Characterization of small-molecule GDNF mimics
Jakman, Leo (2012)
Jakman, Leo
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012121719712
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012121719712
Tiivistelmä
Parkinsonin tauti on keskushermoston rappeumasairaus, joka aiheuttaa pääasiassa motorisia oireita. Taudin suurin yksittäinen aiheuttaja on mustatumakkeen dopamiinia tuottavien hermosolujen rappeutuminen. GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor) on neurotrofinen tekijä, joka estää näiden dopaminergisten solujen kuolemaa ja jota on pitkään tutkittu sovellettavaksi Parkinsonin taudin hoidossa. GDNF soveltuu kuitenkin huonosti lääkeaineeksi, ja parempia tuloksia voitaisiin saavuttaa toiminnallisesti GDNF:n kaltaisilla pienimolekyylisillä yhdisteillä. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli karakterisoida neljä tällaista yhdistettä, jotka on kehitetty akatemiaprofessori Mart Saarman johtamassa tutkimusryhmässä Biotekniikan instituutissa, Helsingin yliopiston erillislaitoksessa.
GDNF:n neurotrofisuus perustuu solunsisäisen signalointireittien, kuten MAPK:n (mitogeenien aktoivoima proteiinikinaasi) ja PI3K:n (fosfoinositidi-3-kinaasi) aktivoimiseen. GDNF aktivoi nämä GDNF-reseptorikompleksin välityksellä, joka koostuu solukalvon läpäisevästä RET-tyrosiinikinaasireseptorista ja solukalvoon ankkuroidusta GFRa1-apureseptorista (GDNF family receptor a1). Tässä opinnäytetyössä sanalla karakterisointi tarkoitetaan sen selvittämistä, kykenevätkö tutkittavat yhdisteet aktivoimaan samoja solunsisäisiä signalointireittejä kuin GDNF GDNF-reseptorikompleksin kautta ja mikä tärkeintä, onko näillä yhdistellä dopaminergisten hermosolujen kuolemaa estävä vaikutus. Tärkeimmät tekniikat olivat lusiferaasireportterigeenianalyysi MAPK-signalointireitin ja western blot -analyysi sekä tämän että PI3K:n ja GDNF-reseptorikompleksin komponenttien aktivaation määrittämiseksi. Lopuksi määritettiin hermosolujen kuolemaa estävä vaikutus primäärisillä dopaminergisillä neuroneilla in vitro.
Neljästä pienimolekyylisestä yhdisteestä yhden voitiin osoittaa toimivan GDNF:n tavoin tutkittujen ominaisuuksien osalta. Kolmen muun yhdisteen kohdalla tutkimus on kesken ja GDNF:n kaltaisuus on toistaiseksi osoittamatta.
GDNF:n neurotrofisuus perustuu solunsisäisen signalointireittien, kuten MAPK:n (mitogeenien aktoivoima proteiinikinaasi) ja PI3K:n (fosfoinositidi-3-kinaasi) aktivoimiseen. GDNF aktivoi nämä GDNF-reseptorikompleksin välityksellä, joka koostuu solukalvon läpäisevästä RET-tyrosiinikinaasireseptorista ja solukalvoon ankkuroidusta GFRa1-apureseptorista (GDNF family receptor a1). Tässä opinnäytetyössä sanalla karakterisointi tarkoitetaan sen selvittämistä, kykenevätkö tutkittavat yhdisteet aktivoimaan samoja solunsisäisiä signalointireittejä kuin GDNF GDNF-reseptorikompleksin kautta ja mikä tärkeintä, onko näillä yhdistellä dopaminergisten hermosolujen kuolemaa estävä vaikutus. Tärkeimmät tekniikat olivat lusiferaasireportterigeenianalyysi MAPK-signalointireitin ja western blot -analyysi sekä tämän että PI3K:n ja GDNF-reseptorikompleksin komponenttien aktivaation määrittämiseksi. Lopuksi määritettiin hermosolujen kuolemaa estävä vaikutus primäärisillä dopaminergisillä neuroneilla in vitro.
Neljästä pienimolekyylisestä yhdisteestä yhden voitiin osoittaa toimivan GDNF:n tavoin tutkittujen ominaisuuksien osalta. Kolmen muun yhdisteen kohdalla tutkimus on kesken ja GDNF:n kaltaisuus on toistaiseksi osoittamatta.