In vitro and in vivo characterization of small molecular inhibitors of the (pro)renin receptor ((P)RR) signal transduction pathway

Abstract

The (pro)renin receptor ((P)RR) plays a crucial role in the development of cardial and renal end-organ damage. Within an academic setting our group aimed to develop small molecular inhibitors of the (P)RR and therefore named renin/ prorenin receptor blockers (RERBs). In this thesis, the effects of two inhibitors of the (P)RR pathway was investigated: the V-ATPase (vacuolar adenosine triphosphatase) inhibitor bafilomycin and genistein which blocks the translocation of promyelocytic leukemia zinc finger (PLZF) to the nucleus. Bafilomycin reduces cell number in a dose dependent manner, genistein in contrast reduces cell number only in high concentrations. In the context of Wnt signalling bafilomycin represses Wnt3a-induced stimulation of axin2. After our group has performed a high-throughput screen for the identification of novel RERB compounds the microsomal stabilities of 121 compounds and the in vivo half-lives of 22 compounds have been determined. In vivo half-lives and predicted in vivo hepatic clearance were correlated showing r2 values of 0,31 for the rat and 0,27 for the human species. Our data support that the (P)RR is a promising target for oncological indications. Pharmacokinetic data helped to identify drug candidates for future in vivo proof-of-concept animal experiments. The weak coefficients of determination of in vitro and in vivo pharmacokinetic data question the benefit of using microsomal stability as a tool to select compounds for further testing.

Der Renin-/ Prorenin-Rezeptor (RER oder (P)RR ) spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung kardialer und renaler Endorganschäden. Es war das Ziel unserer Arbeitsgruppe innerhalb eines akademischen Umfeldes niedermolekulare Inhibitoren des (P)RR zu identifizieren, die Renin-/ Prorenin-Rezeptor-Blocker (RERBs) genannt werden. Innerhalb dieser Arbeit wurden zwei Inhibitoren des (P)RR Signalweges untersucht: der V-ATPase (vakuolare Adenosintriphosphatase) Inhibitor Bafilomycin und Genistein, welches die Translokation von PLZF (promyelocytic leukemia zink finger) in den Kern inhibiert. Bafilomycin reduziert die Zellzahl dosisabhängig, Genistein hingegen reduziert die Zellzahl nur in sehr hohen Dosen. Im Zusammenhang mit dem Wnt Signalweg unterdrückt Bafilomycin die Wnt3a-induzierte Stimulation von axin2. Nach einem high-throughput screening, das zur Identifizierung von neuen RERB Substanzen durchgeführt wurde, haben wir die mikrosomale Stabilität von 121 Substanzen und die in vivo Halbwertszeit von 22 Substanzen bestimmt. Die in vivo Halbwertszeiten und die vorhergesagten in vivo Clearances wurden korreliert. Es zeigten sich r2-Werte von 0,31 für die Korrelation mit der Nagerspezies und r2-Werte von 0,27 für die Korrelation mit der humanen Spezies. Unsere Daten untermauern, dass der (P)RR ein vielversprechender onkologischer Angriffspunkt ist. Die schwache Korrelation pharmakokinetischer Daten in vivo und in vitro stellt den Nutzen von mikrosomaler Stabilitätstestung in frühen Phasen der Medikamentenentwicklung in Frage.