Regulierte Endozytose und postendozytotischer Transport von Somatostatin-Rezeptoren

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Schulz
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie ; Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5445388

Die Überexpression der fünf Somatostatin-Rezeptoren (sst1-sst5) ist die molekulare Basis für die Verwendung stabiler Somatostatin-Analoga wie Octreotid in der Diagnostik und Therapie neuroendokriner Tumore. Octreotid kann initial die Symptome der Hormonüberproduktion bei 90% der Patienten kontrollieren. Innerhalb eines Jahres kommt es jedoch bei 50% der Patienten zu einem Wirkungsverlust. Octreotid vermittelt seine Wirkungen vorwiegend über den sst2 Rezeptor. Mit Pasireotid (SOM230), Somatoprim (DG3173) und Dopastatin (BIM23A760) befinden sich derzeit mehrere Octreotid-Nachfolgesubstanzen in früher klinischer Anwendung bzw. fortgeschrittener klinischer Testung. Mit der Entwicklung dieser Substanzen ist die Hoffnung verbunden, dass sowohl octreotid-ähnliche Wirkungen am sst2 Rezeptor als auch zusätzliche Effekte über andere Somatostatin-Rezeptoren ausgelöst werden können. Neue Multi-Rezeptor-Somatostatin-Analoga sind primär anhand ihrer Bindungsprofile charakterisiert wurden. Deren Vermögen einzelne Somatostatin-Rezeptorsubtypen aktivieren zu können, ist bislang nicht systematisch untersucht wurden. In den Vorarbeiten zu diesem Projektantrag ist es uns gelungen, phosphostellen-spezifische Antikörper für den sst2 Rezeptor zu erzeugen. Mit Hilfe dieser Antikörper konnten wir überraschenderweise zeigen, dass Octreotid und Pasireotid distinkte Phosphorylierungssignaturen am sst2 Rezeptor induzieren, welche die Aktivierung funktionell unterschiedliche Signalwege zur Folge haben. Mit Hilfe phospho-spezifischer sst2 Antikörper konnten wir weiterhin Protein Phosphatase 1beta (PP1beta) als erste G Protein-gekoppelte Rezeptor Phosphatase identifizieren. Wir konnten auch zeigen, dass die PP1beta-vermittelte Dephosphorylierung des sst2 Rezeptors bereits an der Plasmamembran beginnt und eine wichtige Funktion bei der Desensibilisierung der Arrestin-abhängigen Signaltransduktion hat. Für den sst5 Rezeptor haben wir ebenfalls phospho-spezifische Antikörper generiert und konnten zeigen, dass dessen rasche Phosphorylierung und Dephosphorylierung durch die G Protein-gekoppelte Rezeptorkinase 2 (GRK2) bzw. Protein Phosphatase 1gamma (PP1gamma) vermittelt werden. Der sst3 Rezeptor ist eine weitere wichtige pharmakologische Zielstruktur neuer Pan-Somatostatin-Analoga. Im Unterschied zum sst2 und sst5 Rezeptor ist über die agonist-abhängige Regulation dieses Somatostatin-Rezeptorsubtyps bislang nur wenig bekannt. Ziel des vorliegenden Projektantrags ist es, 1) die molekularen Mechanismen und funktionellen Konsequenzen der unterschiedlichen Dephosphorylierung des sst2 und sst5 Rezeptors vergleichend zu analysieren, 2) die Mechanismen der Phosphorylierung und Internalisierung des sst3 Somatostatin-Rezeptors aufzuklären, 3) die pharmakologischen Zielstrukturen neuer Pan-Somatostatin-Analoga zu identifizieren und näher zu charakterisieren, und 4) die Funktion der Internalisierung für das diagnostische und therapeutische Somatostatin-Rezeptor-Targeting zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen