Molecular basis for the modulation of resistance to chemotherapeutic agents

Die Entwicklung unspezifischer Resistenzmechanismen stellt zunehmend ein Problem sowohl i in der Therapie bakterieller Infektionen als auch in der Tumortherapie dar. Auf zellulärer Ebene konnten nun einige der Ursachen, die zur Ausbildung von Multiresistenzen führen, identifiziert und auch bereits teilweise näher charakterisiert werden. In der Tumortherapie wird die Ausbildung einer Multidrug-Resistenz (MDR) vielfach durch die Überexpression eines Membranproteins aus der Reihe der ABC-Transporter (P-Glykoprotein, PGP) verursacht, das in der Lage ist, die Zytostatika aus der Tumorzelle hinauszutransportieren, bevor sie ihre Wirkung entfalten können. Ähnliche Transportproteine wurden kürzlich auch in multiantibiotika-resistenten Bakterienstämmen gefunden. In den letzten Jahren wurden nun in der Literatur einigen Verbindungen beschrieben, die in der Lage sind, diesen Transportprozeß zu hemmen und somit die Sensitivität der an sich resistenten Tumorzellen gegen Zytostatika wieder zu erhöhen. Zu diesen Modulatoren zählen z.B. Verapamil, Chinidin, Amiodaron, Tamoxifen oder auch Cyclosporin A. In unserer Arbeitsgruppe wurde kürzlich eine Reihe von Propafenon-Derivaten als hochaktive MDR-Modulatoren identifiziert. Über den Angriffspunkt all dieser Verbindungen am P-GlYkoprotein liegen zur Zeit keine Informationen vor. Das Ziel des vorliegenden Projektes besteht nun darin, durch gezielte strukturelle Veränderung unserer Leitsubstanz Propafenon präzise Aussagen über die für eine gute Hemmwirkung an PGP essentiellen strukturellen Merkmale zu erlangen. Gleichzeitig soll versucht werden, radioaktiv markierte Propafenon-Analoga zu synthetisieren, die photochemisch aktivierbar sind und kovalent an PGP binden, wobei die Bindung bevorzugt an jene Aminosäuren erfolgen sollte, die an der Interaktion mit dem Molekül beteiligt sind. Nach gelelektophoretischer Isolierung und Zerkleinerung des Proteins müßte eine Identifizierung der mit Modulator kovalent gelabelten Aminosäuren massenspektrometrisch möglich sein. Letztendlich sollen alle im Rahmen dieses Projektes erhaltenen Informationen es uns ermöglichen, ein Modell der Bindungsstelle am P-Glykoprotein zu entwickeln, das in weiterer Folge als Grundlage zum Design hochaktiver Modulatoren der Multidrugresistenz dienen kann.