Enzymstruktur-basierte Entwicklung von potenten und selektiven Inhibitoren der 17ß-Hydroxysteroid Dehydrogenase Typ 2 zur Behandlung der Osteoporose

• Antragsteller: Professor Dr. Jerzy Adamski; Professor Dr. Rolf Hartmann
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 183377712

Die Verringerung des Estradiolspiegels in alternden, postmenopausalen Frauen führt oft zu Osteoporose. Eine Estrogensubstitutionstherapie ist bei der Behandlung effizient, führt aber zu ernsthaften Nebenwirkungen. Ein vielversprechender Ansatz den Estradiolspiegel lokal in den Knochen zu erhöhen, sollte die Hemmung von 17βHSD2 sein, das in vivo Estradiol zu Estron deaktiviert. Potente und selektive Hemmstoffe dieses Enzyms sind erforderlich, um die Validität dieses Konzepts zu beweisen. Ausgehend von mittelmäßig aktiven 17βHSD2 Inhibitoren (identifiziert in Vorarbeiten oder durch Virtual-Screening) wird ein strukturbasiertes rationales Drug Design zur Entwicklung hochaktiver Hemmstoffe eingesetzt. Zur Beschleunigung dieses Prozesses werden ein existierendes Homologiemodell optimiert, ein Pharmakophormodell entwickelt und Mutagenese-Experimente zur Überprüfung der Protein-Ligand-Wechselwirkungen durchgeführt. Die primäre Testung erfolgt mit nativem 17βHSD1 und 2 sowie anderen homologen rekombinanten 17βHSDs zur Überprüfung der Spezifität der Leitverbindung. Die Selektivitätstestung beinhaltet auch Estrogenrezeptor α und β Kompetitions-Assays. Da die Inhibitoren in vivo anwendbar sein sollten, werden sie auch auf Aktivität in intakten Zellen (MDA-MB- 231) evaluiert. Weitere ausgewählte Zelllinien werden mit den besten Verbindungen inkubiert und Veränderungen in ihrem metabolomischen Profil werden auf Off- Targets überprüft. Schließlich werden auch pharmakokinetische in vitro Parameter, wie orale Verfügbarkeit, metabolische Stabilität und Drug-Drug-Interaktion bestimmt. Zur Überprüfung der Brauchbarkeit des Konzepts, werden die besten Verbindungen in zwei ex vivo funktionalen Assays evaluiert. Dabei wird die Fähigkeit Knochenbildung zu induzieren (osteoblastisches Modell) sowie die Osteoklastogenese zu hemmen (osteoklastisches Modell) überprüft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen