική και ωχρινική φάση τόσο στις 25 μη καπνίστριες (ΠΩΦ: 3,18 ± 1,00, ΟΩΦ: 2,7 6± 0,77, ΩΦ: 3,06 ± 0,84; p<0,05, RM ANOVA on Ranks) όσο και στις 17 καπνίστριες (ΠΩΦ:5,20 ± 2,11, ΟΩΦ:4,41 ± 1,26, ΩΦ:4,93 ± 1,49; p>0,05, One Way RM ANOVA) χωρίς όμως να αναδεικνύεται στατιστικώς σημαντική διαφορά στις καπνίστριες. Η δραστηριότητα του CYP2A6 βρέθηκε να είναι αυξημένη στην όψιμη ωοθυλακική φάση (0,70 ± 0,13) διαφέροντας στατιστικά με την πρώιμη ωοθυλακική (0,60 ± 0,12; p<0,05) αλλά όχι με την ωχρινική φάση (0,63 ± 0,13; p>0,05, RM ANOVA on Ranks). Στην δραστηριότητα της XO δεν ανιχνεύθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ των τριών φάσεων του κύκλου (ΠΩΦ:0,52 ± 0,06, ΟΩΦ: 0,52 ± 0,05, ΩΦ: 0,51 ± 0,05; p>0,05, One Way RM ANOVA) καθώς επίσης και στη δραστηριότητα της ΝΑΤ-2 στις ταχείες ακετυλιώτριες (ΠΩΦ:0,36 ± 0,05, ΟΩΦ: 0,38 ± 0,06, ΩΦ: 0,36 ± 0,04; p>0,05, One Way RM ANOVA). Η δραστηριότητα της ΝΑΤ-2 στις βραδείες ακετυλιώτριες βρέθηκε να είναι αυξημένη στην όψιμη ωοθυλακική φάση (0,09 ± 0,02) διαφέροντας στατιστικά με την πρώιμη ωοθυλακική (0,07 ± 0,02) και με την ωχρινική φάση (0,07 ± 0,02; p<0,05, One Way RM ANOVA). Στην μελέτη ανιχνεύθηκε μόνο ο πολυμορφισμός CYP1A2*1F. Οι καπνίστριες με γονότυπο A/A είχαν σημαντικά υψηλότερους μέσους μεταβολικούς λόγους καφεΐνης (5,71 ± 1,69) από τις φορείς A/C (4,32 ± 1,63; p<0,05, Mann-Whitney test), ενώ αυτή η διαφορά δεν παρατηρήθηκε στις μη καπνίστριες (A/C: 3,35 ± 1,22, Α/A: 3,09 ± 0,52; p>0,05, Mann-Whitney test). Επίσης, ο γονότυπος αποδείχθηκε οτι δεν επηρεάζει τη δραστηριότητα του CYP1A2 στις τρεις φάσεις του κύκλου (p>0.05, Repeated Measures General Linear Model).Συμπεράσματα: H παρούσα μελέτη αναδεικνύει πως στην όψιμη ωοθυλακική φάση, όπου τα οιστρογόνα βρίσκονται στα υψηλότερα επίπεδα παρατηρήθηκε: 1) μείωση της δραστηριότητας του CYP1A2, 2) αύξηση της δραστηριότητας του CYP2A6 και 3) αύξηση της δραστηριότητας της ΝΑΤ-2 στις βραδείες ακετυλιώτριες. Η δραστηριότητα της XO και της ΝΑΤ-2 στις ταχείες ακετυλιώτριες δε διαφοροποιήθηκε στις διάφορες φάσεις του κύκλου. Οι φυσιολογικές διακυμάνσεις των οιστρογόνων κατά τη διάρκεια των φάσεων των φυσιολογικών εμμηνορρυσιακών κύκλων μπορεί να σχετίζονται με παραλλαγή στη δραστηριότητα του CYP1A2, του CYP2A6 και της ΝΑΤ-2 στις βραδείες ακετυλιώτριες.