De rol van cytochroom-P450-enzymen bij geneesmiddeleninteracties

3
4
5
6
Blobel G, Potter VR. Studies on free and membrane-bound ribosomes in rat liver. II. Interaction of ribosomes and membranes. J
Mol Biol 1967;26:293-301.
Milstein C, Brownlee GG, Harrison TM, Mathews MB. A possible
precursor of immunoglobulin light chains. Nat New Biol 1972;239:
117-20.
Blobel G, Dobberstein B. Transfer of proteins across membranes. I.
Presence of proteolytically processed and unprocessed nascent
immunoglobulin light chains on membrane-bound ribosomes of
murine myeloma. II. Reconstitution of functional rough microsomes
from heterologous components. J Cell Biol 1975;67:835-62.
Lingappa VR, Katz FN, Lodish HF, Blobel G. A signal sequence for
the insertion of a transmembrane glycoprotein. Similarities to the
signals of secretory proteins in primary structure and function. J Biol
Chem 1978;253:8667-70.
7
8
9
Walter P, Blobel G. Purification of a membrane-associated protein
complex required for protein translocation across the endoplasmic
reticulum. Proc Natl Acad Sci U S A 1980;77:7112-6.
Meyer DI, Krause E, Dobberstein B. Secretory protein translocation across membranes – the role of the ‘docking protein’. Nature
1982;297:647-50.
Blobel G. Intracellular protein topogenesis. Proc Natl Acad Sci
U S A 1980;77:1496-500.
Aanvaard op 22 november 1999
Capita selecta
De rol van cytochroom-P450-enzymen bij geneesmiddeleninteracties
p.a.baede-van dijk, p.a.de graeff en j.f.f.lekkerkerker*
De laatste jaren werd het College ter beoordeling van
geneesmiddelen geconfronteerd met een aantal ernstige
bijwerkingen van geneesmiddelen die het gevolg waren
van een farmacokinetische interactie waarbij onverwacht te hoge bloedspiegels van een middel optraden.
De combinatie van ketaconazol en terfenadine is hier
een voorbeeld van. Niet het aantal, maar de ernst van de
bijwerking (QT-verlenging) was de aanleiding dat de
gebruiksvoorschriften voor terfenadine strenger zijn
geworden. De maatregel kon mede genomen worden
omdat er een aantal bruikbare alternatieven voor dezelfde indicatie op de markt was, waaronder de actieve
metaboliet van terfenadine, fexofenadine. Een recenter
voorbeeld is de combinatie mibefradil en simvastatine.
Door te hoge plasmaconcentraties van simvastatine
trad bij een aantal patiënten rabdomyolyse op, een zeldzame bijwerking, die zich voor kon doen doordat mibefradil en simvastatine veelvuldig gecombineerd werden. Onder andere vanwege deze bijwerking werd mibefradil uiteindelijk door de fabrikant van de markt gehaald.1 2
Bij een farmacokinetische interactie beïnvloedt een
geneesmiddel de absorptie, de verdeling, het metabolisme of de excretie van een ander geneesmiddel, hetgeen
resulteert in hogere of lagere plasmaspiegels dan normaal. Een farmacodynamische interactie daarentegen
wordt veroorzaakt door bijvoorbeeld tegengestelde farmacodynamische werking van twee geneesmiddelen. In
beide genoemde gevallen gaat het om remming van het
metabolisme-enzym cytochroom-P450 3A4. Verschillen*De auteurs schreven dit artikel op persoonlijke titel.
College ter beoordeling van geneesmiddelen, Postbus 16.229, 2500 BE
Den Haag.
Mw.drs.P.A.Baede-van Dijk, farmacochemicus; prof.dr.P.A.de Graeff
en dr.J.F.F.Lekkerkerker, internisten.
Correspondentieadres: mw.drs.P.A.Baede-van Dijk.
samenvatting
– Cytochroom-P450-enzymen zijn verantwoordelijk voor farmacokinetische interacties met soms ernstige gevolgen.
– Als bekend is of een geneesmiddel substraat, remmer of inductor is van één van de cytochroom-P450 iso-enzymen, kan
een inschatting gemaakt worden met welke andere geneesmiddelen een interactie zou kunnen optreden.
– Registratieautoriteiten kennen bij de beoordeling van nieuwe geneesmiddelen voor registratie een zwaarder gewicht toe
aan het optreden van interacties dan vroeger.
– Desondanks zijn geneesmiddeleninteracties in de praktijk
niet uit te sluiten zonder voorzorgen van apotheker én arts.
Meer aandacht voor farmacokinetische interacties en zoeken
naar een bruikbaar alternatief voor één van de te gebruiken
geneesmiddelen moeten leiden tot een afname in het aantal
bijwerkingen door interacties.
de enzymen uit de cytochroom-P450(CYP)-enzymfamilie zijn betrokken bij farmacokinetische interacties.
Beïnvloeding van de activiteit van deze enzymen kan belangrijke klinische consequenties hebben voor de dagelijkse praktijk als de verhoogde concentraties leiden tot
toxiciteit of de verlaagde concentraties tot verminderde
werking.
Deze klinisch relevante interacties kan men in de
praktijk voorkomen door het nemen van de juiste voorzorgsmaatregelen. Welke maatregelen mogelijk zijn, zullen wij later in dit artikel bespreken. Voor het begrijpen
van deze voorzorgen en voor het juist interpreteren van
beschikbare informatie over interacties, is enige kennis
van de cytochroom-P450-familie en de mechanismen
achter deze interacties nodig. Hier willen wij nu eerst op
ingaan.
de cytochroom-p450-iso-enzymfamilie
De iso-enzymen uit de cytochroom-P450-familie worden
gevonden in vrijwel alle soorten organismen. Voor de
Ned Tijdschr Geneeskd 1999 25 december;143(52)
2607
mens zijn er momenteel meer dan 30 verschillende isoenzymen bekend.3 Cytochroom-P450-enzymen hebben
naast endogene functies, zoals het metabolisme van steroïden, een belangrijke functie bij het metabolisme van
exogene verbindingen. De belangrijkste iso-enzymen
verantwoordelijk voor het geneesmiddelenmetabolisme
bij de mens zijn CYP1A2, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19,
CYP2D6 en CYP3A4.4 5 Hiervan neemt CYP3A4 het
grootste gedeelte voor zijn rekening. De classificatie van
de verschillende iso-enzymen is internationaal vastgesteld aan de hand van overeenkomsten in de aminozuurvolgorde van de individuele iso-enzymen. Families
worden aangeduid met een cijfer, gevolgd door een
hoofdletter voor de subfamilie. Het laatste cijfer geeft
het individuele iso-enzym aan.3 Echter, CYP2C9 en
CYP2C19 metaboliseren andere geneesmiddelen hoewel ze tot dezelfde subfamilie behoren.
Een geneesmiddel kan op drie manieren bij een cytochroom-P450-interactie betrokken zijn. Het is een substraat voor een iso-enzym, als het door dat iso-enzym
wordt gemetaboliseerd. Als het geneesmiddel de activiteit van de enzymen verlaagt of verhoogt, spreken wij
respectievelijk van een remmer of van een inductor. De
tabel geeft een aantal voorbeelden van geneesmiddelen
die grotendeels door CYP-enzymen worden omgezet of
de activiteit ervan beïnvloeden. De drie situaties worden
hieronder verder toegelicht.
Substraten, remmers en inductoren. Verhoogde, dan
wel verlaagde plasmaspiegels van het substraat kunnen
ontstaan als het substraat samen met een remmer respectievelijk een inductor van het iso-enzym waardoor
het gemetaboliseerd wordt, wordt toegediend. De grootte van de verandering hangt af van de bijdrage van dat
iso-enzym aan de totale eliminatie. Bij meerdere eliminatieroutes voor een substraat is het mogelijk dat bij
remming van één van de enzymen een andere route de
eliminatie overneemt. In het geval van een actieve metaboliet gevormd door cytochroom-P450-metabolisme,
moet bij remming van het metabolisme juist rekening
worden gehouden met verlaagde plasmaconcentraties
van de actieve component en dus met een afname van
het klinische effect. De gevolgen van een veranderde
plasmaspiegel hangen af van de therapeutische index
van het substraat: veroorzaken de verhoogde plasmaspiegels dusdanige bijwerkingen dat er maatregelen genomen moeten worden?
Een geneesmiddel kan de activiteit van één of meer
iso-enzymen remmen. De mate van remming verschilt
per remmer.10 De iso-enzymen kunnen dezelfde zijn als
waar het geneesmiddel door wordt gemetaboliseerd,
maar dat hoeft niet. Zo wordt kinidine voornamelijk
omgezet door CYP3A4, terwijl het CYP2D6 zeer sterk
remt. Remming treedt snel op na inname van het geneesmiddel. Afhankelijk van de eliminatiehalfwaarde-
Voorbeelden van geneesmiddelen die door interacties op cytochroom-P450-niveau problemen kunnen geven (bijwerkingen of
ineffectiviteit), en mogelijke alternatieven voor de behandeling6-9
geneesmiddel
substraat voor*
alprazolam
carbamazepine
ciclosporine
cimetidine
cisapride
diazepam
erytromycine
ethinylestradiol
(orale anticonceptiva)
fenytoïne
fluconazol
fluoxetine
fluvoxamine
indinavir
itraconazol
ketoconazol
kinidine
midalozam
nefazodon
nevirapine
omeprazol
paroxetine
rifampicine
ritonavir
sildenafil
simvastatine
terfenadine
theofylline
3A4
remmer van*
induceerder van*
temazepam
3A4
3A4
diverse co-enzymen
ranitidine, famotidine
domperidon
3A4
azitromycine, diritromycine
3A4
3A4, 2C19
3A4
3A4, 2C9
3A4
3A4
3A4
3A4, 2D6
3A4
2C19
2D6
2C9, 2C19
2D6, 3A4
1A2
3A4
3A4
3A4
2D6
fluvoxamine
fluxetine, parozetine, sertraline
fluconazol, andere antimycotica
fluconazol, andere antimycotica
temazepam
3A4
3A4
2C19
2D6
fluvoxamine
3A4
3A4, 2D6
3A4
3A4
3A4
1A2, 2E1
*De cijfer-lettercombinaties geven de classificatie aan van de verschillende iso-enzymen.
2608
alternatieven
Ned Tijdschr Geneeskd 1999 25 december;143(52)
pravastatine
cetirizine, loratidine, fexofenadine
tijd van het substraat kan het echter enkele dagen duren
voordat de concentraties van het substraat een nieuw
‘steady state’-niveau bereikt hebben. Na eliminatie van
de remmer uit het lichaam, afhankelijk van de eliminatiehalfwaardetijd daarvan, is de remming niet meer
merkbaar.
Het gelijktijdig toedienen van een substraat met een
inductor, die de hoeveelheid aan cytochroom-P450-enzymen verhoogt, kan door versneld metabolisme resulteren in verlaagde, niet-effectieve plasmaconcentraties
van het substraat. De betrouwbaarheid van orale anticonceptiva wordt op deze manier negatief beïnvloed
door gelijktijdige toediening van bijvoorbeeld rifampicine, carbamazepine of fenobarbital. Een inductor stimuleert de expressie van de CYP-enzymen op genniveau en
het kan daarom enkele dagen duren voordat de inductie
maximaal is en het effect kan nog dagen nadat de therapie met een inductor beëindigd is, merkbaar zijn.
Variatie in cytochroom-P450-enzymen en in farmacokinetische interacties. De activiteit van CYP-iso-enzymen kan inter- en intra-individueel verschillen, deels
door genetische factoren, deels door patiëntkenmerken
en deels door omgevingsfactoren. De variatie in de activiteit van het iso-enzym CYP2D6 (debrisoquine-dextromethorfanpolymorfisme) is het belangrijkste voorbeeld
van een genetisch bepaalde variatie. De activiteit van
CYP2D6 varieert per individu van afwezig (langzame
metaboliseerders, 5-8% van de westerse bevolking) tot
zeer hoog (supersnelle metaboliseerders: 4-7% van de
westerse bevolking).11 Door dit verschil kan een interactie voor de ene patiënt grotere gevolgen hebben dan
voor de andere. Zo veroorzaakt de CYP2D6-remmer
paroxetine een vijfvoudige daling in de klaring van desipramine bij snelle metaboliseerders, maar heeft geen
effect op de klaring bij langzame.12 Variatie in de activiteit van metabolisme-enzymen en in de klaring van geneesmiddelen hangt verder af van bijvoorbeeld leeftijd
en algemene gezondheid van de patiënt.13 De klaring
van veel geneesmiddelen neemt af naarmate de patiënt
ouder wordt, onder andere door afname in leverbloedtoevoer en levergewicht. Bij de pasgeborene is de samenstelling van de CYP-familie anders dan bij de volwassene, waardoor rekening gehouden moet worden
met ander effect van een interactie.14 Als laatste kunnen
niet-medicijnen de invloed van cytochroom-P450-enzymen beïnvloeden. Verschillende interacties na het drinken van grapefruitsap, dat de activiteit van CYP3A4 in
de darmwand remt, zijn beschreven.15 16 Het eten van gebarbecued vlees en van groente als broccoli, witte kool
en spruiten induceert, net als roken, het iso-enzym
CYP1A2, wat consequenties heeft voor bijvoorbeeld de
klaring van theofylline.17
Door genoemde inter- en intra-individuele factoren
ontstaat er dus een spreiding in het effect van een farmacokinetische interactie en is de relevantie niet voor
elke patiënt hetzelfde.
Onderzoek naar cytochroom-P450-interacties. Onderzoek naar metabolisme door cytochroom-P450-enzymen kan alleen met menselijk materiaal of bij mensen
plaatsvinden. De samenstelling van de cytochroom-
P450-familie bij proefdieren wijkt te sterk af. Door de
snelle ontwikkeling van in-vitrotechnieken voor onderzoek van humaan materiaal kan tegenwoordig snel en
relatief gemakkelijk bepaald worden welk iso-enzym
of welke iso-enzymen een verbinding metaboliseren.
Verder is het eenvoudig te bepalen of een geneesmiddel
in staat is een iso-enzym te remmen.18 Een snel en betrouwbaar in-vitrotestsysteem voor inductie is daarentegen nog niet beschikbaar. Inductoren werken niet zoals
remmers direct op het enzym, maar activeren de aanmaak van het enzym op genniveau.10 Omdat meerdere
celsystemen bij de inductie betrokken zijn, is een invitrosysteem met intacte levercellen nodig.
In-vitro-onderzoeken geven alleen een kwalitatieve
indicatie van wat bij de patiënt te verwachten is. Uit de
resultaten kan men concluderen of een stof wel of niet
een substraat is of wel of niet een remmer, maar over de
mate van omzetting of de mate van remming in vivo zijn
geen conclusies mogelijk. Hiervoor is een interactieonderzoek met vrijwilligers nodig. Op grond van de resultaten van de in-vitro-onderzoeken kan men besluiten
welke interactieonderzoeken nodig zijn. In eerste instantie is het doel om met modelsubstraten het interactieprofiel van een geneesmiddel bij de mens vast te stellen. Daarna onderzoekt men specifieke combinaties van
geneesmiddelen waarvan men verwacht dat patiënten
deze zullen gaan gebruiken. Voor registratie van een
nieuw geneesmiddel door Europese registratieautoriteiten is het momenteel vereist dat de fabrikant deze invitro- en, waar nodig, in-vivo-interactieonderzoeken
uitvoert (CPMP/EWP/560/95. Note for guidance on the
investigation of drug interactions (CPMP adopted Dec.
97). http://www.eudra.org/humandocs/PDFs/EWP/05609
5en.pdf (mei 1999)). Voor bijvoorbeeld de antiretrovirale proteaseremmers betekent dit een pakket van 10 of
meer in-vivo-interactieonderzoeken.
De consequenties van interactie voor de behandeling
worden omschreven in de productinformatie. Door de
interactieproblemen na de registratie van mibefradil
werd echter duidelijk dat zelfs een zo volledig mogelijke
productinformatie over interacties op het moment van
registratie een veilig gebruik in de praktijk niet kan garanderen. Enerzijds bleken patiënten de (te gecompliceerde) gebruiksaanwijzingen niet altijd op te volgen,
anderzijds bleken de klinische consequenties van sommige interacties niet altijd te voorzien op grond van
pre-registratieonderzoeken. Hogere startdoseringen, gelijktijdig gebruik van andere risicoverhogende geneesmiddelen en gebruik bij risicogroepen zoals ouderen zijn
factoren waardoor de praktijk anders is dan de condities
waaronder pre-registratieonderzoeken worden uitgevoerd.19 Verder maakt de soms lage incidentie van ernstige bijwerkingen het niet altijd mogelijk de consequentie van een bekende farmacokinetische interactie
uit pre-registratieonderzoeken te overzien. De toepasbaarheid van een geneesmiddel, bepaald door de uitgebreidheid en de complexiteit van de interacties, weegt
daarom nu zwaarder mee bij de registratiebeslissing.
Ondanks meer aandacht door registratieautoriteiten
voor het optreden van farmacokinetische interacties,
Ned Tijdschr Geneeskd 1999 25 december;143(52)
2609
moet men er echter in de praktijk nog steeds rekening
mee houden.
hoe te handelen om interacties te
voorkomen?
De klinische relevantie van een cytochroom-P450-interactie kan voor elke combinatie van substraat/remmer/
inductor verschillend zijn en kan daarbij ook nog per
patiënt verschillen. Een simpele en altijd geldende handelswijze is er daarom niet. Wel kunnen wij een algemeen schema geven met punten waar men op moet
letten bij het combineren van meerdere geneesmiddelen
en wat voor soort maatregelen er mogelijk zijn. De volgende vragen dient men te beantwoorden om te weten
of er met een geneesmiddel een klinisch relevante interactie door cytochroom-P450-metabolisme kan optreden.
– Wordt het geneesmiddel in grote mate gemetaboliseerd en zijn er CYP-iso-enzymen bij het metabolisme
betrokken? Zo ja, wordt het geneesmiddel samen gegeven met een remmer of inductor van het iso-enzym
waardoor het geneesmiddel gemetaboliseerd wordt?
– Is het geneesmiddel een remmer of induceerder van
CYP-iso-enzymen en wordt het samen gegeven met een
substraat voor één van die iso-enzymen?
Overzichtstabellen en de productinformatie van een
geneesmiddel kunnen behulpzaam zijn bij het beantwoorden van deze twee vragen.6-8 Daarvoor is het nodig
te weten welke geneesmiddelen de patiënt nog meer gebruikt. Is het antwoord op één van de twee eerste vragen ja, dan is een cytochroom-P450-interactie mogelijk.
De derde stap is om te bepalen of de interactie klinisch
relevant is. De verandering in de plasmaspiegel van het
substraat, gevonden in een in-vivo-interactieonderzoek,
en de therapeutische index van het substraat, bepalen
uiteindelijk of de interactie klinisch relevant zal zijn.
Als een klinisch relevante interactie kan optreden, is
er een aantal voorzorgen mogelijk. De beste maatregel
zou zijn, zeker als een combinatie van geneesmiddelen
gecontraïndiceerd is, om voor één van beide geneesmiddelen naar een bruikbaar alternatief te zoeken. Het metabolismepatroon van geneesmiddelen met dezelfde farmacologische werking kan totaal verschillend zijn. Zo
worden de benzodiazepinen alprazolam, midazolam en
triazolam voornamelijk door CYP3A4 gemetaboliseerd,
terwijl lorazepam en temazepam via glucuronidatie uit
het lichaam verwijderd worden. Een ander bekend voorbeeld is cimetidine dat diverse CYP-iso-enzymen remt,
terwijl ranitidine dat niet doet. De tabel bevat meer
voorbeelden van geneesmiddelen met dezelfde indicatie, maar met een ander interactieprofiel. Als er geen alternatief op de markt beschikbaar is of als voor de patiënt een andere behandeling geen oplossing is, kan de
dosering van het substraat worden aangepast om te compenseren voor de te verwachten verandering in plasmaconcentraties. Tenslotte kan men als de mate van verandering in plasmaspiegel niet voorspelbaar is of als de
verandering in plasmaspiegel sterk varieert tussen personen, zoals bij CYP2D6-interacties, ervoor kiezen beide geneesmiddelen in de normale dosering te geven en
alleen bij optreden van bijwerking of ineffectiviteit de
2610
Ned Tijdschr Geneeskd 1999 25 december;143(52)
dosering aan te passen dan wel over te stappen op een
ander geneesmiddel. Deze laatste optie is alleen mogelijk als de aard van de bijwerkingen dit toelaat of als tijdelijke ineffectiviteit geen directe consequenties voor de
patiënt heeft.
Apotheker en arts hebben een gedeelde verantwoordelijkheid als het gaat om het signaleren van geneesmiddelencombinaties die tot interacties leiden. Ontwikkelingen binnen de wetenschap hebben het mogelijk
gemaakt om goede voorspellingen te doen over de mogelijkheid van het optreden van een farmacokinetische
interactie tussen twee geneesmiddelen. Kennis van het
classificatiesysteem van cytochroom-P450-iso-enzymen,
het zoveel mogelijk voorschrijven van geneesmiddelen
die weinig interacties vertonen en het kennisnemen van
het interactieprofiel van een nieuw op de markt gekomen geneesmiddel kunnen daarom al veel problemen
voorkomen. Door deze maatregelen en goed overleg
tussen behandelende artsen (ook onderling), apotheker
en patiënt moet het mogelijk zijn het aantal meldingen
van ernstige bijwerkingen als gevolg van interacties terug te dringen.
abstract
The role of cytochrome P450 enzymes in pharmaceutical interactions
– Cytochrome P450 enzymes are responsible for pharmacokinetic interactions with sometimes serious adverse effects.
– If a drug is known to be a substrate, inhibitor or inducer of
one of the cytochrome P450 isoenzymes, it can be estimated
with which other drugs it will interact.
– The interaction profile of a new drug plays an increasing role
in the assessment of the benefit/risk ratio by regulatory authorities.
– Interactions in practical situation can, however, never be
ruled out without proper precautions of both pharmacists and
physicians. More attention for the possible occurrence of
interactions and searching for a good alternative for one of the
drugs to be used should lead to a reduction in the number
of adverse events related to interactions.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
literatuur
Duchateau AMJA. Posicor: veni, vidi, foetsie. Pharm Weekbl 1998;
133:1294-5.
Baede-van Dijk PA, Graeff PA de, Lekkerkerker JFF. Posicor: veni,
vidi, foetsie (2). Pharm Weekbl 1998;133:1814-5.
Nelson DR, Koymans L, Kamataki T, Stegeman JJ, Feyereisen R,
Waxman DJ, et al. P450 superfamily: update on new sequences, gene
mapping, accession numbers and nomenclature. Pharmacogenetics
1996;6:1-42.
Touw DJ, Breimer DD. Het cytochroom P450-enzymsysteem. Een
familie met acties, reacties en interacties. Deel 1. Pharm Weekbl
1997;132:948-63.
Touw DJ, Breimer DD. Het cytochroom P450-enzymsysteem. Een
familie met acties, reacties en interacties. Deel 2. Pharm Weekbl
1997;132:996-1009.
Bertz RJ, Granneman GR. Use of in vitro and in vivo data to estimate the likelihood of metabolic pharmacokinetic interactions. Clin
Pharmacokinet 1997;32:210-58.
Burger DM, Hoetelmans RMW, Koopmans PP, Meenhorst PL,
Mulder JW, Hekster YA, et al. Clinically relevant drug interactions
with antiretroviral agents. Antiviral Therapy 1997;2:149-165.
Burger DM. Klinisch relevante interacties met anti-HIV-middelen.
Een update. Pharm Weekbl 1998;133:280-3.
Michalets EL. Update: clinically significant cytochrome P-450 drug
interactions. Pharmacotherapy 1998;18:84-112.
10
11
12
13
14
Lin JH, Lu AYH. Inhibition and induction of cytochrome P450 and
the clinical implications. Clin Pharmacokinet 1998;35:361-90.
Bertilsson L. Geographical/interracial differences in polymorphic
drug oxidation. Current state of knowledge of cytochromes P450
(CYP) 2D6 and 2C19. Clin Pharmacokinet 1995;29:192-209.
Brosen K, Hansen JG, Nielsen KK, Sindrup SH, Gram LF. Inhibition by paroxetine of desipramine metabolism in extensive but
not in poor metabolizers of sparteine. Eur J Clin Pharmacol 1993;
44:349-55.
Kinirons MT, Crome P. Clinical pharmacokinetic considerations in
the elderly. An update. Clin Pharmacokinet 1997;33:302-12.
Hakkola J, Tanaka E, Pelkonen O. Developmental expression of
cytochrome P450 enzymes in human liver. Pharmacol Toxicol 1998;
82:209-17.
15
16
17
18
19
Dijk PA van, Laan JW van der. Grapefruitsap: voedselinteractie met
geneesmiddelen. Pharm Weekbl 1997;132:47-52.
Fuhr U. Drug interactions with grapefruit juice. Extent, probable
mechanism and clinical relevance. Drug Saf 1998;18:251-72.
Stolk LML, Boersma HH. Innemen 2 uur voor of na een menu met
spruitjes. Pharm Weekbl 1999;134:1254-9.
Guengerich FP. In vitro techniques for studying drug metabolism. J
Pharmacokinet Biopharm 1996;24:521-33.
Wieringa NF, Graeff PA de, Werf GT van der, Vos R. Cardiovascular drugs: discrepancies in demographics between pre- and
post-registration use. Eur J Clin Pharmacol 1999;55:537-44.
Aanvaard op 11 oktober 1999
-Capita selecta
Lasermicrodissectie en moleculaire analyse op celniveau
m.r.bernsen, g.n.p.van muijen en d.j.ruiter
Moleculair-biologische analysemethoden, met name de
polymerasekettingreactie (PCR), zijn niet meer weg te
denken uit onderzoek naar de oorzaken en de ontstaanswijzen van ziekten. De validiteit van gedane bevindingen zal echter aan twijfel onderhevig blijven zolang het te analyseren uitgangsmateriaal niet zuiver van
samenstelling is. Zo wordt onderzoek dat is gericht op
het vaststellen van genetische afwijkingen in tumorcellen of foetale cellen bemoeilijkt, indien in het monster
respectievelijk normale cellen of maternale cellen aanwezig zijn.1 In de loop der jaren zijn verschillende methoden ontwikkeld voor het verkrijgen van zuivere
celpopulaties, zoals: selectieve celkweek, selectie met
behulp van antilichamen, mechanische microdissectie
met behulp van fijne naalden, en selectieve fractionering
met behulp van ultraviolette (UV-)straling. Deze methoden zijn beperkt toepasbaar of hebben een beperkte
specificiteit.2 Door de ontwikkeling van lasermicrodissectiesystemen lijkt zich echter een nieuw tijdperk in
biomedisch onderzoek te hebben aangediend.
lasermicrodissectie
‘Laser capture microdissection’. Onlangs zijn er twee systemen ontwikkeld waarmee met behulp van een laser
relatief eenvoudig microdissectie op weefselcoupes of
cytologische preparaten kan worden toegepast. Bij het
ene systeem, veelal aangeduid als ‘laser capture microdissection’ (LCM), vormen een dunne, hittegevoelige,
transparante film en een geconcentreerde infraroodlaserbundel de technische basis.3 4 De film wordt op een
weefselcoupe geplaatst, en met behulp van een microscoop wordt het gewenste gebied bestraald met een infraroodlaser. In het bestraalde gebied hecht de film zich
aan het weefsel, waarna bij verwijdering van de film de
Academisch Ziekenhuis St. Radboud, afd. Pathologie, Postbus 9101,
6500 HB Nijmegen.
Mw.dr.M.R.Bernsen, medisch bioloog; dr.G.N.P.van Muijen, celbioloog; prof.dr.D.J.Ruiter, patholoog.
Correspondentieadres: mw.dr.M.R.Bernsen.
samenvatting
– Ontwikkelingen binnen de moleculaire biologie hebben het
mogelijk gemaakt analyses van zeer geringe hoeveelheden celmateriaal te verrichten.
– Voor het verkrijgen van optimale resultaten is het echter
essentieel uit te gaan van zuivere celpopulaties. Dit aspect is
één van de voornaamste hinderpalen binnen het biomedisch
onderzoek geweest.
– Met recentelijk ontwikkelde lasermicrodissectiemethoden
kan men nu heel nauwkeurig zuivere celpopulaties tot zelfs één
enkele cel uit weefselcoupes isoleren, waarop vervolgens moleculaire analyses verricht kunnen worden.
– Doordat er zo een direct verband kan worden gelegd tussen
morfologische eigenschappen en moleculair-biologische kenmerken, kunnen onderzoeken naar moleculair-genetische achtergronden van pathobiologische processen eenvoudiger en
accurater verricht worden.
– Door combinatie van lasermicrodissectie met nieuwe moleculair-biologische ontwikkelingen zullen de toepassingsmogelijkheden voor deze techniek zich in de toekomst sterk uitbreiden.
gewenste cellen uit de coupe worden meegetrokken (figuur 1).
‘Laser microbeam microdissection’. Bij het andere
systeem, meestal aangeduid met ‘laser microbeam microdissection’ (LMM), wordt een sterk geconcentreerde UVlaserbundel als optisch mes gebruikt.5 6 Evenals bij
LCM, wordt ook hier de laserbundel via het lenzensysteem van onder naar het gezichtsveld van de microscoop
geleid. De positie van de laser is gefixeerd. Door gelijktijdige activatie van de laser en computergestuurde beweging van het preparaat wordt een klein deel van de
coupe vernietigd,7 waardoor het gewenste deel van de
coupe van het omringende weefsel gescheiden kan worden (figuur 2). Het oogsten van de uitgesneden cellen is
mogelijk via een naald die op een robotmicromanipulator is bevestigd (zie figuur 2c). Eenvoudiger is het echter de cellen te oogsten via katapulteren door laserdruk
(‘laser pressure catapulting’; zie figuur 2d). Hierbij wordt
Ned Tijdschr Geneeskd 1999 25 december;143(52)
2611