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Selektine als neue Zielstrukturen für die Pharmaforschung

15.11.1999  00:00 Uhr

-TitelGovi-Verlag

ADHÄSIONSREZEPTOREN

Selektine als neue Zielstrukturen für die Pharmaforschung

von Gerd Bendas, Halle

Die Selektine haben eine regelrechte Goldgräberstimmung in der pharmazeutischen Forschung ausgelöst. Auf Grund ihrer zentralen Rolle im Entzündungsgeschehen eröffnen diese Adhäsionsmoleküle viele Ansatzpunkte für eine neuartige antiinflammatorische Therapie bei chronischen Leiden und Autoimmunerkrankungen. Selektin inhibierende Substanzen werden gegenwärtig intensiv untersucht; sie könnten die Chemotaxis der Leukozyten an einem sehr kausalen Punkt beeinflussen. Obwohl es bisher nur erste Ansätze für die klinische Testung von Selektininhibitoren gibt, lassen die vielfältigen Forschungsaktivitäten eine baldige Anwendung solcher Verbindungen erwarten.

Selektine sind Kohlenhydrat bindende Adhäsionsmoleküle, die im Prozess der Immunabwehr zur gesteigerten Adhäsion von Leukozyten am Gefäßendothel des entzündeten Gewebes beitragen. Durch ihre Proteinstruktur und ihre speziellen molekularen Bindungseigenschaften initiieren sie die Leukozytenadhäsion; nach der transienten Bindung der korrespondierenden Liganden erfahren die Leukozyten aus dem fließenden Blutstrom eine "rollende Verlangsamung" entlang der Gefäßwand. Anschließend vermitteln andere Adhäsionsmoleküle die feste Bindung der Leukozyten am Endothel sowie deren Extravasation zur Erfüllung ihrer Abwehrfunktion.

Die Selektine wurden schon kurz nach ihrer Entdeckung und strukturellen Aufklärung zu Beginn der neunziger Jahren zu attraktiven Zielstrukturen für die pharmazeutische Forschung. Neben ihrer physiologischen Funktion im Immungeschehen wurden auch eine Dysregulation der Selektinexpression bei pathologischen Entzündungsformen wie Rheumatoide Arthritis, Asthma, Diabetes mellitus und Ischämie/Reperfusion und eine Beteiligung an der Gewebeinvasion metastasierender Krebszellen beobachtet. Dies motivierte zu einer intensiven Suche nach Selektin-inhibierenden Substanzen.

Die Adhäsionskaskade der Leukozyten

Bei lokalen Entzündungen oder Gewebeschädigungen wandern phagozytosebefähigte Leukozyten (neutrophile Granulozyten und Monozyten) aus dem Blutstrom in das betroffene Gewebe und vermitteln dort die zelluläre Immunabwehr. Die Extravasation findet hauptsächlich in kleinen venösen Gefäßen (postkapillare Venolen) statt. Voraussetzung ist die rezeptorgesteuerte Adhäsion der Leukozyten am Gefäßendothel, die als Adhäsionskaskade bezeichnet wird (1).

Eingeleitet wird diese durch die Freisetzung verschiedener Entzündungsmediatoren im Gewebe, die durch Gefäßdilatation lokal den Blutfluss verändern (Thrombin, Histamin) und zudem die Ausbildung von Adhäsionsrezeptoren auf den Endothelzellen bewirken (Tumornekrosefaktor/TNFa, Interleukin/IL-1). Nach einem initialen Kontakt fließender Leukozyten im Blutstrom (etwa 2 mm/sec), dem Tethering, kommt es über Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen zu schwach affinen Bindungen am Gefäßendothel. Bedingt durch die Scherkräfte in den Gefäßen resultiert eine rollende Verlangsamung der Leukozyten entlang der Endothelzellen (etwa 20 µm/sec). Das Tethering und Rollen der Leukozyten wird durch die Rezeptorfamilie der Selektine vermittelt, auf deren Wirken die nachfolgenden Adhäsionsrezeptoren aufbauen.

Die verlangsamten und dabei lokal konzentrierten Leukozyten können nun durch endotheliale Mediatoren, beispielsweise den Plättchen aggregierenden Faktor (PAF), ebenfalls aktiviert werden. Die Leukozyten exprimieren daraufhin Adhäsionsmoleküle aus der Familie der Integrine, die ihre feste Adhäsion und Extravasation durch interzelluläre Zwischenräume bewirken. Integrine wie LFA-1 oder Mac-1 sind lang gestreckte, aus unterschiedlichen a- und b-Untereinheiten zusammengesetzte Heterodimere, die endotheliale Strukturen der Immunglobulin-Superfamilie, zum Beispiel ICAM-1 oder PECAM binden.

Die universelle Bedeutung der Kohlenhydrat bindenden Proteine für die Initiierung der Immunabwehr konnte in vielfältigen In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen bewiesen und in unterschiedlichen Spezies verifiziert werden (2). Beim Leukozyten Adhäsion Defizienz Syndrom (LAD 2) können durch Mutationen im Kohlenhydrat-Stoffwechsel keine funktionsfähigen Selektinliganden entstehen. Die Patienten leiden - trotz hoher Leukozytenzahl - durch die stark gestörte Fähigkeit zur Leukozyteninvasion in das Gewebe unter dauerhaften bakteriellen Infektionen (3).

Struktur der Selektine

Selektine sind lang gestreckte membrangebundene Glykoproteine, die entsprechend ihrer Ursprungszellen in L-(Leukozyten), E-(Endothel) und P-Selektin (Plättchen und Endothel) eingeteilt werden. Der Name leitet sich von den Lektinen ab und weist auf die Bindungseigenschaften dieser Rezeptoren hin, denn Lektin ist eine Sammelbezeichnung für Zucker bindende Proteine.

Die drei Selektine haben eine homologe Struktur und bestehen aus fünf Domänen. Einem kleinen C-terminalen zytoplasmatischen Rest, dem offensichtlich eine noch nicht geklärte Funktion in der Signaltransduktion zukommt, folgt eine transmembranäre Domäne. Die extrazelluläre Ausdehnung wird durch eine, bei den einzelnen Selektinen unterschiedliche Anzahl von „short consensus repeats" geprägt. Nach einer dem Epidermalen Wachstumsfaktor ähnlichen Domäne (EGF) folgt die eigentliche Kohlenhydrat-Bindungsstelle (Lektindomäne) am N-Terminus. Die EGF-Domäne soll durch Beeinflussung der Lektinkonformation am Bindungsprozess aktiv beteiligt sein. Die einzelnen Selektine weisen eine große Sequenz-Homologie (etwa 65 Prozent) innerhalb der Lektindomänen auf (4).

Bislang wurde die Röntgenstruktur des E-Selektins aufgeklärt (5). Die Lektindomäne bildet eine globuläre Struktur mit einer flachen Bindungstasche für den Zuckerliganden. Da Calcium notwendig zur Bindungsbildung ist, ordnet man die Selektine der Gruppe der C-Typ-Lektine zu. Trotz ihrer strukturellen Homologien unterschieden sich die drei Selektine in Aktivierung und Expression entsprechend ihrer Teilaufgaben im Bindungsprozess der Leukozyten.

o L-Selektin ist konstitutiv auf fast allen Leukozyten-Subtypen vorhanden, wobei es zur besseren Zugänglichkeit auf den Mikrovilli lokalisiert ist. Nach Aktivierung der Leukozyten wird L-Selektin innerhalb weniger Minuten proteolytisch von der Zelloberfläche abgespalten. Mechanismus und Ursache hierfür sind nicht vollständig geklärt; es wird aber eine Adhäsions-modulierende Funktion postuliert (6). L-Selektin vermittelt auch die Extravasation von Lymphozyten an speziellen Endothelien beim Übergang ins Lymphsystem.

o P-Selektin ist in funktionsfähiger Form in speziellen Speichergranula der Zellen (Weibel-Palade-bodies der Endothelzellen und a-Granula der Thrombozyten) vorhanden; nach Stimulation der Zellen mit Mediatoren wie Histamin oder Thrombin gelangt es innerhalb von zehn Minuten an die Zelloberfläche. Außerdem wird P-Selektin nach Zellaktivierung mit Zytokinen oder Lipopolysacchariden (LPS) durch Aktivierung der Transkription neu synthetisiert (7). Nach Exprimierung des P-Selektins an der Zelloberfläche wird es schnell wieder durch Endozytose (mittels clathrin coated pits) internalisiert und - reguliert durch komplexe Signalmechanismen - entweder in die Speicher zurückgeführt oder im Lysosom abgebaut (8).

o E-Selektin wird von Endothelzellen nach Aktivierung mit Zytokinen, insbesondere IL-1, TNFa oder LPS exprimiert. Da das Glykoprotein zunächst neu synthetisiert werden muss, erreicht die E-Selektin-Konzentration erst nach vier bis acht Stunden ihr Maximum und geht innerhalb von 24 Stunden in den Ausgangszustand zurück (9). Die Expression der Gene für E- und für P-Selektin wird durch den Transkriptionsfaktor NF-kB gesteuert. Dieser wird von reaktiven Sauerstoffspezies aktiviert, die in der normalen Zelle durch eine Balance mit Radikalfängern unterdrückt werden (10). Die Zusammenhänge zeigen, dass oxidativer Stress auf die Zelle zu einer verstärkten Exprimierung von Selektinen führen. Auch E-Selektin wird nach Aktivierung endozytotisch von der Zelloberfläche entfernt und im Lysosom abgebaut.

Die Induktion der Selektinexpression durch Entzündungsmediatoren steuert somit Dauer und Intensität des Leukozytenrollens und ordnet gleichzeitig den einzelnen Selektinen unterschiedliche Funktionen zu. Während das räumlich exponierte P-Selektin mit seiner lang gestreckten Struktur in Kombination mit L-Selektin in der Frühphase der Entzündung das Zellrollen vermittelt, ist E-Selektin durch seine langsamere Bindungskinetik für die Überleitung zur festen Adhäsion der Leukozyten verantwortlich. Diese Befunde konnten in vielen Modelluntersuchungen in vitro oder mit selektindefizienten (knock out-) Mäusen in vivo erhärtet werden.

Selektinliganden

Zu den beschriebenen Selektinen sind nur einzelne hoch affine Liganden bekannt. Prinzipiell sind dies mucinähnliche Strukturen, das heißt lang gestreckte Glykoproteine, an deren Serin- oder Threonin-reichem Proteingrundgerüst viele Kohlenhydrat-Seitenketten als die eigentlichen Bindungsepitope glykosidisch geknüpft sind. Die Kombination von strukturellen und Bindungseigenschaften dieser Liganden bestimmt die Leukozytenrollbewegung. Durch schnelle Ausbildung und Dissoziation der Rezeptorbindungen an den hoch flexiblen Liganden wird im Scherstrom der Gefäße das Zellrollen vermittelt.

Die für die Bindung essentiellen Kohlenhydrat-Epitope sind N-Acetyllaktosamin-basierende Oligosaccharide in spezieller Verknüpfung mit Fucose und einer terminalen Sialinsäure (N-Acetyl-Neuraminsäure). Herausragende Bedeutung als Bindungsepitop hat das Tetrasaccharid Sialyl LewisX (sLeX ) . Obwohl alle Selektine das sLeX nur mit sehr geringer Affinität (etwa 1 mM) binden, wurden bisher keine besser bindenden Kohlenhydrate gefunden, so dass die hohe Bindungsstärke zu den natürlichen Mucinliganden (etwa 100 nM) strukturell nicht erklärt werden kann. Individuelle Abweichungen bei den Ligandenstrukturen weisen jedoch auf Bindungsunterschiede hin. So sind die L-Selektin-Liganden GlyCAM-1, CD 34 und MAdCAM-1, die hauptsächlich am lymphatischen Gewebe für die Bindung der Lymphozyten verantwortlich sind, in den Kohlenhydraten sulfatiert, was auf eine zusätzliche kationische Bindungsstelle im L-Selektin deutet. Der P-Selektin-Ligand PSGL-1 hat am N-Terminus ein sulfatiertes Tyrosin, das zur Bindung beiträgt (11). Abweichend von anderen mucinähnlichen Liganden sind beim E-Selektin-Ligand ESL-1 die Kohlenhydrate N-glykosidisch am Proteingrundgerüst gebunden (12).

Zusätzlich erklärt man die Affinitätserhöhung mit einer lokalen Anreicherung vieler einzelner Bindungsepitope; diese Multivalenzhypothese konnte bisher jedoch nicht bewiesen werden.

Vor diesem Hintergrund wurde das sLex als Standardligand für Struktur-Wirkungs-Beziehungen zur Charakterisierung der Bindungseigenschaften sowie für die Suche nach Selektininhibitoren herangezogen.

Pathologische Expression

Eine lokal überschießende Ansammlung von Leukozyten im Gewebe kann zur Pathogenese von Entzündungen beitragen. Eine Dysregulation der Selektine wird bei entzündlichen Erkrankungen wie der myokardialen Ischämie oder der rheumatoiden Arthritis beobachtet und dafür mitverantwortlich gemacht.

Bei einer myokardialen Ischämie kann es nach Wiederherstellung der Gefäßdurchblutung (Reperfusion) zu einer pathologisch akuten Entzündung kommen, bei der Leukozyten stark in das Gewebe einwandern (13). Da das therapeutische Ziel nach einem Infarkt in einer schnellst möglichen Beseitigung der Ischämie durch Thrombolyse und/oder Angioplastie besteht, müssen zur Risikominimierung Entzündungsprozesse in den geschädigten Arealen unterdrückt werden. Es konnte gezeigt werden, dass es durch freie Sauerstoffradikale in den Endothelzellen zu einer verstärkten Exprimierung und verlangsamten Endozytose von P-Selektin kommt (14). Blockiert man daher gezielt die Selektine oder andere Adhäsionsmoleküle, könnte man Infarktschäden reduzieren. In vivo konnte dies mit Selektinantikörpern oder ligandhaltigen Liposomen als kompetitiven Antagonisten bewiesen werden (15).

Die rheumatoide Arthritis ist die häufigste chronisch entzündliche Systemerkrankung des Bindegewebes, von der etwa zwei bis drei Prozent der Bevölkerung betroffen sind. Die autoimmun entstandenen Rheumafaktoren bilden mit Antikörpern Immunkomplexe, die eine starke Infiltration von phagozytierenden Leukozyten in die Synovialis auslösen. Durch freigesetzte Entzündungsmediatoren wird ein chronischer Entzündungsprozess forciert. Obwohl die molekularen Mechanismen nicht so intensiv wie bei der Ischämie/Reperfusion untersucht wurden (16), konnten eine starke Anreicherung von E-Selektin im rheumatoiden Gewebe und damit dessen aktive Rolle in der Pathogenese nachgewiesen werden.

Die Selektine spielen weiterhin eine wichtige Rolle bei der Atherosklerose, die als entzündlich fibrotische Antwort auf die Akkumulation von cholesterolreichen Lipoproteinen in der Gefäßwand anzusehen ist. Die auftretende Gewebeinvasion von Monozyten wird entscheidend durch P-Selektin vermittelt, das - durch oxidiertes Low Density Lipoprotein (ox. LDL) induziert - verstärkt von den Endothelzellen exprimiert wird. Die verstärkte Bildung von P-Selektin und anderen Adhäsionsmolekülen (ICAM-1, VCAM-1) unter erhöhtem ox. LDL-Konzentrationen und deren Korrelation mit der Entstehung von arteriosklerotischen Plaques konnte in Tierexperimenten eindeutig bewiesen werden (17).

Selektine sind an vielen weiteren entzündlichen Erkrankungen beteiligt, zum Beispiel bei diabetischen Gefäßschäden (Angiopathie). Durch dauerhaft erhöhte Glucosekonzentrationen kommt es zu oxidativem Stress für die Endothelzellen, der zur Exprimierung von E-Selektin und anderen Adhäsionsrezeptoren und somit zur Bindung und Infiltration von Monozyten führt. Im molekularen Mechanismus der Endothelzellaktivierung spielen Advanced Glycation Endproducts (AGE) eine besondere Rolle. Diese entstehen als irreversible Produkte bei der Reaktion von Glucose mit Aminogruppen der Proteine. Durch Bindung an spezielle Oberflächenrezeptoren aktivieren sie den Transkriptionsfaktor kB und lösen die Bildung der Selektine aus (18).

Außerdem sind Selektine ein wichtiger Faktor bei der Metastasierung von Krebs. Trotz individueller Unterschiede der Krebszellen vermitteln sie die Bindung verschiedener metastasierender Krebszellen aus dem Blutstrom an das Gefäßendothel und die anschließende Gewebeinvasion (19). Die auf den Krebszellen vorkommenden glykosylierten Strukturen (neben sLex insbesondere das Isomere sLea) fungieren dabei als Selektinliganden. Dies konnte in vitro und in vivo durch gezielte Blockade der Selektine gezeigt werden (20). Die molekularen Mechanismen der Selektinaktivierung sowie mögliche Signaltransduktionsmechanismen zur Vermittlung der Gewebeinvasion sind noch nicht aufgeklärt.

Durch ihre spezifische Exprimierung im Entzündungsprozess und den proteolytischen Abbau werden Adhäsionsrezeptoren, besonders das E-Selektin, auch diagnostisch genutzt. Dabei wird die charakteristische Erhöhung von löslichem Selektin im Serum im Krankheitsverlauf beschrieben. Durch das kommerzielle Angebot von Selektin-ELISA-Testkits gewinnt diese Anwendung zunehmend an Bedeutung.

Wegen ihrer zentralen Rolle im Entzündungsgeschehen sind die Selektine attraktive Targetstrukturen für die Suche nach neuartigen antiinflammatorischen Stoffen. Im Gegensatz zur herkömmlichen symptomatischen Therapie könnte man mit kompetitiven Selektininhibitoren systematisch in den Prozess der Leukozyten-Chemotaxis eingreifen.

Abwandlung der Leitstruktur Sialyl Lewisx

Da das Tetrasaccharid Sialyl Lewisx an allen drei Selektinen binden kann, fungiert es als zentrale Leitsubstanz für die Suche nach selektininhibierenden Stoffen. Aufbauend auf den Röntgenstrukturdaten des E-Selektins (5) und verschiedenen NMR-Untersuchungen des gelösten oder am E-Selektin gebundenen sLex (21, 22) konnten die für die Bindung der Lektindomäne essentiellen Strukturelemente identifiziert werden : die negative Ladung der Sialinsäure, die 2-, 3- und 4-ständige Hydroxygruppe der Fucose sowie die 6-ständige Hydroxygruppe der Galaktose.

Mit strukturellen Abwandlungen unter Beibehaltung dieser Strukturmerkmale versuchte man, zu besser bindenden Selektininhibitoren zu gelangen. Nachteile bei glykosidischen Inhibitoren sind der komplexe Syntheseweg, die hydrolytische Instabilität und die relativ geringe Bindungsaffinität. Deshalb versucht man, auf die essentiellen Strukturmerkmale des sLex zu reduzieren und damit stabilere und leichter herzustellende Glykoside zu gewinnen. Für eine umfangreiche Übersicht über synthetische Selektininhibitoren sei auf (23) verwiesen.

Die einfachste synthetische Modifizierung des sLex besteht im Ersatz der negativ geladenen Sialinsäure durch einfachere negativ geladene Strukturelemente. So sind Derivate mit einer Sulfatierung, Phosphorylierung oder Carbonsäurealkylierung am C3 der Galaktose beschrieben. Diese strukturelle Variation brachte ähnliche Bindungsergebnisse wie das sLex selbst (24).

Eine stärkere Vereinfachung besteht im Ersatz der N-acetylierten Glucose, die keinen Bindungsbeitrag leistet, sondern nur für die optimale Ausrichtung der Gesamtstruktur verantwortlich ist. Der Ersatz der Glucose durch Alkandiole oder Cyclohexandiole ohne oder mit gleichzeitiger Sialinsäuresubstitution erbrachte Derivate, die vereinzelt auch die Wirkstärke des sLex übertreffen (25). Der gleichzeitige Ersatz von Glucose und Galaktose führte zwar zu rigiden und stabilen Fucose-Sialinsäure-Derivaten, die aber auf Grund der fehlenden Bindungsbeteiligung der Galaktose-6-Hydroxygruppe keine Wirkverbesserung ergaben.

Die zahlenmäßig größte Gruppe von getesteten sLex-Analoga besteht aus Monosaccharid-Verbindungen, bei denen unter Beibehaltung der Fucose die anderen essentiellen Bindungsepitope durch nicht glykosidische Strukturen im Molekül ersetzt wurden. Am erfolgreichsten sind Moleküle, bei denen spezielle Peptide an der Fucose den Bindungsbeitrag der Galaktose und der negativen Sialinsäure simulieren. Einige Substanzen weisen eine ähnliche, vereinzelt sogar eine deutlich bessere Bindungsaffinität zu den Selektinen als das sLex auf (26).

Ausgehend vom sLex wurde nach zusätzlichen Bindungsepitopen gesucht. Die Derivatisierung des sLex und die korrespondierende Computersimulation der Bindung an der Lektindomäne ergab, dass eine hydrophobe Substitution an der glykosidischen Hydroxygruppe oder am Amin des Glucosamins die Bindungseigenschaften deutlich verstärkt. Neue Derivate mit aromatischen Ringsystemen am Amin oder verzweigtkettigen Fettsäuren am glykosidischen Rest des Glucosamins oder auch vereinfachte sLex-Analoga mit Fettsäuresubstitution wurden erfolgreich getestet (27) und wiesen teilweise eine über zehnfach stärkere Bindung als das sLex auf.

Eine andere Theorie zur Bindungsverstärkung geht von dem summarischen Zusammenwirken mehrerer Einzelbindungen aus. Diese Multivalenzhypothese wird auch als Ursache und Wirkprinzip der natürlichen Selektinliganden diskutiert. Auf dieser Basis wurden verschiedene oligo- und multimere Derivate synthetisiert, in denen sLex-Moleküle (28) oder deren strukturell vereinfachte Glykoside (29) über unterschiedliche Trägermoleküle räumlich eng in Verbindung stehen. Trotz der teilweise besseren Bindungswerte wird die Multivalenzhypothese unterschiedlich diskutiert. Dahingegen stützen Bindungsstudien mit einer multimeren, nicht kovalent fixierten sLex-Anordnung in Liposomen (30) oder in planaren Modellmembranen (31) die Hypothese.

Erschwerend für einen wertenden Vergleich aller synthetisierten Selektininhibitoren wirken sich die unterschiedlichen Testsysteme aus, die von den einzelnen Arbeitsgruppen angewendet werden.

Bisher befindet sich nur eine Selektin inhibierende Substanz in der klinischen Prüfung (Phase II). Cytel Corporation plant den Einsatz des nahezu unveränderten sLex als Pentasaccharid zur Behandlung der entzündlichen Reperfusionserscheinungen nach koronaren By-pass-Operationen.

Arzneistoffe mit möglicher Beeinflussung der Selektine

Die Exprimierung der vaskulären E- und P-Selektine im Entzündungsprozess wird durch den Transkriptionsfaktor kB (NFkB) vermittelt. Dieser ist auch für die Genregulation einer großen Anzahl weiterer Proteine (Zytokine, Acute phase Proteine, Wachstumsfaktoren und andere Adhäsionsmoleküle) verantwortlich. Die Hemmung des NFkB ist daher eine potentielle therapeutische Strategie zur Behandlung von Immun- und entzündlichen Erkrankungen.

NFkB wird über verschiedene Zwischenstufen durch proteolytische Abspaltung eines Inhibitors aktiviert. Diese Kaskade hemmen verschiedene Arzneistoffe und entfalten somit eine antientzündliche Wirksamkeit. Glucocorticoide hemmen den NFkB durch direkte Bindung an das Molekül oder durch Aktivierung seines Inhibitors. Die Acetylsalicylsäure hemmt die NFkB-Aktivierung, indem sie das Einwandern des Transkriptionsfaktors in den Zellkern verhindert oder den Abbau des Inhibitors blockiert. Eine umfangreiche Übersicht über den NFkB und dessen medikamentöse Beeinflussung bietet (10).

Neben dem Einfluss auf NFkB entfalten andere Arzneistoffe ihre antiinflammatorische Wirksamkeit ebenfalls über eine Hemmung der Selektine. Mit den Erkenntnissen über die Adhäsionskaskade der Leukozyten konnte für einzelne Basisantirheumatika ein molekularer Wirkungsmechanismus postuliert werden. So vermindern Goldverbindungen die synoviale Expression von E-Selektin (32). Spätere Untersuchungen zeigten einen differenzierten Wirkmechanismus einzelner Goldverbindungen, wobei für Gold-Natrium-Thiomalat ein E-Selektin-unterdrückender Mechanismus bestätigt wurde.

Selektine als Targets für Arzneistoffvehikel

Die vaskulären Selektine sind in ihrer Expression unmittelbar räumlich und zeitlich an das Entzündungsgeschehen gebunden. Sie eignen sich damit hervorragend als Targetstrukturen, um Arzneistoffvehikel gezielt zum entzündeten Gewebe zu transportieren. In ersten Untersuchungen wurden Immunoliposomen, das heißt mit einem E-Selektin-Antikörper gekoppelte Liposomen, als Vehikel angewendet (33). In unserer Arbeitsgruppe konnten in In-vitro-Studien die gezielte Anreicherung von Selektin-gerichteten Immunoliposomen an Endothelzellen unter simulierten Scherfluss-Bedingungen (34) und eine gesteuerte Wirkstoff-Freisetzung erreicht werden. Durch den gezielten Transport und die Freisetzung von Pharmaka direkt im Entzündungsgebiet könnte die antiinflammatorische Therapie deutlich verbessert werden.

Glossar

CD 34: L-Selektin-Ligand, der hauptsächlich die Bindung von Lymphozyten am lymphatischen Gewebe vermittelt

ESL-1: E-selectin ligand-1; ein hauptsächlich auf Neutrophilen vorkommendes Glykoprotein, das sich durch die N-glykosidische Verknüpfung der Kohlenhydrate am Proteingrundgerüst von den anderen Liganden unterscheidet und somit nicht den Mucinen zugeordnet werden kann.

GlyCAM-1: Glycosylation-dependent cell adhesion molecule-1; L-Selektin-Ligand, insbesondere auf den Endothelzellen der peripheren Lymphgefäße (high endothelial venules); lokalisiertes, mucinähnliches Protein

ICAM-1: Intercellular adhesion molecule-1 (CD 54); Adhäsionsrezeptor der Immunglobulin-Superfamilie, der konstitutiv auf Endothelzellen vorkommt, nach Aktivierung der Zelle mit IL-1 oder TNF-a aber verstärkt exprimiert wird und durch Bindung der  b2-Integrine die Leukozytenadhäsion bewirkt

Integrine: lang gestreckte Protein bindende Adhäsionsrezeptoren, die aus zwei unterschiedlichen Untereinheiten (a- und b-Kette) bestehen und auf vielen Zellen vorkommen. Integrine vermitteln sowohl Zell-Matrix- als auch Zell-Zell-Wechselwirkungen. Integrine der b2-Gruppe sind spezifisch auf Leukozyten für die Bindung am Endothel verantwortlich.

LFA-1: Lymphocyte function associated antigen-1 (aLb2, CD11a/CD18); ein auf allen Leukozyten konstitutiv vorkommendes Integrin, das durch Bindung seines Liganden ICAM-1 die Leukozytenadhäsion am Endothel vermittelt

LPS: Lipopolysaccharide; Zellwandbestandteile gramnegativer Bakterien, die im Körper Immunreaktionen auslösen, beispielsweise eine E-Selektin-Expression

Mac-1: (aMb2, CD11b/CD18); ein auf Granulozyten und Monozyten aktivierbares Integrin, das unter anderen ICAM-1 bei der Leukozytenadhäsion am Endothel bindet

MAdCAM: Mucosal addressin cell adhesion molecule-1; L-Selektin-Ligand auf Endothelzellen des lymphatischen Gewebes, der strukturell zur Ig-Superfamilie gehört und somit auch von speziellen Integrinen gebunden werden kann

Mucine: Schleimstoffe; Glykoproteine, mit einem hohen Anteil an Kohlenhydraten (bis zu 70 Prozent), die O-glykosidisch am Proteingrundgerüst verknüpft sind

PECAM-1: Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (CD 31); Adhäsionsrezeptor der Ig-Superfamilie, der hauptsächlich an den interzellulären Verbindungen der Endothelzellen lokalisiert ist. Durch Wechselwirkung mit Integrinen bewirkt PECAM-1 die Leukozytenextravasation.

PSGL-1: P-selectin glycoprotein ligand-1; hoch affiner P-Selektin-Ligand, der unter anderem auf den Spitzen der Microvilli von Neutrophilen lokalisiert ist. PSGL-1 ist ein etwa 50 nm langes, homodimeres und über Disulfidbrücken verbundenes Molekül.

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Anschrift des Verfassers:
Dr. Gerd Bendas
Fachbereich Pharmazie der
Martin-Luther-Universität Halle
Wolfgang-Langenbeck-Str.4
06120 Halle  Top

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E-Mail: redaktion@govi.de

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