Please activate JavaScript!
Please install Adobe Flash Player, click here for download

2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

86 Ausgangssituation Die Rezeptoren des angeborenen Immunsystems erkennen konservierte molekulare Muster infektiöser Erreger, aber auch isolierte chemische Strukturen (PAMPs, pathogen-associated molecular patterns) und werden Pattern-Recognition-Rezepto- ren (PRRs) genannt [1]. Unter den PRRs stellen die Toll-like-Re- zeptoren (TLRs) die größte und bekannteste Familie dar. Eine Stimulation der TLRs führt über die Aktivierung verschiedener Signalkaskaden und Transkriptionsfaktoren zur Produktion proinfl ammatorischer Zytokine und spielt damit eine bedeu- tende Rolle bei der Entstehung von pathologischen Prozessen in akuten und chronischen Entzündungskrankheiten des Men- schen [2]. Daher sind Agonisten und Antagonisten von TLRs ein neuer therapeutischer Ansatz für die Immuntherapie über Immun- modulatoren. Agonisten stimulieren das angeborene Immun- system und werden häufi g als Wirkstoffadjuvanzien einge- setzt, während Antagonisten Entzündungsprozesse hemmen [3]. Das mögliche Indikationsspektrum reicht von Allergien, In- fektionen und Tumoren bis hin zu Autoimmunerkrankungen. Ziel eines internationalen Projekts am IGB ist die Suche nach neuen TLR-Antagonisten/Agonisten, um Entzündungsreaktio- nen und Allergien therapieren zu können. Molekulare Simulation zum Screening nach Wirkstoffkandidaten Herkömmlicherweise wird mittels High-Throughput-Scree- nings (HTS) nach TLR-Antagonisten/Agonisten gesucht. Die- ser Prozess ist jedoch sehr langwierig und kostspielig. Durch computergestützte Simulationen kann unser Kooperations- partner, das Institute for Drug Research der Hebräischen Universität Jerusalem, die Dauer und Kosten des Screening- Prozesses enorm reduzieren. Über die Bereitstellung von 3D- Bindungsmodellen der entsprechenden Rezeptoren wird der Prozess zusätzlich vereinfacht. Die eingesetzte Software bein- haltet eine große Bandbreite an Funktionen wie die Integra- tion von molekularen Eigenschaften, statistischer Evaluation und Forschungsalgorithmen. Überprüfung der TLR-modulierenden Wirkung im Reportergen-Assay Die über die Simulationen vorhergesagte Substanzbibliothek für spezifi sche TLR-Agonisten / Antagonisten wird synthetisiert und in einem am Fraunhofer IGB etablierten und patentierten zellbasierten Testsystem validiert [4, 5]. Dieses Testsystem er- möglicht die Detektion und Differenzierung von PRR-modulie- renden Substanzen über einen einfachen Reportergen-Assay und kann auch nach GLP (Good Laboratory Practice) durchge- führt werden. Für die Etablierung des Assays wurde der ent- sprechende humane PRR-Rezeptor in die NIH3T3-Fibroblas- ten-Zelllinie, welche TLRs natürlicherweise kaum nachweisbar exprimiert, stabil eingebracht. Zusätzlich wurde in diese Zellen ein Reportergen, welches durch die PRR-Aktivität induziert wird, stabil integriert. Die Induktion des Rezeptors durch einen spezifi schen Liganden führt zur Aktivierung des Transkripti- onsfaktors NF-κB. Dies wiederum induziert die Expression des Reportergens, z.B. einer sekretierten, alkalischen Phosphatase (SEAP) (Abb. 2) [4, 5]. Über die Expression des Reportergens kann der Einfl uss von Substanzen (Antagonisten sowie Agonisten) auf die Aktivität des Rezeptors direkt und quantitativ nachgewiesen werden. Der PRR-spezifi sche zellbasierte Assay ist damit ein schnelles PHARMAZIE AUF DER SUCHE NACH NEUEN IMMUNMODULATOREN Angela Mattes B. Sc., Dr. rer. nat. Anke Burger-Kentischer 21 CpG ODN potenzieller Antagonist TLR9 SEAP Nukleus Endosom TNF-α MIF NO IFN-β IL1.6, 10, 12 Phosphatase-Aktivität Expression MyD 88 IRAK TRAF6 IKK NF-κB NF-κB-Aktivierung

Übersicht