Bildgebende Darstellung der Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung
Immer mehr Menschen leiden an neurologischen und neurodegenerativen Erkrankungen, was in Europa hohe sozioökonomische Kosten verursacht. Vor allem angesichts des wachsenden älteren Bevölkerungsanteils mangelt es noch an geeigneten Therapien für diese schweren Erkrankungen. Die Forschung geht inzwischen davon aus, dass Rezeptoren auf der Zelloberfläche (G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, GPCR) die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer fördern, speziell die Amyloidkaskade und durch Amyloid-beta-Proteine vermittelte Toxizität bzw. neurologische Entzündung, die für Alzheimer typisch ist. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt FATOKUNEUFP7IIF2010 entwickelte Fluoreszenzsonden zur Darstellung und Quantifizierung der einzelnen GPCR und ihrer Liganden. Diese molekularen Methoden sollten dann für das Wirkstoff-Screening und die Analyse allosterischer Wechselwirkungen eingesetzt werden. Die Identifizierung von Liganden, die allosterische GPCR-Interaktionen auslösen, vereinfacht die Entwicklung neuroprotektiver Strategien. Untersucht wurden Adenosinrezeptoren, metabotrope Glutamatrezeptoren und GABAB-Rezeptor, da deren Modulation neurodegenerative Prozesse auslöst. So wurden mehrere Fluoreszenz-GPCR-Liganden generiert und an In-vitro-Zelllinien gescreent. Am Serotoninrezeptor 5-HT als Modellsystem wurden geeignete funktionelle Assays für Qualitätsanalysen an neun verschiedenen Fluoreszenzliganden entwickelt. Ein Ligand mit antagonistischen Eigenschaften für den 5-HT-Rezeptor wurde für bildgebende Methoden aufbereitet und soll künftig radioaktiv markierte Liganden in kompetitiven Bindungs-Assays ersetzen. Für die inhibitorischen GABAB-Rezeptoren wurde ein Fluoreszenzligand mit antagonistischen Eigenschaften identifiziert, der sich auch durch seine photophysikalischen Eigenschaften für bildgebende Anwendungen auszeichnet. Die Bindungskinetik dieser Liganden wurde mit dem Konfokalmikroskop untersucht. Das Projekt entwickelte molekulare Werkzeuge für physiologische und pharmakologische Analysen bei einer Reihe von Erkrankungen. Ferner eignen sie sich auch für kinetische Analysen von Wirkstoffen, die auf GPCR gerichtet sind, und könnten die unterschiedliche Wirkung von Medikamenten an ihren Zielrezeptoren erklären.
Schlüsselbegriffe
Neurodegeneration, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Fluoreszenzliganden, GABAB-Rezeptor
