İlaçların Süte Geçişinde Meme Kanseri Direnç Proteininin (BCRP/ABCG2) Rolü

ABC taşıyıcı proteinleri, ATP hidrolizine bağımlı olarak metabolitler, lipitler ve ilaçlar gibi çeşitli substratların hücre membranlarından efluksunu (dışa atım) sağlar. Hem ilaçların hem de doğal bileşiklerin emilimi, dağılımı ve atılımını değiştirerek substrat taşınmasında önemli bir rol oynayan bu protein ailesi, meme bezi de dahil olmak üzere birçok dokuda lipit ve kolesterol taşınmasında görev alırlar[12-14]. Laktasyon sırasında meme bezinde ekspresyonu artan ana ABC taşıyıcıları ABCC5 (ATP-bağlayıcı kaset alt ailesi C üyesi 5) ve ABCG2 (ATP-bağlayıcı kaset alt ailesi G üyesi 2)'dir.

2. ABC Taşıyıcı Süper Ailesi
ABC taşıyıcı proteinleri, üzerinde en fazla araştırma yapılan popüler protein ailelerinden biridir[15,16]. Tüm organizmaların genomlarında yoğun miktarda bulunan bu taşıyıcılar çoğunlukla, prokaryotlarda import, ökaryotik hücrelerde ise efluks pompası olarak görev alırlar[16-18].

Epitel hücrelerinde klorür kanalı olarak işlev gören CFTR proteini (kistik fibrozis transmembran kondüktans düzenleyici proteini) dışında, tüm ABC taşıyıcılarının ATP’ye bağımlı bir şekilde molekülleri hücre dışına taşıdığı düşünülmektedir. ABC taşıyıcıları yapısal olarak, membrana bağlı ve taşıyıcının spesifitesini sağladığı düşünülen bir çift transmembranal alan (TMD, transmembranal domain) ve nükleotit bağlayıcı alan (NBD, nucleotid binding domain) olmak üzere iki hidrofobik segmentten oluşur. ABC genleri ya dört domain'in tamamını kodlayan bir tam taşıyıcıyı veya tek bir TMD ve tek bir NBD içeren bir yarım taşıyıcıyı kodlar. BCRP gibi yarım taşıyıcı proteinler, tam bir taşıyıcı kompleks oluşturmak için homo veya heterodimerler oluşturmak durumundadır. ABC proteinlerinin çeşitli substrat ilaçları taşıyabilmesi nedeniyle çok sayıda hücre tipinde eksprese olduğu ve farklı fonksiyonlara sahip olduğu gösterilmiştir[19].

İlaç efluks taşıyıcılarının bazı temel özellikleri ve bunların resmi gen adlandırması Tablo 1'de verilmiştir[20].

3. BCRP/ABCG2
ABC ailesinin en son keşfedilen üyesi olan BCRP/ABCG2 ilk olarak Doyle ve arkadaşları tarafından 1998 yılında doksorubisine dirençli MCF7 meme kanseri hücrelerinden (MCF-7/AdrVp) klonlaması nedeniyle meme kanseri direnç proteini adını almıştır[21]. ABCG2, 72 kDa ağırlığında 655 amino asitten oluşan bir proteindir. ABCG2 altı membran bağlayıcı alan (TMD) ve bir ATP bağlayan alandan (NBD) oluşmaktadır. ABCG2’nin yarım taşıyıcı olması nedeniyle, homodimerize veya oligomerize olduktan sonra fonksiyon gösterebilmektedir[22].

3.1. BCRP/ABCG2 Substratları and İnhibitörleri
ABCG2, substrat spesifisitesi açısından oldukça geniş bir aralığa sahiptir. Birçok ilacı yüksek verimle taşıyan bu protein sitotoksik ilaçlar, sitotoksik ilaç metabolitleri, ilaçların sülfat metabolitleri, çevresel toksinler ve karsinojenlerin yanı sıra endojen bileşikler (hormonlar, protoporfirin IX, riboflavin) (Tablo 2) gibi birçok ilacın substratı olabilmektedir[12]. Veteriner hekimlikte hasta hayvanlarda sıklıkla kullanılan substrat ilaç örnekleri; florokinolon grubu antibiyotikler, antikanser bir ilaç olan mitoksantron, tirozin kinaz inhibitörleri ve bazı antihelmintik benzimidazollerdir[23-26]. Günümüzde, ABCG2 aracılı taşınma ve substrat tanınması ile ilişkili bilinen kesin bir yapısal özellik bulunmamaktadır. Bir ilacın bir ABCG2 substratı olarak gösterilebilmesi hücre kültürü çalışmaları (hücre içi ve/veya hücre dışı ilaç konsantrasyonlarının ölçülmesi) ve Abcg2 - ⁄ - knockout farelerde ilaç dağılım çalışmaları ile mümkün olabilmektedir[27,28]. Günümüze kadar, insan ve farelerde ABCG2 substratı olarak tanımlanan birçok ilaç bulunmaktadır. Veteriner hekimliği alanında da kedilerde, koyunlarda ve ineklerde ABCG2 substratı birçok ilaç tanımlanmıştır[29,30]. ABCG2 inhibitörleri ile yapılan çalışmalarda amaçlanan klinik etkilerden biri, ABCG2 inhibitörlerinin tümör hücrelerinde ABCG2 aracılı çoklu ilaç direncinin üstesinden gelebilmeleridir[31]. İkincisi ise, ABCG2 substratları olan ilaçlarla ABCG2 inhibitörleri birlikte uygulandıklarında, ABCG2 substrat ilaçların farmakokinetiği değişebilmektedir[32,33]. ABCG2 substratları gibi, ABCG2 inhibitörlerinin de ortak bir yapısal elemanı bulunmamaktadır[31]. Ayrıca, birçok ABCG2 substratı aynı zamanda ABCG2 inhibitörü olabilmektedir. Östrojen ve tirozin kinaz inhibitörleri hariç, ABCG2 inhibitörlerinin çoğunun Veteriner hekimliği alanında yaygın olarak kullanımı bulunmamaktadır. ABCG2 substratlarında olduğu gibi, insan ve fare ABCG2 proteini için inhibitör olan ilaçların, kedilerde de ABCG2 inhibitörü olduğu saptanmıştır[12,29].

3.2. Meme bezinde BCRP/ABCG2 Ekspresyonu
BCRP'nin plasentada koruyucu rol oynamasına karşın, bazı çalışmalarda meme bezinde bulunan ABCG2'nin toksinleri ana sütüne taşıdığı gösterilmiştir. Jonker ve ark.[34] ABCG2 ekspresyonunun farelerin, ineklerin ve insanların laktasyondaki meme bezlerinde arttığını ve laktasyondaki farelerin sütünde Abcg2-/- knockout farelerin sütüne kıyasla daha yüksek seviyelerde ABCG2 substratları topotekan ve 2-amino-1 metil-6-fenilimidazo [4,5-b] piridin (PhIP) bulunduğunu bildirmişlerdir. Benzer şekilde, ABCG2'nin rasyondaki karsinojenler, nitrofurantoin, siprofloksasin ve enrofloksasin gibi antibiyotiklerin koyun sütüne geçişi sağladığı gözlenmiştir [30,35-37]. Yapılan bir başka çalışmada, laktasyon döneminde memede ABCG2'nin olası fizyolojik rolüne ışık tutmak amacıyla yapılan incelemelerde ABCG2'nin yağların metabolizması için gerekli olan B vitamini riboflavini süte salgıladığı saptanmıştır[38]. Araştırmacılar, ABCG2’nin sütteki yağ ve protein içeriğindeki değişikliklerin yanı sıra süt üretiminde de değişikliğe neden olduğunu belirtmişlerdir[39,40].

3.3. ABCG2 Polimorfizmi
İlaçların farmakokinetiğini etkileyen ABCG2'nin insan tek nükleotid polimorfizminin (SNP Q141K, Single Nucleotid Polymorphism) tedavi ve klinik sonuçlara yanıtı etkilemesi ve gut gibi hastalıklarla ilişkili olması nedeniyle oldukça önemlidir[41]. Ayrıca, ABCG2 Q141K polimorfizminin bu incelemede öne çıkmasının ana nedeni, süte ilaç geçişi üzerinde etkisi olan tek insanlardaki ABCG2 polimorfizmi olmasıdır. Bir ABCG2 substratı olan nifedipin’in sütteki konsantrasyonunun, heterozigot C421A'da C421C genine sahip kadınlara kıyasla üç kat daha fazla olduğu bildirilmiştir[42].

Cohen-Zinder ve ark.[43], sütteki protein ve yağ bileşimini modifiye eden bir kantitatif karakter lokusuna (QTL) ait olan sığır ABCG2'nin aminoasidik 581 pozisyonunda eş anlamlı olmayan bir SNP olduğunu göstermişlerdir. Sığırlarda ABCG2 Y581S varyantı, daha yüksek taşıma kapasiteli in vitro ve in vivo fonksiyona sahip bir polimorfizm olarak tanımlanmıştır[44]. Bu taşıyıcıdaki tek nükleotid polimorfizmi (SNP), insan tüketimine yönelik sunulan sütte birçok bileşik ve ilacın varlığında önemli bir role sahiptir.

Y581S polimorfizmli süt ineklerinde ürik asit sekresyonunun artması nedeniyle ABCG2, ürik asitin süte geçişinde önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca, sığırlarda Y581S polimorfizmi süte enterolakton sekresyonunu etkilemektedir[45]. Danofloksasin, enrofloksasin ve siprofloksasin de sığır ABCG2’si tarafından polimorfik Y581S'de wild tip ineklere göre daha etkili bir şekilde süte taşınmaktadır[44,46,47]. Süt ineklerine fluniksin uygulandıktan sonra hem ana ilaç hem de metaboliti 5-hidroksifluniksin süte taşınmış ve wild tip ineklere kıyasla polimorfizm Y581S taşıyıcılarında fluniksin salgısının arttığı belirlenmiştir[48].

3.4. İlaçların ABCG2 ve ABCC5 aracılı süte geçişi
Siklik nükleotitlerin efluks taşıyıcısı olarak işlev gören ABCC5’in, laktasyon döneminde meme bezindeki sinyal mediyatörlerinin dokudaki seviyelerini değiştirebildiği düşünülmektedir. Siklik adenozin monofosfat (cAMP) ve siklik guanozin monofosfat (cGMP), veziküler taşınma çalışmalarında ABCC5'in fizyolojik substratları olarak tanımlanan ilk siklik nükleotitler olarak tanımlanmıştır[49]. Daha sonra yapılan çalışmalarda, siklik üridin monofosfat (cUMP) ve siklik sitidin monofosfatın (cCMP) da ABCC5 tarafından taşındığı doğrulanmıştır[50]. Bu taşınma tüm hücrelerde, taşıyıcı ve bu substratlar arasında düşük bir affinite etkileşimi olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle ABCC5'in, siklik nükleotitlerin intrasellüler seviyelerini değiştirebilmesi, yalnız düşük fosfodiesteraz aktivitesi veya guanilil siklaz inhibisyonu gibi belirli koşullar altında gerçekleştiği düşünülmektedir[51]. ABCC5 hiyalüronanın hücre dışı matrikse taşınmasıyla da ilişkili olabilmekte ve bu taşınma cGMP düzeyleri ile düzenlenebilmektedir[52].

3.4.1. B2, B7, B9 ve K Vitamininin ABCG2 aracılı süte geçişi
Meme bezinde bulunan ABCG2 besinlerin, ilaçların ve ksenobiyotiklerin süte taşınmasında önemli bir rol oynar[53]. Laktasyondaki farelerde yapılan bir çalışmada, fare ABCG2 proteininin riboflavinin (B2 vitamini) süte geçişine aracılık ettiği ve wild tip farelerin sütünde B2 vitamin konsantrasyonunun Abcg2-knockout farelerinkine kıyasla çok daha yüksek olduğu saptanmıştır [38]. Bu çalışmada, riboflavin ve insan ABCG2 arasındaki etkileşimi in vitro olarak da gösterilmiş ve bu taşıyıcının, insanlarda riboflavinin anneden yenidoğana taşınmasında rol oynadığı sonucuna ulaşılmıştır. İlginç bir şekilde, Abcg2 knockout farelerin sütleriyle beslenen yavrularda riboflavin eksikliğine bağlı klinik semptomları gelişmemiş; flavin adenin nükleotid (FAD) konsantrasyonu ABCG2 ekspresyonundan bağımsız olduğu için riboflavin eş değerlerinin süte geçişinde rol oynayan olası bir telafi edici mekanizma olduğu ileri sürülmüştür[38].

Biyotin (B7 vitamini) ABCG2 tarafından efluksu olabilen bir diğer vitamindir. Van Herwaarden ve ark.[38], Abcg2 knockout farelerde wild tip farelere kıyasla az, fakat anlamlı derecede biyotinin daha düşük konsantrasyonda bulunduğunu saptamışlardır.

Sinirsel gelişim ve hematolojik fonksiyonlar için gerekli olan folik asit (B9 vitamini) de, bir ABCG2 substratı olarak tanımlanmıştır. Başlangıçta bu vitamin ve ilaç taşıyıcıları arasındaki etkileşimden, ABCG2 aşırı eksprese eden MCF7/MX hücrelerinin metotreksat antimetabolitine dirençli olduğu için düşünülmüştür[54]. Bu varsayımdan yola çıkılarak, yapılan in vitro deneylerde hem folik asitin hem de metotreksatın ABCG2 substratları olduğu gösterilmiştir[55]. Bununla birlikte, sütte wild tip ve Abcg2 knockout farelerde hiçbir fark bulunmamasına bağlı olarak ABCG2'nin folatın süte geçişine katkısı in vivo koşullarda doğrulanamamıştır[3,38]. Ancak folik asit, meme bezinden eksprese edilen ABCC5'in in vitro substratı olarak tanımlanmıştır[51].

K vitamini eksikliği çok sık görülmemesine karşın, kan pıhtılaşması da dahil birçok biyolojik süreçler üzerine klinik etkisi olması nedeniyle önem taşımaktadır. K vitamini kompleksi (filokuinon veya K1 ve/veya K2'nin doğal formlarını ve sentetik menadion veya K3 vitamini içeren) ve ABCG2 arasındaki etkileşim olduğu saptanmıştır. Ayrıca, wild tip ve Abcg2 knockout fareler arasında süt filokuinon konsantrasyonunda herhangi bir farklılık saptanmamasına karşın, menadion ve ABCG2'nin substrat bağlanma bölgesi arasındaki spesifik etkileşim ve ABCG2'yi aşırı eksprese eden hücrelerin gösterdiği menadiona karşı artan direnç, bu vitaminin ABCG2 substratı olduğunu düşündürmüştür[38,56].

3.4.2. Steroid bileşiklerin ABCG2 aracılı süte geçişi
ABCG2 östrojen ve androjen metabolitlerini içeren steroid bileşiklerin taşınmasında rol oynamaktadır. Özellikle ABCG2'yi aşırı eksprese eden hücre modellerinde östron sülfat (ES), 17p-östradiol-sülfat veya dehidroepiandrosteron sülfat (DHEAS) gibi sülfatlanmış türevlerin taşındığı gösterilmiştir[57,58]. ABCG2/OATP2B1 double transfekte edilmiş hücreler üzerinde yapılan deneyler, hem ES'nin hem de DHEAS'ın daha fazla taşındığını göstermiştir. Bu durum her iki taşıyıcının birleşik aktivitesi olabildiğini düşündürmüştür[59]. 17p-östradiol-glukuronid, östron-glukuronid, östradiol-3-glukuronid, östriol-3-glukuronid ve östriol-16a-glukuronid gibi glukuronid steroidler, in vitro ABCG2 substratları olarak tanımlanmıştır; ancak Michaelis sabiti (Km) değerlerine göre sülfat türevlerine göre gözlenenden çok daha düşük affiniteye sahip oldukları görülmüştür[58,60]. Bununla birlikte, DHEAS'ın süte geçişi Abcg2 knockout farelerde azalmaması nedeniyle bu sonuçlar in vivo olarak doğrulanamamıştır[3].

3.4.3. Safra asitlerinin ABCG2 aracılı süte geçişi
Abcg2 knockout farelerin sütünde safra asitlerinin wild tip farelerden daha düşük seviyede saptanması, bu bileşiklerin ABCG2 aracılı süte geçişe aracılık ettiği öne sürülmüştür. Bu durum serumda da gözlenmesine rağmen, sütte elde edilen farklılıklar her iki fare tipinde benzer serum safra asidi seviyelerine ulaşmak için enjekte edilen taurokolik asit uygulamasından sonra bile korunmuştur. Bunun sonucunda sütte elde edilen konsantrasyonların sadece serumun bir yansıması olmadığı doğrulanmıştır [61].

3.4.4. Rasyondaki bileşiklerin ABCG2 aracılı süte geçişi
Rasyonda bulunan doğal bileşikler ABCG2 tarafından aktif taşımayla süte taşınabilmektedir. Enterolakton ve enterodiol, lignanların mikrobiyal metabolizmasından, östrojenik ve antioksidan aktivitelere sahip rasyon ve yem bileşiklerinden elde edilen ürünlerdir[62]. Abcg2 knockout farelerinde, wild tip farelere oranla her iki bileşiğin süt/plazma oranlarını daha düşük olması ABCG2’nin, bu ürünlerin süte geçişi ile ilişkili olduğu belirtilmektedir[63,64].

3.4.5. Florokinolonların ABCG2 aracılı süte geçişi
Hem beşeri hem de veteriner hekimlikte yaygın olarak kullanılan florokinolonlar ile ABCG2 arasındaki etkileşim en çok çalışılan örneklerden biridir. Siprofloksasin, ofloksasin ve norfloksasin, ABCG2 substratları olarak tanımlanan florokinolon ailesinin ilk üyeleri olarak gösterilmişlerdir[37]. Siprofloksasin ve danofloksasin uygulanması ile wild tip farelerde Abcg2 knockout farelere kıyasla iki kata kadar daha yüksek süt/plazma oranları elde edilmesiyle, ABCG2'nin florokinolonların süte taşınmasındaki rolü doğrulanmıştır[37,65]. Birçok ilacın ABCG2 inhibitörü olarak tanımlanması nedeniyle, ABCG2 substratları ile birlikte uygulanması bu antibiyotiklerin süte taşınmasını değiştirebilmektedir. Florokinolonların koyunlarda antiparaziter bileşikler olan albendazol-sülfoksit veya ivermektin ile birlikte uygulanması, sırasıyla enrofloksasin ve danofloksasinin süte salgılanmasını azaltmıştır[28,65]. Ayrıca ilaçların yanı sıra, rasyondaki bileşikler de ABCG2'nin aracılık ettiği florokinolonların süte geçişini etkileyebilmektedir. İzoflavon genistein uygulaması sonucunda koyunlarda enrofloksasinin süte geçişi azalırken, koyun sütündeki danofloksasin konsantrasyonunun soya veya keten tohumu ile zenginleştirilmiş rasyonlarla beslenen hayvanlarda daha düşük bulunduğu ortaya konmuştur[30,66,67].

3.4.6. Nitrofurantoinin ABCG2 aracılı süte geçişi
Florokinolonlar dışında ABCG2 tarafından taşınan bir başka antibiyotik olan nitrofurantoin, Merino ve arkadaşları (2005) tarafından hem in vitro hem de in vivo bir ABCG2 substratı olarak tanımlanmıştır. Wild tip farelerde Abcg2 knockout farelere kıyasla elde edilen yüksek süt/plazma oranı, nitrofurantoinin süte salgılanmasında taşıyıcının rolünü doğrulamaktadır [36]. Bu elde edilen sonuçlar, daha sonra antibiyotiğin ve spesifik ABCG2 inhibitörü GF120918'in birlikte uygulanmasına dayanan bir sıçan "kimyasal knockout" modeli kullanılarak desteklenmiştir[68]. Ruminantlarda yapılan bir çalışmada ise koyun sütüne nitrofurantoin geçişinin, ekzojen veya rasyon yoluyla in vitro ABCG2 inhibitörleri olan izoflavon genistein veya daidzeinle birlikte uygulanmasıyla azaltıldığı bildirilmiştir[69].

3.4.7. Bazı antiparaziter ilaçların ABCG2 aracılı süte geçişi
Yeni bir antihelmintik ilaç olan monepantel’in süt ineklerine uygulanmasından sonra ana metabolit monepantel sülfonun süt/plazma oranının yüksek olduğu saptanmıştır. Bu metabolit in vitro koşullarda inek ABCG2 substratı olarak doğrulanması nedeniyle ABCG2’nin bu metabolitin inek sütüne geçişinden sorumlu olduğu düşünülmektedir[70]. Makrosiklik lakton ailesine ait başka bir antiparaziter ilaç olan moksidektinle ilgili yapılan bir çalışmada, wild tip farelere kıyasla Abcg2 knockout farelerde daha düşük bir süt/plazma oranı elde edilmesine dayanılarak moksidektinin ABCG2 substratı olduğu öne sürülmüştür[71]. Buna benzer yapılan bir başka çalışmada ise koyunlarda moksidektinin süte geçişi, ABCG2'yi inhibe eden başka bir antiparaziter ilaç olan triklabendazol ile birlikte uygulanmasından sonra azalmıştır[72].

3.4.8. Nonsteroid antiinflamatuvar ilaçların (NSAİ) ABCG2 aracılı süte geçişi
NSAİ ilaçların süte geçişi hakkında yeterince bilgi bulunmamaktadır. Diklofenak gibi bazı ilaçların ABCG2'nin in vitro substratları olmasına rağmen, bu taşıyıcının süte geçişine spesifik katkısı hakkında yayımlanmış bir bilgiye rastlanmamıştır[73]. Fluniksin ve metaboliti 5-hidroksifuniksin, in vivo olarak fare ve sığır ABCG2 tarafından sütün içine taşındığı gösterilen NSAİ ilaçlardandır. Garcia-Lino ve ark.[48] tarafından yapılan çalışmada ise NSAİ ilaç olan meloksikamın in vivo olarak fare ve insan ABCG2 tarafından süte taşındığı gösterilmiştir.

3.4.9. Antikanser, antiviral ve antiülseratif ilaçların ABCG2 aracılı süte geçişi
Wild tip farelerde Abcg2 knockout farelere göre elde edilen süt/plazma oranlarının yüksek olmasına bağlı olarak antikanser topotekan, antiviral asiklovir veya antiülseratif ilaç simetidinin ABCG2 aracılı süte taşındığı bildirilmiştir[3]. Bir antiülseratif ilaç olan pantoprazolün süte taşınması, ABCG2 inhibitörü GF120918 kullanılarak sıçanlarda tersine çevrilmiş ve böylece bu taşıyıcının ilaç sekresyonundaki rolü de doğrulanmıştır. (-) pantoprazol için süt/plazma oranı, (+) pantoprazolinkinden yaklaşık 3 kat fazla bulunmasına dayanarak ABCG2'nin iki pantoprazol izomeri ile stereoselektif etkileşime girdiği bildirilmiştir[74].

3.4.10. Mikotoksinlerin ABCG2 aracılı süte geçişi
Mikotoksinler, ekinlerdeki mantar enfeksiyonları nedeniyle besin maddelerini kontamine edebilen çeşitli mantar türleri tarafından açığa çıkarılan sekonder metabolitlerdir. Bu toksinler, birçok sağlık sorunu oluşturmasının yanı sıra, bazı mikotoksinlerin tümörojenik etkileri olması veya karaciğer hasarına neden olması nedeniyle, kontamine gıda ve yemlerin alımıyla besin zincirine girebilmektedir. Aspergillus spp. tarafından üretilen Aflatoksin B1, fareler ve insanlarda in vitro ABCG2 substratı olarak tanımlanmıştır ve süte geçişi Abcg2 knockout farelerde doğrulanmıştır[35]. Bu protein ayrıca Fusarium spp. tarafından üretilen mikotoksinler olan enniatinlerin, beauverisin veya zearalenonun taşınmasında da rol oynamaktadır. Özellikle, enniantinlerin ve beauverisinin aracılık ettiği sitotoksisite, ABCG2'yi aşırı eksprese eden hücrelerden dışarı yüksek bir efluks olması nedeniyle azalmıştır. Bu durum toksinlerin taşıyıcıya spesifik bağlanması güçlü bir hipotez olarak kabul edilmiştir[75]. Bunlara ek olarak, östrojenik mikotoksin zearalenon, ilk olarak Xiao ve ark.[76] tarafından bir ABCG2 substratı olarak gösterilmiştir. ABCG2'yi aşırı eksprese eden hücrelerde bu bileşiğin aracılık ettiği sitotoksisiteye karşı direncin artmasının yanı sıra, intrasellüler akümülasyonu azalttığı gözlenmiştir. Aynı araştırmacılar tarafından daha sonra fare ve insan ABCG2'nin taşınma deneylerinde spesifik role sahip olduğu doğrulanmıştır ve Abcg2 knockout farelerde bu mikotoksine fötal maruziyetin arttığı ortaya konmuştur[77]. Fare ve insan ABCG2'si, hücre kültürü modellerinde mikotoksin okratoksin A'nın efluksunda da rol oynamaktadır[178]. Tüm bu bileşiklerden, aflatoksin B1'in ABCG2 aracılı süte taşınması in vivo olarak doğrulanmış olan tek bileşiktir, bu nedenle diğer mikotoksinler için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır[35].

3.4.11. Heterosiklik aminlerin ABCG2 aracılı süte geçişi
Heterosiklik aminler, proteinlerin ısınması sırasında diyette üreyen kanserojen bileşiklerdir. Ayrıca bu bileşikler aşırı pişirilmiş gıda ürünlerinde veya sigarada bulunabilmektedir. Bu bileşiklerin bazıları, 2-amino-1-metil-6-fenilimidazo (4,5-b) piridin (PhIP), 2-amino-3-metilimidazo (4,5-f) kinolin (IQ) ve 3-amino -1,4-dimetil-5H-pirido [4,3-b] indoldür (Trp-P-1). PhIP, IQ ve Trp-P-1, Abcg2 knockout farelerde gözlemlendiği gibi fare ABCG2 tarafından süte taşınır, sadece PhIP ve IQ in vitro insan ABCG2’si tarafından etkin bir şekilde taşınır[3,35,79].

Endokrin bozucular bisfenol A ve perflorooktanoik asit ile organofosfat klorpirifos, hücresel modellerde ABCG2 substratları olarak gösterilmiştir (80-82). Bu nedenle, ABCG2’nin bu zararlı bileşiklerin süte taşınmasında potansiyel bir rol oynadığı düşünülmektedir.

Yapılan in vivo çalışmalara göre ABCG2 tarafından süte taşınan bileşikler Tablo 3’te özetlenmiştir. Bununla birlikte yapılan in vitro çalışmalar, laktasyon sırasında bu taşıyıcıların ekspresyonlarının artışına bağlı olarak meme bezindeki davranışlarını tahmin etmede kullanılabilir. Ancak, bu hipotezi doğrulamak için in vivo çalışmalara ihtiyaç vardır [1].

4. SONUÇ VE ÇIKARIMLAR
BCRP laktasyon döneminde ilaçların, karsinojenlerin ve kontaminantların süte geçişi sonucunda halk sağlığı, gıda kalitesi ve gıda güvenliğiyle ilgili sorunlara neden olmaktadır. BCRP’nin substratı olan endobiyotik ve ksenobiyotik aralığının geniş olması ve laktasyon döneminde meme bezinde ekspresyonunun artışı da bu durumun bir sonucudur. Bu makalede, bileşiklerin BCRP aracılı süte geçişi ele alınarak emen yavrular ve süt ürünleri tüketicilerinin ilaçlara, mikotoksinlere ve pestisitlere maruz kaldığı vurgulanmıştır. Sütün bileşimi ve kalitesi üzerindeki etkisi son yıllarda derinlemesine incelenmiş olan BCRP'nin, laktasyondaki hayvanlarda bileşiklerin süte geçişine etkisi konusunda da bilgi verilmesi hedeflenmiştir.

References

1. García-Lino AM, Álvarez-Fernández I, Blanco-Paniagua E, Merino G, Álvarez AI. Transporters in the mammary gland-contribution to presence of nutrients and drugs into milk. Nutrients 2019; 11: 2372.
2. Shennan DB, Peaker M. Transport of milk constituents by the mammary gland. Physiol Rev 2000; 80: 925-951.
3. Jonker JW, Merino G, Musters S, et al. The breast cancer resistance protein BCRP (ABCG2) concentrates drugs and carcinogenic xenotoxins into milk. Nat Med 2005; 11: 127-129.
4. Montalbetti N, Dalghi MG, Albrecht C, Hediger MA. Nutrient transport in the mammary gland: Calcium, trace minerals and water soluble vitamins. J Mammary Gland Biol Neoplasia 2014; 19: 73-90.
5. Ventrella D, Forni M, Bacci ML, Annaert P. Non-clinical models to determine drug passage into human breast milk. Curr Pharm Des 2019; 25: 534-548.
6. Groneberg DA, Döring F, Theis S, et al. Peptide transport in the mammary gland: Expression and distribution of PEPT2 mRNA and protein. Am J Physiol Metab 2015; 282: E1172-E1179.
7. Alcorn J, Lu X, Moscow JA, McNamara PJ. Transporter gene expression in lactating and nonlactating human mammary epithelial cells using real-time reverse transcription-polymerase chain reaction. J Pharmacol Exp Ther 2002; 303: 487-496.
8. Kwok B, Yamauchi A, Rajesan R, et al. Carnitine/xenobiotics transporters in the human mammary gland epithelia, MCF12A. Am J Physiol Integr Comp Physiol 2006; 290: R793-R802.
9. Gilchrist SE, Alcorn J. Lactation stage-dependent expression of transporters in rat whole mammary gland and primary mammary epithelial organoids. Fundam Clin Pharmacol 2010; 24: 205-214.
10. Kindla J, Rau TT, Jung R, et al. Expression and localization of the uptake transporters OATP2B1, OATP3A1 and OATP5A1 in non-malignant and malignant breast tissue. Cancer Biol Ther 2011; 11: 584-591.
11. Ito N, Ito K, Ikebuchi Y, et al. Organic cation transporter/solute carrier family 22a is involved in drug transfer into milk in mice. J Pharm Sci 2014; 103: 3342-3348.
12. Mealey KL. ABCG2 transporter: Therapeutic and physiologic implications in veterinary species. J Vet Pharmacol Therap 2011; 35: 105-112.
13. Farke C, Meyer HHD, Bruckmaier RM, Albrecht C. Differential expression of ABC transporters and their regulatory genes during lactation and dry period in bovine mammary tissue. J Dairy Res 2008; 75: 406-414.
14. Jani M, Ambrus C, Magnan R, et al. Structure and function of BCRP, a broad specificity transporter of xenobiotics and endobiotics. Arch Toxicol 2014; 88: 1205-1248.
15. Higgins CF. ABC transporters: from microorganisms to man. Annu Rev Cell Biol. 1992; 8: 67-113.
16. Dean M, Rzhetsky A, Allikmets R. The human ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamily. Genome Res 2001; 11: 1156-1166.
17. Davidson AL, Chen J. ATP-binding cassette transporters in bacteria. Annu Rev Biochem 2004; 73: 241-268.
18. Annilo T, Chen ZQ, Shulenin S, et al. Evolution of the vertebrate ABC gene family: Analysis of gene birth and death. Genomics 2006; 88: 1-11.
19. Robey RW, To KKK, Polgar O, et al. ABCG2: A perspective. Adv Drug Delivery Rev 2009; 61: 3-13.
20. Schinkel AH, Jonker JW. Mammalian drug efflux transporters of the ATP binding cassette (ABC) family: An overview. Adv Drug Deliv Rev 2003; 55: 3-29.
21. Doyle LA, Yang W, Abruzzo LV. A multidrug resistance transporter from human MCF-7 breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA. 1998; 95: 15665-15670.
22. Özvegy C, Litman T, Szakács G et al. Functional characterization of the human multidrug transporter, ABCG2, expressed in insect cells. Biochem Biophys Res Commun 2001; 285: 111-117.
23. Alvarez AI, Perez M, Prieto JG, et al. Fluoroquinolone efflux mediated by ABC transporters. J Pharmaceut Sci 2008; 97: 3483-3493.
24. Robey RW, Honjo Y, van de Laar A, et al. A functional assay for detection of the mitoxantrone resistance protein, MXR (ABCG2). Biochim Biophys Acta 2001; 1512: 171-182.
25. Cusatis G, Gregorc V, Li J, et al. Pharmacogenetics of ABCG2 and adverse reactions to gefitinib. J Natl Cancer Inst 2006; 98: 1739-1742.
26. Özvegy-Laczka C, Köblös G, Sarkadi B, Váradi A. Single amino acid (482) variants of the ABCG2 multidrug transporter: major differences in transport capacity and substrate recognition. Biochim Biophys Acta 2005; 1668: 53-63.
27. Morisaki K, Robey RW, Ozvegy-Laczka C, et al. Single nucleotide polymorphisms modify the transporter activity of ABCG2. Cancer Chemother Pharmacol 2005; 56: 161-172.
28. Vlaming ML, Lagas JS, Schinkel AH. Physiological and pharmacological roles of ABCG2 (BCRP): Recent findings in Abcg2 knockout mice. Adv Drug Deliv Rev 2009; 61: 14-25.
29. Ramirez CJ, Minch JD, Gay JM, et al. Molecular genetic basis for fluoroquinolone-induced retinal degeneration in cats. Pharmacogenet Genomics 2001; 21: 66-75.
30. Pulido MM, Molina AJ, Merino G, et al. Interaction of enrofloxacin with breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2): Influence of flavonoids and role in milk secretion in sheep. J Vet Pharmacol Ther 2006; 29: 279-287.
31. Henrich CJ, Robey RW, Bokesch HR, et al. New inhibitors of ABCG2 identified by high-throughput screening. Mol Cancer Ther 2007; 6: 3271-3278.
32. Breedveld P, Zelcer N, Pluim D, et al. Mechanism of the pharmacokinetic interaction between methotrexate and benzimidazoles: Potential role for breast cancer resistance protein in clinical drug-drug interactions. Cancer Res 2004; 64: 5804-5811.
33. Kuppens IE, Witteveen EO, Jewell RC, et al. A phase I, randomized, open-label, parallel-cohort, dose-finding study of elacridar (GF120918) and oral topotecan in cancer patients. Clin Cancer Res 2007; 13: 3276-3285.
34. Jonker JW, Merino G, Musters S, et al. The breast cancer resistance protein BCRP (ABCG2) concentrates drugs and carcinogenic xenotoxins into milk. Nat Med 2005; 11: 127-129.
35. Herwaarden AEV, Wagenaar E, Karnekamp B, et al. Breast cancer resistance protein (Bcrp1/Abcg2) reduces systemic exposure of the dietary carcinogens aflatoxin B1, IQ and Trp-P-1 but also mediates their secretion into breast milk. Carcinogenesis 2005; 27: 123-130.
36. Merino G, Jonker JW, Wagenaar E, et al. The breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) affects pharmacokinetics, hepatobiliary excretion, and milk secretion of the antibiotic nitrofurantoin. Mol Pharmacol 2005; 67: 1758-1764.
37. Merino G, Álvarez AI, Pulido MM, et al. Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) transports fluoroquinolone antibiotics and affects their oral availability, pharmacokinetics, and milk secretion. Drug Metab Dispos 2006; 34: 690-695.
38. van Herwaarden AE, Wagenaar E, Merino G, et al. Multidrug transporter ABCG2/breast cancer resistance protein secretes riboflavin (vitamin B2) into milk. Mol Cell Biol 2007; 27: 1247-1253.
39. Olsen HG, Nilsen H, Hayes B, et al. Genetic support for a quantitative trait nucleotide in the ABCG2 gene affecting milk composition of dairy cattle. BMC Genet 2007; 8: 1-9.
40. Ron M, Cohen-Zinder M, Peter C, et al. A polymorphism in ABCG2 in Bos indicus and Bos taurus cattle breeds. J Dairy Sci 2006; 89: 4921-4923.
41. Woodward OM, Köttgen A, Coresh J, et al. of a urate transporter, ABCG2, with a common functional polymorphism causing gout. Proc Natl Acad Sci USA 2009; 106: 10338-10342.
42. Malfará BN, de Lima Benzi JR, de Oliveira Filgueira GC, et al. ABCG2 c.421C> A polymorphism alters nifedipine transport to breast milk in hypertensive breastfeeding women. Reprod Toxicol 2019; 85: 1-5.
43. Cohen-Zinder M, Seroussi E, Larkin DM, et al. Identification of a missense mutation in the bovine ABCG2 gene with a major effect on the QTL on chromosome 6 affecting milk yield and composition in Holstein cattle. Genome Res 2005; 15: 936-944.
44. Real R, González-Lobato L, Baro MF, et al. Analysis of the effect of the bovine adenosine triphosphate-binding cassette transporter G2 single nucleotide polymorphism Y581S on transcellular transport of veterinary drugs using new cell culture models. J Anim Sci 2011; 89: 4325-4338.
45. Otero JA, Miguel V, González-Lobato L, et al. Effect of bovine ABCG2 polymorphism Y581S SNP on secretion into milk of enterolactone, riboflavin and uric acid. Animal 2015; 10: 238-247.
46. Otero JA, García-Mateos D, de la Fuente A, et al. Effect of bovine ABCG2 Y581S polymorphism on concentrations in milk of enrofloxacin and its active metabolite ciprofloxacin. J Dairy Sci 2016; 99: 5731-5738.
47. Otero JA, Barrera B, de la Fuente A, et al. Short communication: The gain-of-function Y581S polymorphism of the ABCG2 transporter increases secretion into milk of danofloxacin at the therapeutic dose for mastitis treatment. J Dairy Sci 2015, 98: 312-317.
48. Garcia-Mateos D, Garcia-Lino AM, Alvarez-Fernandez I, et al. Role of ABCG2 in secretion into milk of the anti-inflammatory flunixin and its main metabolite: In vitro-in vivo correlation in mice and cows. Drug Metab Dispos 2019; 47: 516-524.
49. Jedlitschky G, Burchell B, Keppler D. The multidrug resistance protein 5 functions as an ATP-dependent export pump for cyclic nucleotides. J Biol Chem 2000; 275: 30069-30074.
50. Laue S, Winterhoff M, Kaever V, et al. cCMP is a substrate for MRP5. Naunyn-Schmiedebergs. Arch Pharmacol 2014; 387: 893-895.
51. Wielinga PR, van der Heijden I, Reid G, et al. Characterization of the MRP4- and MRP5-mediated transport of cyclic nucleotides from intact cells. J Biol Chem 2003; 278: 17664-17671.
52. Schulz T, Schumacher U, Prehm P. Hyaluronan export by the ABC transporter MRP5 and its modulation by intracellular cGMP. J Biol Chem 2007; 282: 20999-21004.
53. Jani M, Ambrus C, Magnan R, et al. Structure and function of BCRP, a broad specificity transporter of xenobiotics and endobiotics. Arch Toxicol 2014; 88: 1205-1248.
54. Volk EL, Rohde K, Rhee M, et al. Methotrexate cross-resistance in a mitoxantrone-selected multidrug—Resistant MCF7 breast cancer cell line is attributable to enhanced energy- dependent drug efflux. Cancer Res 2000; 60: 3514-3521.
55. Chen ZS, Robey RW, Belinsky MG, et al. Transport of methotrexate, methotrexate polyglutamates, and 17β-estradiol 17-(β-D-glucuronide) by ABCG2: Effects of acquired mutations at R482 on methotrexate transport. Cancer Res 2003; 63: 4048-4054.
56. Shukla S, Wu CP, Nandigama K, Ambudkar SV. The naphthoquinones, vitamin K3 and its structural analog plumbagin, are substrates of the multidrug resistance-linked ABC drug transporter ABCG2. Mol Cancer Ther 2007; 6: 3279-3286.
57. Imai Y, Asada S, Tsukahara S, et al. Breast cancer resistance protein exports sulfated estrogens but not free estrogens. Mol Pharmacol 2003; 64: 610-618.
58. Suzuki M, Suzuki H, Sugimoto Y, Sugiyama Y. ABCG2 transports sulfated conjugates of steroids and xenobiotics. J Biol Chem 2003; 278: 22644-22649.
59. Grube M, Reuther S, Zu Schwabedissen MH, et al. Organic anion transporting polypeptide 2B1 and breast cancer resistance protein interact in the transepithelial transport of steroid sulfates in human placenta. Drug Metab Dispos 2007; 35: 30-35.
60. Järvinen E, Deng F, Kidron H, Finel M. Efflux transport of estrogen glucuronides by human MRP2, MRP3, MRP4 and BCRP. J Steroid Biochem Mol Biol 2018; 178: 99-107.
61. Blazquez AMG, Macias RIR, Cives-Losada C, et al. during cholestasis: Role of ABC proteins in bile acid traffic across the mammary gland. Sci Rep 2017; 7: 7475.
62. Parikh M, Maddaford TG, Austria JA, et al. Dietary Flaxseed as a Strategy for Improving Human Health. Nutrients 2019; 11: 1171.
63. Miguel V, Otero JA, García-Villalba R, et al. Role of ABCG2 in transport of the mammalian lignan enterolactone and its secretion into milk in abcg2 knockout mice. Drug Metab Dispos 2014; 42: 943-946.
64. García-Mateos D, García-Villalba R, Marañón JA, et al. The Breast Cancer Resistance Protein (BCRP/ABCG2) influences the levels of enterolignans and their metabolites in plasma, milk and mammary gland. J Funct Foods 2017; 35: 648-654.
65. Real R, Egido E, Pérez M, et al. Involvement of breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) in the secretion of danofloxacin into milk: Interaction with ivermectin. J Vet Pharmacol Ther 2011; 34: 313-321.
66. Perez M, Otero JA, Barrera B, et al. Inhibition of ABCG2/BCRP transporter by soy isoflavones genistein and daidzein: Effect on plasma and milk levels of danofloxacin in sheep. Vet J 2013; 196: 203-208.
67. Otero JA, García-Mateos D, Alvarez-Fernández I, et al. Flaxseed-enriched diets change milk concentration of the antimicrobial danofloxacin in sheep. BMC Vet Res 2018; 14: 14.
68. Wang L, Leggas M, Goswami M, Empey PE, McNamara PJ. N-(4-[2-(1,2,3,4-tetrahydro-6,7-dimethoxy-2-isoquinolinyl)ethyl]-phenyl)-9, 10-dihydro-5-methoxy-9-oxo-4-acridine carboxamide (GF120918) as a chemical ATP-binding cassette transporter family G member 2 (Abcg2) knockout model to study nitrofurantoin transfer into milk. Drug Metab Dispos 2008; 36: 2591-2596.
69. Pérez M, Real R, Mendoza G, et al. Milk secretion of nitrofurantoin, as a specific BCRP/ABCG2 substrate, in assaf sheep: Modulation by isoflavones. J Vet Pharmacol Ther 2009; 32: 498-502.
70. Mahnke H, Ballent M, Baumann S, et al. The ABCG2 efflux transporter in the mammary gland mediates veterinary drug secretion across the blood-milk barrier into milk of dairy cows. Drug Metab Dispos 2016; 44: 700-708.
71. Perez M, Blazquez AG, Real R, et al. In vitro and in vivo interaction of moxidectin with BCRP/ABCG2. Chem Biol Interact 2009; 180: 106-112.
72. Barrera B, González-Lobato L, Otero JA, et al. Effects of triclabendazole on secretion of danofloxacin and moxidectin into the milk of sheep: Role of triclabendazole metabolites as inhibitors of the ruminant ABCG2 transporter. Vet J 2013; 198: 429-436.
73. Lagas JS, van der Kruijssen CM, van de Wetering K, Beijnen JH, Schinkel AH. Transport of diclofenac by breast cancer resistance protein (ABCG2) and stimulation of multidrug resistance protein 2 (ABCC2)-mediated drug transport by diclofenac and benzbromarone. Drug Metab Dispos 2009; 37: 129-136.
74. Wang L, McNamara PJ. Stereoselective interaction of pantoprazole with ABCG2. I. Drug accumulation in rat milk. Drug Metab Dispos 2012; 40: 1018-1023.
75. Dornetshuber R, Heffeter P, Sulyok M, et al. Interactions between ABC-transport proteins and the secondary Fusarium metabolites enniatin and beauvericin. Mol Nutr Food Res 2009; 53: 904-920.
76. Xiao J, Wang Q, Bircsak KM, Wen X, Aleksunes LM. In vitro screening of environmental chemicals ıdentifies zearalenone as a novel substrate of the placental BCRP/ABCG2 transporter. Toxicol Res 2015; 4: 695-706.
77. Szilagyi JT, Gorczyca L, Brinker A, Buckley B. Placental BCRP/ABCG2 transporter prevents fetal exposure to the estrogenic mycotoxin zerealenone. Toxicol Sci 2019; 168: 394-404.
78. Qi X, Wagenaar E, Xu W, Huang K, Schinkel AH. Ochratoxin A transport by the human breast cancer resistance protein (BCRP), multidrug resistance protein 2 (MRP2), and organic anion-transporting polypeptides 1A2, 1B1 and 2B1. Toxicol Appl Pharmacol 2017; 329: 18-25.
79. Pavek P, Merino G, Wagenaar E, et al. Human breast cancer resistance protein: Interactions with steroid drugs, hormones, the dietary carcinogen 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo(4,5-b)pyridine, and transport of cimetidine. J Pharmacol Exp Ther 2005; 312: 144-152.
80. Mazur CS, Marchitti SA, Dimova M, et al. Human and rat ABC transporter efflux of bisphenol a and bisphenol a glucuronide: Interspecies comparison and implications for pharmacokinetic assessment. Toxicol Sci 2012; 128: 317-325.
81. Dankers ACA, Roelofs MJE, Piersma AH, et al. Endocrine disruptors differentially target ATP-binding cassette transporters in the blood-testis barrier and affect leydig cell testosterone secretion in vitro. Toxicol Sci 2013; 136: 382-391.
82. Halwachs S, Schäfer I, Kneuer C, Seibel P, Honscha W. Assessment of ABCG2-mediated transport of pesticides across the rabbit placenta barrier using a novel MDCKII in vitro model. Toxicol Appl Pharmacol 2016; 27: 157-164.