OMIM Entry – * 611785 – ATP-BINDING CASSETTE, SUBFAMILY B, MEMBER 5; ABCB5

TEXT

ABCB5 behoort tot de ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamilie van integrale membraaneiwitten. Deze eiwitten nemen deel aan ATP-afhankelijk transmembraantransport van structureel diverse moleculen, variërend van kleine ionen, suikers en peptiden tot complexere organische moleculen (Chen et al., 2005).

Door in een database te zoeken naar homologen van ABCB1 (171050), gevolgd door RT-PCR van RNA van menselijke primaire epidermale melanocyten en een kwaadaardige melanoomcellijn, kloneerden Frank et al. (2003) ABCB5. Het afgeleide eiwit van 812 aminozuren heeft 5 transmembraanhelften, geflankeerd door zowel extracellulaire als intracellulaire ATP-bindende domeinen. ABCB5 is voor 54% en 56% aminozuuridentiek met respectievelijk ABCB1 en ABCB4 (171060). RT-PCR detecteerde ABCB5 in melanocyten en melanoomcellen, maar niet in mononucleaire cellen van perifeer bloed of nonmelanoma tumor cellijnen. Western blot analyse toonde een 89-kD endogeen ABCB5 eiwit aan in melanocyten en melanoomcellen. Flowcytometrie toonde aan dat ABCB5 tot expressie kwam op het celoppervlak van getransfecteerde borstkankercellen.

Door een melanoom cDNA bibliotheek te screenen, kloneerden Chen et al. (2005) 2 ABCB5 splice varianten, die zij ABCB5-alpha en -beta noemden. ABCB5-alpha en -beta divergeren na exon 6, waarbij ABCB5-alpha een zevende exon bevat dat codeert voor zijn 3-prime UTR, en ABCB5-beta nog eens 14 exonen bevat. Het 131-amino zure ABCB5-alfa eiwit heeft een berekende molecuulmassa van 15 kD. Het heeft een ABC-signatuurmotief en een Walker B-consensussequentie, maar geen Walker A-consensussequentie. Daarentegen heeft ABCB5-beta een N-terminaal ABC signatuur motief en een Walker B motief, gevolgd door 6 transmembraandomeinen en C-terminale Walker A, ABC signatuur, en Walker B motieven. RT-PCR detecteerde preferentiële expressie van zowel ABCB5-alfa als -beta in melanomen, zonder expressie in normale baarmoeder, longen of placenta. Noordelijke blotanalyse ontdekte ABCB5-transcripten van 2,4 tot 7,5 kb in melanoomcellen, maar niet in normale onderzochte menselijke weefsels. RT-PCR toonde expressie aan van ABCB5-alfa en -beta in normale melanocyten en van ABCB5-beta in retinale pigmentepitheelcellen.

Frank et al. (2003) vonden dat ABCB5, net als ABCB1, rhodamine efflux in getransfecteerde borstkanker cellijnen induceerde. ABCB5 kwam sterk tot expressie in mono- en multinucleaire humane epidermale melanocyten met een CD133 (PROM1; 604365)-positief progenitor fenotype. Frank et al. (2003) toonden aan dat polyploïde ABCB5-positieve cellen werden gegenereerd door celfusie, en dit proces werd specifiek versterkt door ABCB5-blokkade. Meerkernige celhybriden gaven aanleiding tot mononucleaire nakomelingen, wat aantoont dat fusie bijdraagt tot kweekgroei en differentiatie.

Frank et al. (2005) toonden aan dat ABCB5 tot expressie kwam in klinische kwaadaardige melanomen en bij voorkeur een subset van hypergepolariseerde tumorcellen markeerde met een CD133-positief stamcel fenotype in kwaadaardige melanoom culturen en klinische melanomen. Het blokkeren van ABCB5 met anti-ABCB5 monoklonaal antilichaam keerde doxorubicine-resistentie om in een melanoomcellijn en verhoogde intracellulaire doxorubicine-accumulatie, wat erop wijst dat ABCB5-gemedieerde efflux het mechanisme was van doxorubicine-resistentie in deze cellen. Expressie van ABCB5 in een panel van kankercellijnen correleerde significant met tumorresistentie tegen doxorubicine.

Schatton et al. (2008) identificeerden een subpopulatie van tumor-initiërende cellen verrijkt met menselijke maligne melanoom-initiërende cellen (MMIC) gedefinieerd door expressie van de chemoresistentie-mediator ABCB5 en toonden aan dat specifieke targeting van deze tumorigene minderheidspopulatie de tumorgroei remt. ABCB5-positieve tumorcellen gedetecteerd in humane melanoompatiënten vertoonden een primitief moleculair fenotype en correleerden met klinische melanoomprogressie. In seriële mens-op-muis xenotransplantatie-experimenten bezaten ABCBA5-positieve melanoomcellen een grotere tumorigene capaciteit dan ABCB5-negatieve bulkpopulaties en herstelden ze de klinische tumor heterogeniteit. In vivo genetische lineage tracking toonde een specifieke capaciteit van ABCB5-positieve subpopulaties voor zelfvernieuwing en differentiatie, omdat ABCB5-positieve kankercellen zowel ABCB5-positieve als ABCB5-negatieve nakomelingen genereerden, terwijl ABCB5-negatieve tumorpopulaties, in een lager tempo, uitsluitend ABCB5-nul cellen voortbrachten. In een eerste proof-of-principle analyse, ontworpen om de hypothese te testen dat MMIC ook nodig zijn voor de groei van gevestigde tumoren, systemische toediening van een monoklonaal antilichaam gericht tegen ABCB5, waarvan is aangetoond dat het in staat is om antilichaam-afhankelijke cel-gemedieerde cytotoxiciteit te induceren in ABCB5-positieve MMIC, had een tumorremmend effect.

Ksander et al. (2014) toonden aan dat ABCB5 limbal stamcellen markeert en vereist is voor limbal stamcel (LSC) onderhoud, hoornvlies ontwikkeling en herstel. Bovendien toonden Ksander et al. (2014) aan dat prospectief geïsoleerde menselijke of muriene ABCB5-positieve LSC’s de exclusieve capaciteit bezitten om het hoornvlies volledig te herstellen na transplantatie naar LSC-deficiënte muizen in xenogene of syngeneische transplantatiemodellen. ABCB5 komt bij voorkeur tot expressie op label-houdende LSC’s bij muizen en p63-alfa (zie 603273)-positieve LSC’s bij de mens. In overeenstemming met deze bevindingen is de ABCB5-positieve LSC-frequentie verlaagd in LSC-deficiënte patiënten. Abcb5 functieverlies in Abcb5 knock-out muizen veroorzaakte depletie van quiescente LSCs als gevolg van verhoogde proliferatie en apoptose, en resulteerde in defecte hoornvliesdifferentiatie en wondgenezing. Ksander et al. (2014) concludeerden dat hun gegevens tezamen bewijs leverden dat ABCB5 zoogdier LSC’s identificeert.

Frank et al. (2003) bepaalden dat het ABCB5-gen 19 exonen bevat en 108 kb omspant. Chen et al. (2005) stelden vast dat het ABCB5-gen ten minste 20 exonen bevat.

Met behulp van genoomsequentie-analyse hebben Frank et al. (2003) het ABCB5-gen op chromosoom 7p21-p15.3 in kaart gebracht. Frank et al. (2005) verklaarden dat het ABCB5-gen zich op chromosoom 7p15.3 bevindt.