Charakterisierung von Adenosin-A_2B-Rezeptor-Agonisten und Adenosin-Rezeptor-Heterodimeren

Abstract

Adenosinrezeptoren gehören zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und sind aufgrund ihrer ubiquitären Verbreitung im Körper vielversprechende Targets für die Entwicklung neuer Arzneistoffe. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit stand der A_2B-Adenosinrezeptor-Subtyp, der eine große Rolle bei verschiedenen Krankheiten wie Krebs und inflammatorischen Erkrankungen spielt. Zur Etablierung eines Agonist-A_2B-Rezeptor-Bindungsassays wurde der Agonist-Radioligand [³H]NECA hinsichtlich seiner Interaktionen mit rekombinanten humanen, Maus- und Ratten-A_2B-Rezeptoren in Kinetik-, Sättigungs- und homologen sowie heterologen Kompetitionsexperimenten untersucht. In Kompetitionsexperimenten zeigte sich, dass Agonisten wie NECA die für Agonisten hochaffine Rezeptorkonformation des A_2B-Rezeptors markieren, während inverse Agonisten wie PSB-603, und interessanterweise auch der A_2B-Agonist BAY60-6583, eine andere Rezeptorkonformation bevorzugen, zu der Adenosin-Derivate (Vollagonisten) nur eine relativ niedrige Affinität besitzen. Der potente und selektive A_2B-Rezeptor-Agonist BAY60-6583 wurde bisher in vielen Tierversuchen verwendet und scheint insbesondere in Bezug auf Lungenerkrankungen antiinflammatorische Effekte hervorzurufen. Dies steht im deutlichen Widerspruch zu den nach einer Aktivierung des A_2B-Rezeptors hauptsächlich beschriebenen proinflammatorischen Effekten in der Lunge. Da in Bindungsstudien erste Hinweise gefunden wurden, dass BAY60-6583 möglicherweise nicht als Vollagonist an A_2B-Rezeptoren wirkt, wurde eine weiterführende funktionelle <i>In-vitro</i>-Charakterisierung dieser Verbindung an verschiedenen A_2B-Rezeptor exprimierenden Zelllinien durchgeführt. Dabei zeigte BAY60-6583 eine signifikant geringere intrinsische Aktivität im Vergleich zu dem endogenen Agonisten Adenosin und dem Agonisten NECA und konnte eindeutig als Partial-Agonist an A_2B-Rezeptoren charakterisiert werden. Alle Ergebnisse unter Verwendung von BAY60-6583 als A_2B-Agonist müssen somit neu interpretiert werden. Adenosin A_2A- und A_2B-Rezeptoren werden in vielen Zelltypen und in verschiedenen Geweben koexprimiert, sodass eine Heterodimerisierung in nativen Zellsystemen möglich erscheint. Mit pharmakologischen Untersuchungen an rekombinanten, stabil transfizierten CHO-hA_2A-hA_2B-Zellen sowie mit Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer-Studien (FRET) und Bimolekularen-Fluoreszenz-Komplementationsexperimenten (BiFC) an transient transfizierten CHO-K1-Zellen konnte eine Heterodimerisierung von A_2A- und A_2B-Rezeptoren bestätigt werden. Der C-Terminus des A_2A-Rezeptors ist nicht zwingend an der Heterodimerisierung beteiligt, da in FRET-Experimenten mit einer A_2A-Rezeptor-Mutante (1-293R) in Kombination mit dem A_2B-Rezeptor ein Energieübertrag gemessen werden konnte.