Die nächste Generation modifizierter Nucleosidtriphosphate: Phosphorylierte Tools zum intrazellulären Markieren von Proteinen

• Antragsteller: Professor Dr. Chris Meier
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426328168

Um zuverlässig potentielle Therapeutika zu identifizieren, benötigt die Wirkstoffforschung Assay-Technologie, der es gelingt, den physiologisch oder pathophysiologisch relevanten Kontext von humanen Zellen abzubilden und messbar zu machen. Vorhandene Produkte sind oft auf in vitro Anwendungen beschränkt oder setzen auf die Überexpression von zu untersuchenden Zielmolekülen in heterologen Zelltypen. Diese Herangehensweise führt immer wieder zum Scheitern von Wirkstoffkandidaten in späteren klinischen Phasen der Entwicklung.Dieses Vorhaben hat zum Ziel, verlässliche, sensible und genaue Assay-Technologie zu entwickeln, um zelluläre, Nucleosidtriphosphat-abhängige Schlüsselmechanismen der Signaltransduktion zu untersuchen (G-Protein gekoppelte Rezeptoren, Proteinkinasen). Diese sind sowohl für die biologische und klinische Grundlagenforschung zum Verständnis von Krankheitsmechanismen, wie beispielsweise der Krebsentstehung auf zellulärer Ebene, als auch für die industrielle Wirkstoffentwicklung von höchster Bedeutung. Bedürfnisse auf Anwenderseite fordern Formate, die den physiologischen Kontext realitätsnah abbilden und zudem bisher eingesetzten Radioisotope durch nicht-radioaktive Markerstrategien ersetzen.In unserem Konsortium wird umfangreiche Expertise in der Generierung zellpermeabler, modifizierter Nucleosidtriphosphate (TriPPPro-Technologie) mit umfassender Erfahrung bei der Etablierung zellbasierter Assays für das High-Throughput-Screening und Verwendung von humanen induzierten pluripotenten Stammzellen in der Wirkstoffforschung zusammengeführt. Zudem verbinden wir aktuelle Screeningtechnologie, umfangreiche Substanzbibliotheken mit mehreren 100.000 Verbindungen und extensive Erfahrung und Know-How einer der weltweit führenden Unternehmen, das die pharmazeutische Industrie mit Assaytechnologie beliefert und regelmäßig und sehr erfolgreich Technologie aus gemeinschaftlichen akademischen Projekten zur Marktreife führt.In diesem Vorhaben sollen gamma-Phosphat-Modifikationen in neuartigen Nucleosidtriphosphat-Derivaten, welche der kovalenten Markierung von Schlüssel-Targets dienen, mit einer bioreversiblen Maskierung kombiniert werden, die das Molekül membrangängig macht. Der Erfolg dieser innovativen Verbindungen in zellbasierten Assayformaten wird mit besonderem Fokus auf G-Protein- und Proteinkinase-Funktionalitäten und insbesondere in relevanten Modellen wie hiPS-Kardiomyozyten erprobt. Schließlich wird auf diese Weise eine neuartige Assaytechnologie entwickelt, validiert und bereitgestellt, die sowohl die Beantwortung dringlicher Fragen in der Grundlagenforschung als auch die Entwicklung von Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie entscheidend voranbringen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: PerkinElmer Inc.
• Kooperationspartner: Professor Dr. Gerd Geißlinger; Dr. Ole Pless