Etablierung und Anwendung unterschiedlicher kolorimetrischer Detektionsmethoden zur Aktivitätsbestimmung von Modulatoren der ABC-Transporter ABCB1, ABCC1 und ABCG2

Abstract

Die Überexpression von ABC-Transportproteinen in Krebszellen führt zu Resistenzen gegenüber einem großen Spektrum antineoplastischer Substanzen. ABCB1, ABCC1 und ABCG2 sind die wichtigsten Vertreter, welche zu dieser sogenannten Multidrug Resistenz führen, was ein Versagen von Chemotherapien zur Folge hat. In dieser Arbeit wurden in unterschiedlichen Projekten bekannte und neue Modulatoren der ABC-Transportproteine ABCB1, ABCC1 und ABCG2 mit kolorimetrischen Messmethoden charakterisiert. Im ersten Projekt wurden die Substanzklassen der Pyrrolo- und Indolopyrimidine näher untersucht. Die Hemmwirkung dieser Verbindungen gegenüber ABCC1 wurde unter Verwendung des neu etablierten Daunorubicin Akkumulationsassays bestimmt, wodurch potente und selektive Inhibitoren entdeckt werden konnten. Niedermolekulare Pyrrolopyrimidine und einige Purinderivate hatten überdies einen stimulierenden Effekt auf den ABCC1-vermittelten Daunorubicin Transport. Überdies wurden innerhalb der Substanzklassen der Pyrrolo- und Indolopyrimidine Dualinhibitoren von ABCB1/ABCC1 bzw. ABCG2/ABCC1, aber auch hochpotente ABCB1/ABCC1/ABCG2 Dreifachinhibitoren entdeckt. Im zweiten Projekt wurden die zwei bereits erfolgreich als ABCG2 Inhibitoren angewandten Substanzklassen der Chinazoline und Chalkone zu heterodimeren Chinazolin-Chalkonen vereint und detailliert analysiert. Die potenteste Verbindung zeigte eine etwa 25-fach höhere Hemmwirkung gegenüber ABCG2 im Vergleich zu den Einzelverbindungen. Das dritte Projekt konzentrierte sich auf Untersuchungen zu stimulierenden und inhibierenden Effekten auf die ABCC1 und ABCG2 ATPasen. Zunächst wurde der Einfluss intrinsischer ABCC1 Substrate, insbesondere oxidiertem Glutathion (GSSG), auf die Stimulation der ABCC1 ATPase durch ABCC1 Modulatoren bestimmt. Ein synergistischer Effekt konnte für eine Vielzahl dieser Verbindungen gezeigt werden. Des Weiteren wurde der Effekt von ABCG2 Inhibitoren auf die ABCG2 ATPase untersucht. Im Falle der Tetrahydro-ß-carboline wurde der inhibierende Effekt auf die basale sowie die Quercetin-stimulierte ABCG2 ATPase-Aktivität analysiert. Im Gegensatz dazu stand der aktivierende Effekt von Acryloylphenylcarboxylaten auf die ABCG2 ATPase im Fokus, welcher in der Anzahl und Position bestimmter Methoxygruppen begründet war. Nach erfolgreicher Etablierung des für diese Untersuchungen verwendeten Natriumorthovanadat-sensitiven ATPase Assays wurde dieser durch Verwendung einer 96er Mikrotiterplatte optimiert. Nicht im Zusammenhang mit ABC Transportern stehende Detektionsmittel für anorganisches Phosphat wurden analysiert. Die anschließende Etablierung der Phophatdetektion mit Chinaldin Rot wurde erfolgreich mit ABCC1- und ABCG2-enthaltenen Membranpräparationen durchgeführt und verifiziert.