Caspase-6 Inhibitoren als Therapeutika bei Chorea Huntigton

Die Huntington`sche Krankheit (HD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch fortschreitende motorischen und psychiatrischen Störungen sowie abnehmendem Wahrnehmungsvermögen gekennzeichnet ist, und üblicherweise nach 15-20 Jahren zum Tod führt. Die Erkrankung wird durch einen verlängerten Polyglutamintrakt im Huntingtin-Protein (htt) verursacht. Die für HD charakteristische Neurodegeneration tritt in den Hirnregionen des Kortex und Striatum auf, und bis heute gibt es keine wirksame Therapie, um diesen Prozess aufzuhalten. Vorangegangene Studien zeigten, dass die Spaltung von htt ein entscheidender Faktor in der Pathogenese von HD ist. Fragmente von mutiertem htt sind für lebende Zellen toxisch und sammeln sich sowohl in Neuronen von HD Patienten als auch in Tiermodellen der Krankheit an. Bemerkenswert ist, dass htt Fragmente vor dem Einsetzen klinischer Symptome entstehen, was darauf hindeutet, dass die Spaltung von htt ein frühes, kausales Ereignis in der Pathogenese von HD darstellt. Das Labor von Prof. Hayden hat ein transgenes Mausmodell für HD entwickelt, welches das gesamte menschliche htt Protein exprimiert. Diese Mäuse rekapitulieren viele Charakteristika der menschlichen Erkrankung einschließlich kognitiver Defekte, motorischer Störungen und Neurodegeneration. Vor kurzem wurde gezeigt, dass Mäuse normale Funktion der Neuronen beibehalten und keine HD-ähnlichen Symptome entwickeln, wenn sie mutiertes htt exprimieren, das resistent gegen die Spaltung durch Caspase-6 ist. Daher stellt die Inhibition der htt- Spaltung einen viel versprechenden Ansatz zur Entwicklung neuer Therapeutika dar. Das vorgeschlagene Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung und Durchführung eines Screeningverfahrens, das solche Spaltungs-Inhibitoren identifiziert. Hierbei wird ein Peptid, welches die Caspase-6 Schnittstelle des Huntingtin-Proteins enthält, mit Caspase-6 und chemischen Substanzen inkubiert, und die Spaltung des Peptids wird durch die Erzeugung eines Lumineszenz-Signals detektiert werden. Ein solches System kann dazu verwendet werden, große Substanzbibliotheken nach potentiellen Inhibitoren zu durchsuchen und der Einfluss der Substanzen auf das Spaltungsereignis kann direkt beobachtet werden. Substanzen, welche die htt-Spaltung inhibieren, werden anschließend in Zellkultur- und Mausmodellen weiter getestet werden, um detaillierte Informationen über ihre Zellpermeabilität, potentielle Toxizität, pharmakologischen Eigenschaften und ihre Effizienz in einer zellulären Umgebung zu evaluieren. Schlussendlich können wirksame Substanzen mit einem gut definierten Wirkmechanismus in klinischen Studien eingesetzt werden. Zusätzlich können die identifizierten Substanzen auch auf ihre Fähigkeit hin getestet werden, die abnorme Caspase-Spaltung des Amyloid-Precursor-Proteins zu verhindern, die vor kurzem mit der Alzheimer`schen Krankheit in Verbindung gebracht wurde. Dies liefert eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Ergebnisse dieser Studie.