Ein Tiermodell zum Studium von Class D L-Typ Ca 2+ Kanälen

Die Insulinfreisetzung wird in pankreatischen beta-Zellen durch den Einstrom von Ca2+ Ionen kontrolliert. Dieser Ca2+ Einstrom wird durch Membrandepolarisation initiiert, welche Ca2+-selektive Ionenporen in der Plasmamembran, sogenannte spannungsabhängige L-Typ Ca2+ Kanäle, öffnet. Solche Kanäle existieren auch in der Plasmamembran anderer elektrisch erregbarer Zellen, wie zum Beispiel in Muskelzellen der Gefäße oder des Herzens. Pharmaka, die solche Ca2+ Kanäle selektiv blockieren, werden als "Ca 2+ -Antagonisten" bezeichnet. In vivo blockieren Ca2+-Antagonisten vorwiegend Kanäle im kardiovaskulären System, wodurch sie sich für die Therapie des Bluthochdrucks und der Angina pectris eignen. Die Wirkung auf pankreatische beta-Zellen erfolgt erst in höheren Dosisbereichen, so daß bei Gabe von Ca2+ Antagonisten meist keine Inhibition der Insulinfreisetzung zu beobachten ist. Allerdings wäre es von großen therapeutischem Interesse selektive Modulatoren für L-Typ Ca2+ Kanäle in pankreatischen beta-Zellen zu entwickeln. Solche Pharmaka sollten sich für die Pharmakotherapie des Typ II (Glucose-abhängige Stimulation der Insulinfreisetzung) und des Frühstadiums des Typ I Diabetes (komplette Inhibition der Insulinfreisetzung) eignen. Pankreas-selektive Ca2+ Kanalmodulatoren stehen zur Zeit noch nicht zur Verfügung. Biochemische Analysen der letzten Jahre haben gezeigt, daß L-Typ Ca2+ Kanäle in pankreatischen beta-Zellen von einer anderen Kanlisoform gebildet werden (sog. Klasse D) als solche im kardiovaskulären System (sog. Klasse C). Wir haben daher die Hypothese aufgestellt, daß Klasse D-selektive Modulatoren die gewünschten Pankreas- selektiven Modulatoren darstellen. Zur Überprüfung dieser Hypothese wollen wir ein Tiermodell entwickeln, das verwendet werden kann, um das therapeutische Potential solcher Pharmaka in vivo zu testen. Durch Gen-Targeting Methoden werden wir die Aminosäurensequenz von Klasse C Kanälen so verändern, daß sie nicht mehr sensitiv gegenüber den bereits vorhandenen Ca2+ Kanalmodulatoren (aus der chemischen Klasse der Diyhodropyridine) sind. Damit werden diese Pharmaka in diesem Mäusemodell zu den gewünschten selektiven Modulatoren der Klasse D Kanäle. In in vivo und in vitro Studien kann damit mit Hilfe dieser selektiven pharmakologischen Werkzeuge in diesen Tieren die physiologische und pharmakologische Bedeutung dieser bisher kaum untersuchten Klasse D Ca2+ Kanäle mittels biochemischer, elektrophysiologischer und immunologischer Methoden genau analysiert werden. Begleitet werden diese Experimente von einer genauen biochemischen und funktionellen Analyse dieses Kanaltyps in verschiedenen Geweben von Säugern. Wir erwarten uns aus diesen Untersuchungen genaue Vorhersagen über die physiologische Relevanz dieser Kanäle und damit über den therapeutischen Nutzen von Klasse D selektiven Ca2+ Kanalmodulatoren.