Diese Arbeit baut auf einer klinischen Studie zum Einfluss der CYP2D6-Genduplikation auf die Pharmakokinetik von Metoprolol in gesunden Probanden auf. Ziel der Arbeit war es durch eine erweiterte Genotypisierung von CYP2D6-Allelen, welche eine verminderte oder eine erhöhte CYP2D6-Aktivität bedingen, eine über die übliche Einteilung in Schnell- (EM) und Ultraschnell- Metabolisierer (UM) hinausgehende genauere Klassifikation für den Metabolisierungsstatus von CYP2D6 zu finden. Hierfür wurde das Konzept der semiquantitativen Gendosis von CYP2D6 erstellt und anhand des Einflusses auf den Metabolismus von Metoprolol in vivo enantioselektiv untersucht. Genotypisiert wurden neben den vermindert aktiven Allelen CYP2D6*9, *10 und *41 auch die aktiven Allele CYP2D6*2 und CYP2D6*35. Die pharmakokinetischen Daten von R- und S-Metoprolol sowie deren Metaboliten (SS-Metoprolol, SR- Metoprolol, RS-Metoprolol, RR-Metoprolol) wurden mittels High Performance Liquid Chromatographie (HPLC) erhoben. Für die Feinklassifizierung der CYP2D6-Aktivität in semiquantitative Gendosen wurde jedem Allel entsprechend der vorhergesagten Enzymaktivität ein Wert zwischen 0 und 1 zugeordnet und die semiquantitative Gendosis anhand des Genotyps als Summenwert der einzelnen Allele errechnet. Das Vorliegen einer Duplikation führte jeweils zu einer Verdopplung des Punktwertes des dupliziert vorliegenden Allels. So erhielten die für den EM-Phänotyp kodierenden Genotypen 1,5 oder 2, die für den UM- Phänotyp kodierenden Genotypen 2,5 oder 3 Punkte. Anschließend wurde diese Einteilung anhand pharmakokinetischer Parameter von Metoprolol überprüft, wobei sich ein signifikanter Einfluss der semiquantitativen CYP2D6-Gendosis zeigte. Eine Enantioselektivität des Einflusses konnte dabei nicht festgestellt werden. Um genauere Aussagen über die Aktivität von CYP2D6 machen zu können, sollte eine Genotypisierung, insbesondere für die Abgrenzung Schnell- versus Ultraschnell-Metabolisierer, auch die Bestimmung der Allele mit herabgesetzter und erhöhter Enzymaktivität erfassen.
The background of this thesis was a clinical study on metoprolol as a CYP2D6 probe drug studying the influence of the CYP2D6 gene-duplication on pharmacokinetics of metoprolol in healthy volunteers. The aim of our study was to generate a more precise classification of the activitiy of CYP2D6 taking the contribution of alleles with decreased or increased activity into account. For this reason we further genotyped the study participants for CYP2D6, and established a concept of semiquantitative gene dosages validated with the pharmacokinetic data on metoprolol which was additionally analysed in an enantioselective way. We genotyped the reduced active alleles CYP2D6*9, *10 and *41 as well as the active alleles CYP2D6*2 and *35. Pharmacokinetic data of R- and S-Metoprolol as well as of the metabolites (SS-Metoprolol, SR- Metoprolol, RS-Metoprolol and RR-Metoprolol) were detected using High Performance Liquid Chromatographie (HPLC). To categorize the CYP2D6-activity into semiquantitative genedoses we assigned each allele a value between 0 and 1 according to the predicted enzyme activity and calculated the semiquantitative genedoses with the genotype as cumulative value of the individual alleles. The existance of a duplication led to a duplication of the value of the duplicated allele. Therefore the genotypes, which encoded for the EM-phenotype received 1.5 or 2.0, the genotypes, which encoded for the UM- phenotype received 2.5 or 3.0 points. The correlation between CYP2D6 activity score and pharmacokinetic parameters of racemic metoprolol was stronger than with the classical classification into ultrarapid and extensive metabolizer. The influence of CYP2D6 on kinetics of the enantiomers of metoprolol was neglectible. To specify the CYP2D6-activity, especially for the differentiation between extensive and ultrarapid metabolizers, the genotyping should include the alleles which encode for reduced as well as for increased enzyme activity.
