Wege zu einer Entwicklung von praxistauglichen Katechol-Wirkstoffen
Die Glucuronidation, einer der wichtigsten Reinigungsmechanismen in unserem Körper, ist eine chemische Reaktion, bei der sich eine wasserlösliche Substanz im Körper mit einem Schadstoff verbindet und diesen aus dem Körper entfernt. Da die meisten chemischen Reaktionen im Körper reversibel sind, können sich diejenigen schädlichen Bestandteile, die normalerweise für die Beseitigung aus dem Körper zu inaktiven Molekülen gebunden würden, frei bewegen und dabei möglicherweise Körperzellen schädigen. Die Glucuronidation ist an der Konkurrenz um die Konjugation von Katecholderivaten beteiligt, bei der die Teilnehmer Expressionssysteme für die meisten geklonten menschlichen und hoch spezialisierten Enzyme haben. Mit Hilfe der Biochemie und der Biotechnologie wurde in diesem Projekt eine vollständige Studie der beiden wichtigsten metabolisch maßgeblichen Zellen erstellt, um so ihre katalytische Wirkung im Katechol-Glucuronidationsprozess zu bestimmen. Zunächst wurden die Chinese-Hamster-Lungenzellen erzeugt und unter Verwendung von Antibiotika zur Auswahl der Klone die Transfektion der Zellen ausgelöst, was zu einer erhöhten Produktion von katalytisch aktiven Proteinen führte. Diese Proteine sind in der Glucuronidation von toxischen Substanzen wie z.B. Karzinogenen und Pestiziden sowie nichtsteroidalen Antiphlogistika enthalten. Durch Messung der kinetischen Aktivität wurde die Menge der produzierten Proteine ermittelt und die Expression der rekombinanten Enzyme beobachtet. Die produktivsten und stabilsten Klone wurden ausgewählt, eingelagert und zur Untersuchung der In-vitro-Glucuronidation von Katecholen aufbereitet. Da sich die Expression im zeitlichen Verlauf als stabil erwies, entstanden kontinuierlich rekombinante Enzyme. Diese können außerdem zur Beurteilung der Bioverfügbarkeit, des Medikamentenmetabolismus und der Toxizität von Medikamenten und Chemikalien sowie der Wechselwirkungen zwischen Medikamenten verwendet werden. Überdies kann die Expression zur Untersuchung der Struktur und Funktion dieser Membranproteine herangezogen werden. Die Fähigkeit von Katecholen zur Induktion der spezifischen Enzyme wird an menschlichen Hepatozyten und in vivo an Ratten untersucht. Die sich die metabolischen Raten und die möglichen Wechselwirkungen von Katecholbestandteilen von der Synthese prognostizieren lassen, kann die Expression zur Auswertung der Wirksamkeit und Sicherheit möglicher Katecholmedikamente herangezogen werden. Damit beginnt eine neue Ära auf dem Gebiet der Medikamentenforschung und entwicklung.
