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DOI: 10.1055/s-0029-1221335
Entwicklung fluoreszenzmarkierter kleinmolekularer MMP-Inhibitoren zur in vivo optischen Bildgebung
Ziele: Aktivierte Matrixmetalloproteinasen (MMPs) sind in verschiedenen pathologischen Prozessen, wie Tumorwachstum und -metastasierung sowie Entzündungen hochreguliert und stellen somit ein wichtiges biologisches Target für die nicht-invasive molekulare Bildgebung dar. Sowohl Barbiturate als auch Hydroxamsäuren (CGS-25066) als nicht-peptidische MMP-Inhibitoren (MMPIs) zeichnen sich durch ein hohes Bindungspotenzial zu MMP-2 und -9 aus und können als Leitstrukturen für die Entwicklung von fluoreszenz-markierten MMPIs für die in vivo Bildgebung aktivierter MMPs dienen.
In zwei konvergenten Synthesen erhält man die ersten Barbiturat- und Hydroxamat-basierten und fluoreszenzmarkierten MMP-Inhibitoren (Barb-Cy5.5 und CGS-Cy5.5), die eine sehr hohe Affinität zu MMP-2 (IC50(Barb-Cy5.5)=43 nM) besitzen und damit für die optische Bildgebung von aktivierten MMPs geeignet sind. Mithilfe der semiquantitativen PCR, Western Blot und Zymographie wurden MMP positive (A673, HT1080) und negative Zelllinen (MCF7 und BT20) charakterisiert. In Zellassays konnte eine Bindung des Barb-Cy5.5/CGS-Cy5.5 an MMP positive Zellen nachgewiesen werden, wobei die Zellbindung in entsprechenden Kompetitionsversuchen geblockt werden.
In in vivo-Versuchen zeigten Barb-Cy5.5 und CGS-Cy5.5 eine hohe Bindungsaffinität zu MMP-2 und -9 sezernierenden Tumoren. Für die A673-Tumore konnte ein sehr starkes Fluoreszenzsignal in der Fluoreszenz-Reflexionsbildgebung (FRI) und in der Fluoreszenz mediierten Tomographie (FMT) detektiert werden, wohingegen die MMP-negativen Tumore eine kaum Signal aufwiesen. Durch Vorspritzen der nicht markierten Vorläuferverbindungen konnte das MMP-Signal um bis zu 30% geblockt werden, wodurch eine spezifische Bindung bewiesen ist.
Zusammenfassend konnten zwei kleine, nicht-peptidische, Fluoreszenzmarker für die in vivo Darstellung von MMP-2 und -9 synthetisiert werden.
Korrespondierender Autor: Faust A
Universitätsklinikum Münster, Institut für Klinische Radiologie, Albert-Schweitzer-Str. 33, 48149 Münster
E-Mail: faustan@uni-muenster.de
Matrix Metalloproteinasen - Optische Bildgebung - kleinmolekulare Inhibitoren