Preclinical testing of drug-induced proarrhythmia: Value of transgenic models

Cardiovascular and Hematological Agents in Medicinal Chemistry

Volumn 5, Issue 4, 2007, Pages 289-294

  Fabritz, L ^a,b   Breithardt, G ^a   Kirchhof, P ^a,b  

^a UNIVERSITY HOSPITAL MÜNSTER   (Germany)

^b UNIVERSITY OF MÜNSTER   (Germany)

Author keywords

Action potential prolongation; Drug induced proarrhythmia; Experimental model; Ion channels; Long QT syndrome; Repolarisation; Torsades de pointes; Transgenic model

Indexed keywords

AMIODARONE; DRUG METABOLIZING ENZYME; HALOTHANE; POTASSIUM CHANNEL; POTASSIUM CHANNEL BLOCKING AGENT; SODIUM CHANNEL; SOTALOL;

ACTION POTENTIAL; CATECHOLAMINERGIC POLYMORPHIC VENTRICULAR TACHYCARDIA; DRUG INDUCED DISEASE; DRUG SCREENING; DRUG SURVEILLANCE PROGRAM; EXPERIMENTAL MODEL; FOUNDER EFFECT; GENE MUTATION; GENETIC SUSCEPTIBILITY; GENETIC VARIABILITY; GENOTYPE; HEART LEFT VENTRICLE HYPERTROPHY; HEART PROARRHYTHMIA; HEART REPOLARIZATION; HIGH RISK PATIENT; HIGH THROUGHPUT SCREENING; HUMAN; MORBIDITY; MORTALITY; NONHUMAN; PHENOTYPE; QT INTERVAL; QT PROLONGATION; REVIEW; RISK ASSESSMENT; SENSITIVITY AND SPECIFICITY; SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM; SUDDEN DEATH; TORSADE DES POINTES; TRANSGENIC ANIMAL;

ACTION POTENTIALS; ANIMALS; ANIMALS, GENETICALLY MODIFIED; ANTI-ARRHYTHMIA AGENTS; ARRHYTHMIAS, CARDIAC; DISEASE MODELS, ANIMAL; DRUG DESIGN; HUMANS; MICE; POTASSIUM CHANNELS; SODIUM CHANNELS;

EID: 35348966406     PISSN: 18715257     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/187152507782109881     Document Type: Review

References (82)

1. Rokseth, R.; Storstein, O. Arch. Intern. Med., 1963, 111, 184.
2. Woosley, R.L.; Chen, Y.; Freiman, J.P.; Gillis, R.A. JAMA, 1993, 269, 1532.
3. Haverkamp, W.; Breithardt, G.; Camm, J.; Janse, M.; Rosen, M.; Antzelevitch, C.; Escande, D.; Franz, M.; Malik, M.; Moss, A.; Shah, R. Cardiovasc. Res., 2000, 47, 219.
4. Straus, S.M.; Sturkenboom, M.C.; Bleumink, G.S.; Dieleman, J.P.; van der Lei, J.; de Graeff, P.A.; Kingma, J.H.; Stricker, B.H. Eur. Heart. J., 2005, 26, 2007.
5. Ray, W.A.; Murray, K.T.; Meredith, S.; Narasimhulu, S.S.; Hall, K.; Stein, C.M. N. Engl. J. Med., 2004, 351, 1089.
6. Fenichel, R.R.; Malik, M.; Antzelevitch, C.; Sanguinetti, M.; Roden, D.M.; Priori, S.G.; Ruskin, J.N.; Lipicky, R.J.; Cantilena, L.R. J. Cardiovasc. Electrophysiol., 2004, 15, 475.
7. Bellocq, C.; Wilders, R.; Schott, J.J.; Louerat-Oriou, B.; Boisseau, P.; Le Marec, H.; Escande, D.; Baro, I. Mol. Pharmacol., 2004, 66, 1093.
8. Roden, D.M.; Woosley, R.L.; Primm, R.K. Am. Heart J., 1986, 111, 1088.
9. Kay, G.N.; Plumb, V.J.; Arciniegas, J.G.; Henthorn, R.W.; Waldo, A.L. J. Am. Coll Cardiol., 1983, 2, 806.
10. Pinto, Y.M.; van Gelder, I.C.; Heeringa, M.; Crijns, H.J. Lancet, 1999, 353, 980.
11. Malik, M. Heart Rhythm, 2005, 2, 773.
12. Franz, M.R.; Kirchhof, P.F.; Fabritz, C.L.; Zabel, M. PACE, 1995, 18, 1666.
13. Bardy, G.H.; Ungerleider, R.M.; Smith, W.M.; Ideker, R.E. Circulation, 1983, 67, 52.
14. Garson, A.J. Pace, 1986.
15. Daleau, P.; Lessard, E.; Groleau, M.F.; Turgeon, J. Circulation, 1995, 91, 3010.
16. Vorperian, V.R.; Zhou, Z.; Mohammad, S.; Hoon, T.J.; Studenik, C.; January, C.T. J. Am. Coll Cardiol., 1996, 28, 1556.
17. Sosunov, E.A.; Anyukhovsky, E.P.; Rosen, M.R. J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 278, 906.
18. Connolly, S.J. Circulation, 1999, 100, 2025.
19. van Opstal, J.M.; Schoenmakers, M.; Verduyn, S.C.; de Groot, S.H.; Leunissen, J.D.; van Der Hulst, F.F.; Molenschot, M.M.; Wellens, H.J.; Vos, M.A. Circulation, 2001, 104, 2722.
20. Kirchhof, P.; Degen, H.; Franz, M.; Eckardt, L.; Fabritz, L.; Milberg, P.; Laer, S.; Neumann, J.; Breithardt, G.; Haverkamp, W. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2003, 305, 257.
21. Singh, S.N.; Fletcher, R.D.; Fisher, S.G.; Singh, B.N.; Lewis, H.D.; Deedwania, P.C.; Massie, B.M.; Colling, C.; Lazzeri, D. N. Engl. J. Med., 1995, 333, 77.
22. Julian, D.G.; Camm, A.J.; Frangin, G.; Janse, M.J.; Munoz, A.; Schwartz, P.J.; Simon, P. Lancet, 1997, 349, 667.
23. Cairns, J.A.; Connolly, S.J.; Roberts, R.; Gent, M. Lancet, 1997, 349, 675.
24. Janse, M.J.; Malik, M.; Camm, A.J.; Julian, D.G.; Frangin, G.A.; Schwartz, P.J. Eur. Heart J., 1998, 19, 85.
25. Zabel, M.; Hohnloser, S.H.; Behrens, S.; Li, Y.G.; Woosley, R.L.; Franz, M.R. J. Cardiovasc. Electrophysiol., 1997, 8, 1148.
26. Milberg, P.; Eckardt; L.; Bruns, H.J.; Biertz, J.; Ramtin, S.; Reinsch, N.; Fleischer, D.; Kirchhof, P.; Fabritz, L.; Breithardt, G.; Haverkamp, W. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2002, 303, 218.
27. Valentin, J.P.; Hoffmann, P.; De Clerck, F.; Hammond, T.G.; Hondeghem, L. J. Pharmacol. Toxicol. Methods, 2004, 49, 171.
28. Haverkamp, W.; Monnig, G.; Schulze-Bahr, E.; Haverkamp, F.; Breithardt, G. Cardiovasc. Drugs Ther., 2002, 16, 101.
29. Kääb, S.; Hinterseer, M.; Näbauer, M.; Steinbeck, G. Eur. Heart J., 2003, 24, 649.
30. Houltz, B.; Darpo, B.; Edvardsson, N.; Blomstrom, P.; Brachmann, J.; Crijns, H.J.; Jensen, S.M.; Svernhage, E.; Vallin, H.; Swedberg, K. Pacing Clin. Electrophysiol., 1998, 21, 1044.
31. Roden, D.M. Pacing Clin. Electrophysiol., 1998, 21, 1029.
32. Arking, D.E.; Pfeufer, A.; Post, W.; Kao, W.H.; Newton-Cheh, C.; Ikeda, M.; West, K.; Kashuk, C.; Akyol, M.; Perz, S.; Jalilzadeh, S.; Illig, T.; Gieger, C.; Guo, C.Y.; Larson, M.G.; Wichmann, H.E.; Marban, E.; O'Donnell, C.J.; Hirschhorn, J.N.; Kaab, S.; Spooner, P.M.; Meitinger, T.; Chakravarti, A. Nat. Genet., 2006, 38, 644.
33. Roden, D.M. J. Intern. Med., 2006, 259, 59
34. Roden, D.M.; Yang, T. Circulation, 2005, 112, 1376.
35. Paulussen, A.D.; Gilissen, R.A.; Armstrong, M.; Doevendans, P.A.; Verhasselt, P.; Smeets, H.J.; Schulze-Bahr, E.; Haverkamp, W.; Breithardt, G.; Cohen, N.; Aerssens, J. J. Mol. Med., 2004, 82, 182.
36. Janse, M.J. Cardiovasc. Res., 2004, 61, 208.
37. Hasenfuss, G. Cardiovas. Res., 1998, 39(1), 60.
38. Lawrence, C.L.; Pollard, C.E.; Hammond, T.G.; Valentin, J.P. J. Pharmacol. Toxicol. Methods, 2005, 52, 46.
39. Dean, J.W.; Lab, M.J. Lancet, 1989, 1, 1309.
40. Schaper, W.; Winkler, B. Cardiovas. Res., 1998, 39, 3.
41. Mohler, P.J.; Schott, J.J.; Gramolini, A.O.; Dilly, K.W.; Guatimosim, S.; duBell, W.H.; Song, L.S.; Haurogne, K.; Kyndt, F.; Ali, M.E.; Rogers, T.B.; Lederer, W.J.; Escande, D.; Le Marec, H.; Bennett, V. Nature, 2003, 421, 634.
42. Nerbonne, J.M.; Nichols, C.G.; Schwarz, T.L.; Escande, D. Circ. Res., 2001, 89, 944.
43. Nerbonne, J.M. Trends Cardiovasc. Med., 2004, 14, 83.
44. Charpentier, F.; Demolombe, S.; Escande, D. Ann. Med., 2004, 36(Suppl. 1), 28.
45. Lee, M.P.; Ravenel, J.D.; Hu, R.J.; Lustig, L.R.; Tomaselli, G.; Berger, R.D.; Brandenburg, S.A.; Litzi, T.J.; Bunton, T.E.; Limb, C.; Francis, H.; Gorelikow, M.; Gu, H.; Washington, K.; Argani, P.; Goldenring, J.R.; Coffey, R.J.; Feinberg, A.P. J. Clin. Invest., 2000, 106, 1447.
46. Casimiro, M.C.; Knollmann, B.C.; Ebert; S.N.; Vary, J.C.; Greene, A.E.; Franz, M.R.; Grinberg, A.; Huang, S.P.; Pfeifer, K. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 98, 2526.
47. Demolombe, S.; Lande, G.; Charpentier, F.; van Roon, M.A.; van den Hoff, M.J.; Toumaniantz, G.; Baro, I.; Guihard, G.; Le Berre, N.; Corbier, A.; de Bakker, J.; Opthof, T.; Wilde, A.; Moorman, A.F.; Escande, D. Cardiovasc. Res., 2001, 50, 314.
48. Lande, G.; Demolombe, S.; Bammert, A.; Moorman, A.; Charpentier, F.; Escande, D. Cardiovasc. Res., 2001, 50, 328.
49. Jeron, A.; Mitchell, G.F.; Zhou, J.; Murata, M.; London, B.; Buckett, P.; Wiviott, S.D.; Koren, G. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 1999, 278, H1891.
50. Jeron, A.; Mitchell, G.F.; Zhou, J.; Murata, M.; London, B.; Buckett, P.; Wiviott, S.D.; Koren, G. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2000, 278, H1891.
51. London, B.; Jeron, A.; Zhou, J.; Buckett, P.; Han, X.; Mitchell, G.F.; Koren, G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95, 2926.
52. Brunner, M.; Kodirov, S.A.; Mitchell, G.F.; Buckett, P.D.; Shibata, K.; Folco, E.J.; Baker, L.; Salama, G.; Chan, D.P.; Zhou, J.; Koren, G. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2003, 285, H194.
53. Brunner, M.; Guo, W.; Mitchell, G.F.; Buckett, P.D.; Nerbonne, J.M.; Koren, G. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2001, 281, H1201.
54. London, B.; Baker, L.C.; Petkova-Kirova, P.; Nerbonne, J.M.; Choi, B.R.; Salama, G. J. Physiol., 2007, 578, 115.
55. Babij, P.; Askew, G.R.; Nieuwenhuijsen, B.; Su, C.M.; Bridal, T.R.; Jow, B.; Argentieri, T.M.; Kulik, J.; DeGennaro, L.J.; Spinelli, W.; Colatsky, T. J. Circ. Res., 1998, 83, 668.
56. Lees-Miller, J.P.; Guo, J.; Somers, J.R.; Roach, D.E.; Sheldon, R.S.; Rancourt, D.E.; Duff, H.J. Mol. Cell Biol., 2003, 23, 1856.
57. Charpentier, F.; Merot, J.; Riochet, D.; Le Marec, H.; Escande, D. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1998, 251, 806.
58. Warth, R.; Barhanin, J. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 2002, 282, R639.
59. Jiang, M.; Zhang, M.; Tang, D.G.; Clemo, H.F.; Liu, J.; Holwitt D.; Kasirajan, V.; Pond, A.L.; Wettwer, E.; Tseng, G.N. Circulation, 2004, 109, 1783.
60. Lu, C.W.; Lin, J.H.; Rajawat, Y.S.; Jerng, H.; Rami, T.G.; Snchez, X.; DeFreitas, G.; Carabello, B.; DeMayo, F.; Kearney, D.L.; Miller, G.; Li, H.; Pfaffinger, P.J.; Bowles, N.E.; Khoury, D.S.; Towbin, JA. J. Med. Genet., 2006, 43, 653.
61. Nuyens, D.; Stengl, M.; Dugarmaa S.; Rossenbacker, T.; Compernolle, V.; Rudy, Y.; Smits, J.F.; Flameng, W.; Clancy, C.E.; Moons, L.; Vos, M.A.; Dewerchin, M.; Benndorf, K.; Cotten, D.; Carmeliet, E.; Carmeliet, P. Nat. Med., 2001, 7, 1021.
62. Fabritz, L.; Kirchhof, P.; Franz, M.R.; Nuyens, D.; Rossenbacker, T.; Ottenhof, A.; Haverkamp, W.; Breithardt, G.; Carmeliet, E.; Carmeliet, P. Cardiovasc. Res., 2003, 57, 1085.
63. Tian, X.L.; Yong, S.L.; Wan, X.; Wu, L.; Chung, M.K.; Tchou, P.J.; Rosenbaum, D.S.; Van Wagoner, D.R.; Kirsch, G.E.; Wang, Q. Cardiovasc. Res., 2004, 61, 256.
64. Papadatos, GA.; Wallerstein, P.M.; Head, C.E.; Ratcliff, R.; Brady, PA.; Benndorf, K.; Saumarez, R.C.; Trezise, A.E.; Huang, C.L.; Vandenberg, J.L; Colledge, W.H.; Grace, A.A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 6210.
65. Royer, A.; van Veen, T.A.; Le Bouter, S.; Marionneau, C.; Griol-Charhbili, V.; Leoni, A.L.; Steenman, M.; van Rijen, H.V.; Demolombe, S.; Goddard, CA.; Richer, C.; Escoubet, B.; Jarry-Guichard, T.; Colledge, W.H.; Gros, D.; de Bakker, J.M.; Grace, A.A.; Escande, D.; Charpentier, F. Circulation, 2005, 111, 1738.
66. van Veen, TA.; Stein, M.; Royer, A.; Le Quang, K.; Charpentier, F.; Colledge, W.H.; Huang, C.L.; Wilders, R.; Grace, AA.; Escande, D.; de Bakker, J.M.; van Rijen, H.V. Circulation, 2005, 112, 1927.
67. Chauhan, V.S.; Tuvia, S.; Buhusi, M.; Bennett, V.; Grant, A.O. Circ. Res., 2000, 86, 441.
68. Mohler, P.J.; Splawski, L; Napolitano, C.; Bottelli, G.; Sharpe, L.; Timothy, K.; Priori, S.G.; Keating, M.T.; Bennett, V. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, 101, 9137.
69. Milan, D.J.; MacRae, C.A. Cardiovasc. Res., 2005, 67, 426.
70. Kirchhof, P.; Fabritz, L.; Zabel, M.; Franz, M.R. Cardiovasc. Res., 1996, 31, 953.
71. Milberg, P.; Reinsch, N.; Wasmer, K.; Monnig, G.; Stypmann J.; Osada, N.; Breithardt, G.; Haverkamp, W.; Eckardt L. Cardiovasc. Res., 2005, 65, 397.
72. Gussak, I.; Chaitman, B.R.; Kopecky, S.L.; Nerbonne, J.M. J. Electrocardiol., 2000, 33, 159.
73. Vaidya, D.; Morley, G.E.; Samie, F.H.; Jalife, J. Circ. Res., 1999, 85, 174.
74. Drici, M.D.; Baker, L.; Plan, P.; Barhanin, J.; Romey, G.; Salama, G. Circulation, 2002, 106, 497.
75. Fabritz, L.; Kirchhof, P.; Franz, M.R.; Eckardt, L.; Mönnig, G.; Milberg, P.; Breithardt, G.; Haverkamp, W. Basic. Res. Cardiol., 2003, 98, 25.
76. Kirchhof, P.; Fabritz, L.; Begrow, F.; Kilic, A.; Breithardt, G.; Kuhn, M. J. Mol. Cell Cardiol., 2004, 36, 691.
77. Maguire, C.T.; Wakimoto, H.; Patel V.V.; Hammer, P.E.; Gauvreau, K.; Berul, C.I. Physiol. Genomics, 2003, 15, 84.
78. Knollmann, B.C.; Kirchhof P.; Sirenko, S.G.; Degen, H.; Greene, A.E.; Schober, T.; Mackow, J.C.; Fabritz, L.; Potter, J.D.; Morad, M. Circ. Res., 2003, 92, 428.
79. Sosunov, E.A.; Anyukhovsky, E.P.; Shvilkin, A.; Hara, M.; Steinberg, S.F.; Danilo, P. Jr.; Rosen, M.R.; Moise, N.S.; Merot, J.; Probst; V.; Charpentier, F.; Legeay, Y.; Le Marec, H. Cardiovasc., Res., 1999, 42, 65.
80. Protas, L.; Sosunov, E.A.; Anyukhovsky, E.P.; Moise, N.S.; Rosen, M.R.; Robinson, R.B. Heart Rhythm, 2005, 2, 172.
81. Merot, J.; Probst, V.; Debailleul, M.; Gerlach, U.; Moise, N.S.; Le Marec, H.; Charpentier, F. J. Am. Coll Cardiol., 2000, 36, 939.
82. Milan, D.J.; Jones, I.L.; Ellinor, P.T.; Macrae, CA. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2006, 29(1), H269.