Design und Synthese von hochpotenten und spezifischen Histondeacetylase 1- und 2-Inhibitoren mit dem Ziel der Herstellung geeigneter Radiotracer zur bildgebenden Darstellung der Enzyme in Tumoren des Menschen

Störungen in der Regulation der Expression von Genen in Zellen sind von großer Bedeutung für die Entstehung von Krebserkrankungen. Die Transkription von Genen wird u. a. durch den Grad der Acetylierung von bestimmten DNA-bindenden Proteinen, den Histonen, reguliert. Damit kommt den Histondeacetylasen (HDACs), die enzymatisch Acetylgruppen u. a. von Histonmolekülen abspalten, eine besondere Bedeutung bei der transkriptionellen Regulation von tumorrelevanten Genen, wie bspw. Tumorsuppressorgenen, zu. HDAC-Inhibitoren werden daher als aussichtsreiche Medikamente für die Krebstherapie untersucht. Mit Hilfe des nicht-invasiven Bildgebungsverfahrens Positronen-Emissions-Tomographie könnte es möglich sein, die Rolle von einzelnen Histondeacetylasen für die Entstehung und Progression neuroonkologischer Erkrankungen, wie bspw. Gliome, zu untersuchen.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, neuartige hochpotente, spezifische und fluorhaltige Inhibitoren für die besonders tumorrelevanten Histondeacetylasen HDACs1/2 auf der Grundlage der Leitstrukturen BRD8951, Cpd-60 und Cpd-4 zu entwickeln. Nach der pharmakologischen Charakterisierung der HDAC-Inhibitoren gegenüber humaner, rekombinanter HDAC1/2 und der Bestimmung der Spezifität gegenüber humaner HDAC3 und HDAC6, wurde die potente und HDAC1/2-spezifische Verbindung N-[2-Amino-5-(thiophen-3-yl)phenyl]-4-[(2-fluorpropanamido)methyl]benzamid (BA3) ausgewählt und als Radiotracer weiterentwickelt. Durch die Herstellung eines geeigneten Präkursors wurde das Radionuklid Fluor-18 durch eine nukleophile Substitution eingeführt und der entsprechende Radioligand [18F]BA3 generiert. Anschließend wurde eine automatisierte Radiosynthese entwickelt. Erste biologische Experimente in der Maus zeigten jedoch, dass der Radiotracer eine geringe Hirnaufnahme aufweist, die u. a. auf die Interaktion mit P-Glykoprotein als Effluxtransporter zurückzuführen ist. Zusätzlich wurde ein hoher Anteil radioaktiver Metabolite im Hirn 30 min p.i. nachgewiesen, sodass das detektierte radioaktive Signal nicht allein dem Radioliganden [18F]BA3 zugeordnet werden kann. Die erhaltenen Daten sprechen gegen eine Verwendung dieses Radiotracers in der In-Vivo-Bildgebung der HDACs1/2. Daraufhin sollten die vermutlich metabolisch stabileren HDAC-Inhibitoren N-[2-Amino-5-(thiophen-2-yl)phenyl]-4-[(3-fluor-2,2-dimethylpropanamido)-methyl]benzamid (BA15) und N-(4-Amino-4'-fluor-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4-(pivalamidomethyl)-benzamid (BA17) radiofluoriert werden. Unabhängig von den In-vivo-Untersuchungen wurde das toxikologische Potential von BA3, BA15 und BA17 gegenüber ausgewählten Tumorzelllinien untersucht. Die HDAC-Liganden weisen eine vergleichbare Toxizität gegenüber etablierten HDAC-Inhibitoren auf.