OAT

OAT ist das Akronym für “organischer Anionen Transporter”, einem Transporter der zur Genfamilie SLC22A gehört, und die zelluläre Aufnahme einer Vielzahl von endogener und exogener organischer Anionen vermittelt. OAT werden in verschiedenen Organen exprimiert, so v.a. in der Niere. 11  humane Isoformen sind bekannt.

3 Familien von Transportern für organische Anionen können identifiziert werden:

• die Familie der organischen Anionentransporter (OAT), die durch SLC22A kodiert wird. Hinweis: Organische Anionentransporter (OATs) und organische Anionentransporter-Polypeptide (OATPs) werden in zwei SLC-Superfamilien eingeteilt, nämlich in die SLC22A-Superfamilie bzw. die SLCO-Superfamilie (früher SLC21A-Familie).
• die Familie der organischen Anionentransportpeptide (OATP), die durch SLC21A (SLCO) kodiert wird
• die Familie der Multidrug-Resistance-assoziierten Proteine (MRP), die durch ABCC kodiert wird.

Diese Transporter-Familien spielen eine entscheidende Rolle beim transepithelialen Transport organischer Anionen in den Nieren sowie in anderen Geweben wie der Leber und dem Gehirn. Unter diesen Familien nimmt die OAT-Familie die zentrale Rolle beim renalen Transport organischer Anionen ein (Sekine T et al. 2006)

Viele OATs arbeiten als:

• Austauscher (Antiporter) z. B. durch Austausch eines organisches Anions gegen Dicarboxylat
• oder als
• sekundär aktive Transporter, indirekt gekoppelt an Ionengradienten.

OATs bestehen meistens aus 12 Transmembran-Polypeptidketten, wobei sich der C-Terminus und der N-Terminus im Zytoplasma der Zelle befinden. OATs und OATPs werden in der Leber in großer Menge exprimiert, wo sie hauptsächlich die Aufnahme verschiedener endogener Substrate wie Gallensäuren und verschiedener exogener Arzneimittel wie Antifibrotika und Krebsmedikamente fördern.

Die molekularen Unterschiede in der Lage der Glykosylierungsstellen, Phosphorylierungsstellen und Aminosäuren in den OAT- und OATP-Strukturen führen dazu, dass ganz unterschiedliche Substrate in die Leber transportiert werden können. Dies erklärt z.B. die unterschiedlichen Funktionen dieser Transporter in den verschiedenen Organen (Li TT et al. 2019).   

Die Familie der organischen Anionentransporter (OATs), die zur Major-Facilitator-Superfamilie (SLC22A) gehören, wird in den Nierenepithelzellen exprimiert, um die Ausscheidung und Reabsorption endogener und exogener organischer Anionen zu regulieren. Diese OATs sind die entscheidenden Komponenten beim renalen Metabolismus von Arzneimitteln und deren Metaboliten. Sie sind somit an verschiedenen klinisch bedeutsamen Arzneimittelwechselwirkungen sowie deren Nebenwirkungen beteiligt.

Besonders bedeutsam sind OATs in:

• In den  proximalen Tubuluszellen der Niere. Sie bewirken die Ausscheidung von Medikamenten und deren Metaboliten
• In den Leberzellen: Sie bewirken die Aufnahme und Elimination von Substanzen

Weitere Standorte für OATs sind:

• Plazenta
• Blut-Hirn-Schranke
• Haut und Darm

OATs transportieren u. a. endogene Stoffe wie:

• Harnsäure
• Gallensäuren
• Prostaglandine
• Steroidmetaboliten
• zyklische Nukleotide

Weiterhin transportieren sie exogene Stoffe (z.B. Medikamente) wie:

• Penicilline
• Methotrexat
• Diuretika
• antivirale Medikamente
• NSAR

Bedeutung der OATs für die Harnsäure: Im Zusammenhang mit der Gicht sind vor allem die renalen Transporter OAT1 und OAT3 wichtig. Diese Transporter sorgen in dem Zusammenwirken von URAT1, GLUT9, ABCG2 für die Aufnahme von Harnsäure und Arzneistoffen aus dem Blut in Tubuluszellen. Diese Transportersysteme bestimmen wesentlich:

• den Serumharnsäurespiegel
• die Harnsäureausscheidung
• die Wirkung urikosurischer Medikamente.

Mutationen oder Hemmungen von OATs können zu:

• verminderter Harnsäureausscheidung
• erhöhten Medikamentenspiegeln
• nephrotoxischen Effekten führen.

1. Enomoto A et al. (2005) Roles of organic anion transporters (OATs) and a urate transporter (URAT1) in the pathophysiology of human disease. Clin Exp Nephrol 9:195-205.
2. Herrscher C et al. (2020) Hepatitis B Virus Entry into Cells. Cells 9(1486.
3. Li TT et al. (2019) Overview of organic anion transporters and organic anion transporter polypeptides and their roles in the liver. World J Clin Cases 7:3915-3933.
4. Sekine T et al. (2006) Molecular physiology of renal organic anion transporters. Am J Physiol Renal Physiol 290:F251-61