Lipophile Prodrugs von Oligonucleotiden: Synthese, Eigenschaften und Konjugate für Zell-Targeting
Biologische und Biomimetische Chemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollten zwei innovative Aspekte zur Konzeption von Oligonucleotiden (ON) mit therapeutischem Potenzial untersucht werden. Erstens sollte die Synthese von ON-Prodrugs etabliert werden, also von lipophil derivatisierten Vorstufen der ON, die unter zellulären Bedingungen durch enzymatische Spaltung das parente ON freisetzen. Zweitens sollte ein zelluläres Targeting von ON (also eine Anreicherung in bestimmten Zelltypen) etabliert werden, um ihre mögliche therapeutische Anwendung zu verbessern. Bei der Synthese der ON-Prodrugs konnten einige wichtige Fortschritte erzielt werden, um diese Strukturen zukünftig mittels automatisierter Festphasen-gestützter ON- Synthese zugänglich zu machen. So konnten mehrere Teilschritte der automatisierten Synthese angepasst und verbessert werden. Allerdings hat sich die Basenlabilität der gewählten Prodrug-Struktur als nicht unerhebliche Hürde erwiesen. Daher bleibt eine Auswahl geeigneter Schutzgruppen für das Syntheseprotokoll schwierig, wobei hierzu nunmehr vielversprechende Ergebnisse mit einer Allyl/Alloc-Strategie erzielt werden konnten, die zukünftig weiter verfolgt werden soll. Für das zelluläre Targeting sollten ON mit Liganden der Estrogen-Rezeptoren (ER) verknüpft werden. Derartige ON-Konjugate sollten potenziell vielversprechend in der Therapie hormonabhängiger Brustkrebs-Arten sein, deren Zelltypen Estrogen-Rezeptoren überexprimieren. Es konnte eine synthetische "Toolbox" mit ER-Liganden erarbeitet werden, die sich für die Darstellung derartiger Konjugate eignen sollten. Die Bindung der entsprechenden ER-Liganden an die Rezeptoren konnte in vitro belegt werden. Die Synthese von ON-Konjugaten mit ER-Bindern wurde erfolgreich etabliert, wobei die ON-Komponente so gewählt wurde, dass sie die Expression eines antiapoptotischen Proteins in Krebszellen runterregulieren sollte. Mehrere ON-Konjugate dieser Art wurden synthetisiert und untersucht, wobei sich die Konjugation mit Derivaten des klinisch genutzten ER-Antagonisten Tamoxifen als besonders vielversprechend erwies. Ein ON-Tamoxifen-Konjugat dieses Typs zeigte in ausführlichen biologischen Studien in cellulo vielversprechende antiproliferative und proapoptotische Aktivitäten. Diese beruhten allerdings nicht, wie ursprünglich vermutet, auf einer verbesserten Zellaufnahme, sondern offensichtlich auf anderen zellulären Effekten, die zukünftig näher untersucht werden sollen. Insgesamt wurden mit diesem Forschungsvorhaben somit Beiträge zur innovativen Konzeption und Weiterentwicklung therapeutischer Oligonucleotide geleistet.
