Synthese und antivirale Wirkung von Pro-Nucleotiden antiviral aktiver Nucleosid-Analoga auf der Basis von cycloSal-Phosphattriestern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Eine verbesserte antivirale Wirkung von Nucleosid-Analoga ist durch die intrazelluläre Freisetzung des Monophosphates aus fipophilen Prodrugs (Pro-Nucleotiden) möglich. Im durchgeführten Forschungsprojekt wurden verschiedene cyc/oSaligenyl (cyc/oSal)-Pro-Nucleotide, die vom Nucleosid-Analogon Bromvinyldesoxyuridin (BVDU) abstammen, hinsichtlich ihrer antiviralen Wirkung gegen Thymidinkinasepositive (TK*) und TK-defiziente (TIC) Herpes-simplex-Virus-Typ 1 (HSV-l)-Stämme sowie gegen HSV-2, Varizella-Zoster-Virus (VZV), Humanes Zytomegalievirus (HCMV) und das Epstein-Barr-Virus (EBV) getestet. Zusätzlich wurde die antivirale Wirkung der cyc/oSal-Derivate von Aciclovir (ACV) und BVDU gegen Orthopoxviren untersucht. Als Methoden für die anti-HSV-Untersuchungen dienten der Tetrazoliumreduktionstest auf XTT-Basis (WST-1) sowie der Plaquehemmtest bei VZV, HCMV und Pockenviren. Die Prüfung der antiviralen Wirkung gegen EBV erfolgte mittels eines EBV-DNA-Hybridisierungs-Vertahrens bzw. einer LightCycler-Real-time-PCR. Die getesteten cyc/oSal-BVDU-Monophosphate erreichten eine hohe antivirale Aktivität gegen HSV-1-TK* und erwiesen sich als extrem wirksam gegen VZV. Im Gegensatz zur Ausgangssubstanz BVDU kam es auch bei einigen cyc/oSai-BVDUMonophosphat- Derivaten zu einer deutlichen Hemmung der EBV-DNA-Synthese. Zudem erwiesen sich einige cyc/oSal-Derivate von BVDU und Aciclovir auch als selektive Inhibitoren der Orthopoxvirus-Replikation. Das cyc/oSal-Konzept wurde erweitert und chemisch-synthetisch erfolgreich auf die Nucleosid-Phosphonat-Analoga Adefovir und Cidofbvir angewandt. Ihre antivirale Aktivität war aber schwächer als die der Ausgangsverbindungen. Im tierexperimentellen Teil konnte eine deutliche antiherpetische Wirkung der cyc/oSal-Derivate von ACV und BVDU festgestellt werden. Wie bereits im vorangegangenen DFG-Projekt nachgewiesen werden konnte, besteht ein Vorteil der Aciclovir-Monophosphat-Derivate im Gegensatz zu Aciclovir in der Erhaltung der antiviralen Wirkung auch bei TK" (Aciclovir-resistenten)-HSV-l-Stämmen. Dies ließ sich im Tiermodell bestätigen. Somit konnte das Pro-Nucleotid-Konzept der selektiven Freisetzung von cyclischen und acyclischen Nucleotiden sowie von Pro-Nucleotiden der Phosphonat-Analoga in In v/frü-Experimenten und auch in In wVo-Experimenten bestätigt werden. Es zeigte sich, dass die cyc/oSal-Derivatisierung zu einer Wirksamkeitssteigerung führt und die Umwandlung des anti-EBV-inaktiven BVDUs in eine bioaktive Verbindung ermöglichte. Die Ergebnisse des vorliegenden Forschungsprojektes sind als wissenschaftliche Basis für eine verbesserte antivirale Therapie von Herpesvirus- und EBVInfektionen bei immunsupprimierten Patienten anzusehen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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- Meier C, Ducho C, Jessen H, Balzarini J (2005) Esterase-cleavabie cyctoSalpronucleotides - the trapping concept. Coll Cech Chem Commun (Symp Series) 7: 105-114.
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