Weiterentwicklung des epigenetischen AML Wirkstoffs cAzadC für die biologische und analytische Anwendung

Pleintinger, Corinna (2024): Weiterentwicklung des epigenetischen AML Wirkstoffs cAzadC für die biologische und analytische Anwendung. Dissertation, LMU München: Fakultät für Chemie und Pharmazie

Abstract

Leukämien zählen zu den am schwierigsten zu behandelnden Krebsarten, da diese nicht wie solide Tumore lokalisiert auftreten und nicht chirurgisch entfernt werden können, sondern das gesamte blutbildende System betreffen. Die Vielzahl der molekularen Mechanismen und das hohe Alter der Patienten erschwert zusätzlich die gezielte Behandlung dieser Krankheit. Ein vielversprechender Ansatz besteht in der Therapie mit hypomethylierenden Wirkstoffen (HMA) Decitabin und AraC, deren Einsatz jedoch auf Grund der hohen Instabilität und damit verbundenen Toxizität stark limitiert ist. Übermäßige DNA-Methylierung, durch welche die Genexpression gezielt unterbunden wird, kann durch Inhibieren der Methyltransferasen reduziert werden. Dadurch reaktivierte Tumorsuppressorgene und der entstehende DNA-Schaden sorgen zusammen für ein selektives Absterben der Krebszelle. Die neu entwickelte Substanz cAzadC ist, wie die beiden Wirkstoffe Azacytidin und Decitabin auch ein Nukleosid-Analoga. Die minimale Veränderung durch den Austausch des Riboserings durch einen Cyclopentan-Ring führt dabei zu einer 60-fach erhöhten Stabilität gegenüber hydrolytischem Zerfall, während durch die 5-Aza-Base ein analoger Wirkmechanismus möglich ist. Im Rahmen dieser Dissertation wurde deshalb das chemische und biochemische Verhalten dieses carbacyclischen Analogons untersucht. Zunächst wurden die Reaktionsbedingungen der Synthese von cAzadC untersucht und variiert, wodurch eine Verbesserung der Gesamtausbeute von 11 % auf 15 % erzielt werden konnte. Der hypomethylierende Effekt von cAzadC konnte daraufhin in 14 verschiedenen Zelllinien gezeigt und die antitumorale Wirkung in PDX-Studien in vivo bestätigt werden. Es wurden sieben verschiedene Prodrug-Derivate synthetisiert, um eine verbesserte Aufnahme ins Zellinnere zu erreichen und zu untersuchen, ob damit auch eine Steigerung der Aktivität einhergeht. Um anschließend den Einbau von cAzadC in die DNA genau zu quantifizieren, wurden weitere Derivate mit schweren Isotopen für die Verwendung als interner Massenstandard zur anschließenden Analyse mittels hochaufgelöster Massenspektrometrie synthetisiert. Darüber hinaus wurde begonnen durch gezielte Derivatisierung den Wirkmechanismus und die dabei wichtigen Proteininteraktionen zu analysieren, wofür sowohl Decitabin als auch cAzadC an der C5′-Position mit Biotin versehen wurden. Abschließend wurde das cAzadC-Phosphoramidit zur Inkorporation in einen synthetischen DNA-Strang hergestellt. Die Synthese des Phosphoramidits konnte dabei erfolgreich optimiert werden und nach Korrektur verschiedener Parameter war auch der Einbau via Festphasensynthese erfolgreich.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: DNA-Methylierung, Epigenetik, Nukleosid-Analoga, Leukämie, AML
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
• Fakultäten: Fakultät für Chemie und Pharmazie
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 11. Juni 2024
• 1. Bericht­erstatter:in: Carell, Thomas