Medizinische Chemie G-Protein-gekoppelter P2Y- und verwandter Waisen-Rezeptoren

Abstract

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) weisen eine große therapeutische Relevanz auf. Unter ihnen existieren auch sogenannte Waisen-Rezeptoren, deren endogener Ligand noch unbekannt ist. Im Hinblick auf die Entwicklung neuartiger Arzneistoffe wird diesen Rezeptoren ein besonders großes Potential zugeschrieben. Im Fokus dieser Arbeit standen vier phylogenetisch verwandte GPCRs, die der Rhodopsin-Gruppe angehören: der P2Y₂-Rezeptor aus der Klasse der purinergen Rezeptoren und die drei Waisen-Rezeptoren GPR17, GPR35 und GPR84. Für diese wurden potente und selektive Liganden entwickelt.<br /> Aufgrund der (patho)physiologischen Funktionen des <b>P2Y₂-Rezeptors</b> besitzen Antagonisten für diesen Rezeptor ein großes Potential zur Behandlung verschiedener Krankheiten. Jedoch sind derzeit kaum potente und selektive P2Y₂-Rezeptor-Antagonisten in der Literatur beschrieben. Im Rahmen dieser Arbeit konnten 4-(Benzamido)benzensulfonsäurephenylester als <strong>Antagonisten mit IC₅₀-Werten im niedrigen mikromolaren Bereich</strong> dargestellt werden. Sie waren selektiv sowohl gegenüber anderen P2Y-Rezeptorsubtypen als auch gegenüber Enzymen des purinergen Signaltransduktionswegs. <br /> Über die (patho)physiologische Rolle des proinflammatorischen <strong>Waisen-Rezeptors GPR84</strong> ist nur wenig bekannt. Um seine Funktion besser untersuchen zu können, fehlen jedoch potente und selektive Antagonisten. Pranlukast (8-(4-(4-Phenylbutoxy)benzamido)-2-tetrazolylchromen-4-on), ein Antagonist des CysLT₁-Rezeptors, inhibierte in einem internen Screening diesen Rezeptor im niedrigen mikromolaren Bereich. Wir haben daher Pranlukast als Leitstruktur für die Entwicklung potenter und selektiver GPR84-Antagonisten gewählt. Es wurde eine <strong>Bibliothek von über 80 Chromen-4-on-2-carbonsäure-Derivaten synthetisiert</strong>. Mithilfe von HPLC-MS-Untersuchungen konnte die hydrolytische Stabilität dieser Verbindungsklasse über einen weiten pH-Bereich gezeigt werden. In funktionellen cAMP-Akkumulationsexperimenten konnten Chromen-4-on-2-carbonsäure-Derivate als <strong>potente Antagonisten am humanen GPR84 mit IC₅₀-Werten im nanomolaren Bereich</strong> identifiziert werden. Wir konnten damit die ersten in der Literatur beschriebenen GPR84-Antagonisten entwickeln.<br /> Im dritten Teilprojekt dieser Arbeit stand der <strong>Waisen-Rezeptor GPR35</strong> im Mittelpunkt, über dessen (patho)physiologische Funktionen bisher noch wenig bekannt ist, auch weil bisher kaum hoch-potente und selektive GPR35-Agonisten existieren. In β-Arrestin-Rekrutierungsexperimenten wurde die Verbindung 8-Nitro-4-oxo-4<i>H</i>-chromen-2-carbonsäure als GPR35-Agonist mit moderater Wirksamkeit identifiziert. Sukzessive Optimierung dieser Struktur führte zur Verbindung 6-Brom-8-(4-methoxybenzamido)-4-oxo-4<i>H</i>-chromen-2-carbonsäure (<b>PSB-13253</b>), die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung <b>den potentesten Agonisten am humanen GPR35</b> darstellte (EC₅₀ = 12,1 nM). Durch Tritiierung dieser Verbindung konnten wir den <b>ersten in der Literatur beschriebenen GPR35-Radioliganden</b> darstellen. Basierend auf den Ergebnissen der durchgeführten Radioligand-Bindungsstudien konnten neue Fluor-substituierte PSB-13253-Derivate entwickelt werden. Die Verbindung 6-Chlor-8-(2-fluor-4-methoxybenzamido)-4-oxo-4<i>H</i>-chromen-2-carbonsäure gehört mit einem EC₅₀-Wert von 6,06 nM und einem K_i-Wert von 1,92 nM zu <b>den potentesten und affinsten in der Literatur beschriebenen GPR35-Liganden</b>. Die entwickelten <b>GPR35-Agonisten sind selektiv</b> gegenüber dem nah verwandten humanen GPR55 und den humanen Rezeptoren GPR17 und GPR84. Die hoch-potenten GPR35-Agonisten sowie der neue Radioligand stellen wertvolle pharmakologische Werkzeuge zur weiteren Erforschung des GPR35 dar.