Tobias Brandt

Untersuchung und Charakterisierung von Inhibitoren des P-Glykoproteins zur Überwindung der Multidrug Resistance

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt der Naturwissenschaftlichen Fakultät I der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 20.02.2008

Abstract
Das Phänomen der Multidrug Resistance (MDR) von Tumorzellen wird seit über 30 Jahren intensiv untersucht. Als hauptverantwortlich für die Resistenzerscheinungen wurden einige Mitglieder der ABC-Transporter-Familie identifiziert, von denen das P-Glykoprotein (P-gp) im Mittelpunkt dieser Arbeit steht.
Neben weiteren Ansätzen zur Überwindung der MDR gibt es nach wie vor Bemühungen die Aktivität der Transportproteine durch Inhibitoren bzw. Modulatoren zu beeinflussen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Testung zahlreicher Verbindungen mit potentiell MDR-modulatorischer Wirksamkeit. Dazu gehörten in erster Linie Phenothiazinderivate, aber auch Carbazol- oder Dibenzazepinverbindungen, sowie neuartige 2,2-Diphenyl-1,3-dioxolane und 4,5-Diphenyl-1,3-dioxolane.
Zur Bestimmung der modulatorischen Potenz wurden in vitro verschiedene Wirkwerte an LLC-PK1 und LLC-MDR1 Zellen ermittelt.
Dazu gehörten die mit Hilfe von Zytotoxizitätstests ermittelten Fold Reversal und der modulatorische Quotient der Verbindungen. Zur Auswertung wurde der Kristallviolett-Test verwendet, der sich als äquivalent zum Neutralrot- bzw. Sulforhodamin B-Test erwies.
Zusätzlich wurden ausgewählte Substanzen am Durchflusszytometer vermessen, wobei die vorherigen Ergebnisse bestätigt werden konnten.
Im Anschluss an diese Untersuchungen wurden erste Struktur-Wirkungs-Beziehungen untersucht und ein erster Vergleich mit bekannten Pharmakophormodellen durchgeführt.

The phenomenon of multidrug resistance has been investigated intensively for more than 30 years. As mainly responsible for the occurance of resistances some members of the ABC-transporter familiy could be identified, of whom the p-glycoprotein is in the focus of this thesis.
Beside other approaches to overcome multidrug resistance there are still efforts to alter the activity of transport proteins by inhibitors or modulators.
The aim of this study was the testing of numerous compounds with potential mdr-modulating properties. These testings included primarily phenothiazines but also carbazole and dibenzazepine structures and novel 2,2-diphenyl-1,3-dioxolane and 4,5-diphenyl-1,3-dioxolanes.
For the determination of the modulatoric potency several values of action were determined on LLC-PK1 and LLC-MDR1 cells.
These included the fold reversal and the modulatoric quotient of the compounds.
The examinations were done with the crystal violet assay which showed to be equal to neutral red and sulforhodamine B assays. Some selected compounds were additionally examined using the fluorescene activated cell sorter, which confirmed the former results.
Following the investigations initial quantitative structure-activiy relationsships were discussed and a first comparison with known pharmacophore models was made.

Keywords:
Multidrug Resistance, P-Glykoprotein, Phenothiazine, Kristallviolett, Durchflusszytometer, Pharmakophor

multidrug resistance, p-glycoprotein, phenothiazines, crystal violet, fluorescene activated cell sorter, pharmakophore

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis, Abbildungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis (2, I-VII)
1 Einleitung (1-2)
2 Aufgabenstellung (3)
3 Grundlagen (4-26)
4 Materialien und Methoden (27-46)
5 Ergebnisse (47-75)
6 Diskussion (76-83)
7 Zusammenfassung (84-86)
8 Literaturverzeichnis (87-93)