Testung neuer Proteasominhibitoren

Abstract

Das Proteasom spielt eine zentrale Rolle bei der intrazellulären Proteindegradation. Proteasominhibitoren werden zur Erforschung des Ubiquitin- Proteasom-Systems eingesetzt und finden klinische Anwendung in der antineoplastischen Therapie. Perspektivisch könnten Proteasominhibitoren auch als Immunmodulatoren bei entzündlichen Erkrankungungen eingesetzt werden. Als bislang einziger Vertreter dieser Wirkgruppe hat Bortezomib eine klinische Zulassung zur Therapie des Multiplen Myeloms. Dabei sind Resistenzen gegen Bortezomib sowie teilweise therapielimitierende unerwünschte Wirkungen beschrieben. Aus diesen Gründen ist die Suche nach neuen in der antineoplastischen und immunmodulatorischen Therapie einsetzbaren Proteasominhibitoren sinnvoll. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 28 Substanzen als potentielle Proteasominhibitoren getestet. Zwei Substanzen konnten als stabile, reversible Proteasominhibitoren mit fluorogenen Peptidsubstraten charakterisiert werden. Sie beeinflussen weiterhin die proteasomale Degradation eines viralen 25mer-Peptids. In Zellkultur-Experimenten konnte ihre Membrangängigkeit sowie ihre Wirksamkeit gegen Proteasomen im intrazellulären Milieu nachgewiesen werden. Intrazellulär führten sie zur Akkumulation proteasomaler Substrate. In der Immunfluoreszenz wurden unter Proteasominhibition perinukleäre Aggregate nachgewiesen, die ein morphologisches Korrelat für zellulären Stress sind. Bei Untersuchungen an vier verschiedenen Krebszelllinien (HeLa, DU145, HCT116 und A549) führten sie dosisabhängig zum Zelltod. Beide untersuchten Substanzen zeichneten sich jedoch durch eine schlechte Wasserlöslichkeit aus. Dieses Problem wurde durch eine chemische Modifikation gelöst, aus der die Verbindung BSc3635 hervorging, die einen wasserlöslichen Inhibitor mit verbesserter Zellgängigkeit darstellt. Somit ist BSc3635 für weitere Testungen in Richtung eines klinischen Einsatzes eine Alternative.

Proteasomes play an important role in protein turnover in living cells. Proteasome inhibitors play a role in basic research of the ubiquitin- proteasome system, in cancer treatment and potentially in anti-inflammatory therapy. In this work 28 chemical compounds were tested as proteasome inhibitors, two of which proved to be stable, reversible inhibitors. One compound could be chemically modified to improve water solubility. Different cultured cancer cells died under treatment with this compound. In conclusion, we present a new proteasome inhibitor that will now have to undergo further evaluation for its potential use in a clinical setting.