New tariquidar-like ABCB1 modulators in cancer chemotherapy [Elektronische Ressource] : preclinical pharmacokinetic, pharmacodynamic investigations and computational studies / vorgelegt von Peter Höcherl

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• Publié par: universitat_regensburg
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 22
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 9 Mo

Extrait

New tariquidar-like ABCB1 modulators
in cancer chemotherapy:
Preclinical pharmacokinetic / pharmacodynamic
investigations and computational studies







Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) der
Naturwissenschaftlichen Fakultät IV – Chemie und Pharmazie –
der Universität Regensburg










vorgelegt von
Peter Höcherl
aus Cham
2010 Die vorliegende Arbeit entstand in der Zeit von Januar 2007 bis Mai 2010 unter der
Anleitung von Herrn Prof. Dr. Armin Buschauer und Herrn Prof. Dr. Günther Bernhardt am
Institut für Pharmazie der Naturwissenschaftlichen Fakultät IV – Chemie und Pharmazie –
der Universität Regensburg.

























Das Promotionsgesuch wurde eingereicht im Mai 2010.

Tag der mündlichen Prüfung: 02. Juni 2010

Prüfungsausschuss: Prof. Dr. J. Wegener (Vorsitzender)
Prof. Dr. A. Buschauer (Erstgutachter) G. Bernhardt (Zweitgutachter) Dr. J. Heilmann (Prüfer) A. Göpferich (Ersatzprüfer)












Für
meine wunderbare
Frau Julia





















Experience is the name we give to our mistakes
Oscar Wilde (1854 - 1900)
Danksagung

An dieser Stelle bedanke ich mich bei:
Herrn Prof. Dr. Armin Buschauer, dass er mir die Möglichkeit gegeben hat, an diesem
spannenden und vielschichtigen Projekt arbeiten zu dürfen, seine wissenschaftlichen
Anregungen sowie seine konstruktive Kritik bei der Durchsicht dieser Arbeit.
Herrn Prof. Dr. Günther Bernhardt für seine wissenschaftliche Anleitung, sein Interesse am
Fortgang der Experimente, seine stete Unterstützung beim Lösen experimenteller
Probleme und die kritische Durchsicht der Arbeit.
Herrn Prof. Dr. Stefan Dove für seine fachliche Anleitung, insbesondere im Bereich des
Molecular Modelling sowie die konstruktive Kritik bei der Durchsicht von Kapitel 7.
Herrn Dr. Thilo Spruß für die umfassende Betreuung bei der Durchführung der
tierexperimentellen Arbeiten sowie der histologischen Untersuchungen.
Herrn Franz Wiesenmayer und Herrn Oskar Baumann für ihre stete Hilfsbereitschaft und
die hervorragende Zusammenarbeit bei den tierexperimentellen Arbeiten.
Herrn Prof. Dr. Burkhard König, Herrn Dr. Michael Egger, Frau Alexandra Bila und Frau
Carolin Fischer für die Synthese der Tariquidar Derivate und die gute Zusammenarbeit.
Herrn Dr. Otto Gleich und Herrn Dr. Dietmar Gross für die Anleitung bei der Durchführung
der immuncyto- und immunhistochemischen Experimente.
Frau Petra Pistor für die Anfertigung der unzähligen histologischen Präparate sowie deren
Färbung.
Frau Brigitte Wenzl und Frau Elvira Schreiber für die Unterstützung bei den Arbeiten mit
der Zellkultur, der Praktikumsvorbereitung und den Chromosomenuntersuchungen.
Herrn Prof. Dr. Frieder Kees für seine Hilfe bei der Berechnung der pharmakokinetischen
Kenngrößen.
Herrn Prof. Dr. Jörg Heilmann und Herrn Prof. Dr. Achim Göpferich für die Möglichkeit zur
Nutzung der Fluoreszenzmikroskope und des Konfokalmikroskops.
Der Elektronik- und Feinmechanikerwerkstatt der Universität Regensburg für die
fachkundige und schnelle Anfertigung benötigter Spezialkonstruktionen.
Frau Sabine Stempfhuber für die Recherche in der Cambridge Structural Database.



Meinem langjährigen Laborkollegen Dr. Matthias Kühnle für seine Hilfsbereitschaft, die
anregenden fachlichen Diskussionen, die ausgezeichnete Zusammenarbeit und seine
Untersuchungen zur Modulation des ABCG2 Transporters.
Meinen Kollegen Tobias Birnkammer, Irena Brunskole, Kira Bürger, Daniela Erdmann,
Miriam Ertel, Dr. Christine Ertelt, Roland Geyer, Janina Hamberger, Tobias Holzammer,
Dr. Patrick Igel, Melanie Kaske, Dr. Max Keller, Miroslaw Lopuch, Dr. Johannes Mosandl,
Uwe Nordemann, Senthil-Kumar Palaniappan, Nikola Plym, Nathalie Pop und Christian
Textor für die schöne Zeit mit Ihnen in Regensburg.
Allen meinen studentischen Hilfskräften, Praktikanten und Forschungspraktikanten,
insbesondere E. Raab, S. Gunaratman, P. Kos, V. Thalhammer, S. Samei und S. Bauer
für Ihre engagierte Mitarbeit im Labor,
sowie allen weiteren Mitgliedern des Lehrstuhls für ihre Kollegialität und Hilfsbereitschaft.

Des Weiteren geht mein besonderer Dank an:
Meine Kolleginnen in der Abensapotheke, mit deren Unterstützung die Arbeitssamstage
wie im Fluge vergingen.
Alle Freunde außerhalb der Universität, insbesondere an Tine und Benny für die schönen
gemeinsamen Unternehmungen und Abende.
Meine wunderbare Familie, meine Geschwister Johanna und Stefan und meine
Schwiegereltern Bärbel und Stephan, für ihre Unterstützung und Liebe. Allen voran jedoch
an meine Eltern, die mich von Anfang an selbstlos getragen haben und deren Hilfe ich mir
zu jeder Zeit sicher sein konnte.
Meine geliebte Frau Julia, dass Sie ein steter Quell des Glücks in meinem Leben ist.

Abstracts and publications
Prior to submission of this thesis, results were published in part.

Publication:
Hubensack, M.; Müller, C.; Höcherl, P.; Fellner, S.; Spruss, T.; Bernhardt, G., et al. (2008);
Effect of the ABCB1 modulators elacridar and tariquidar on the distribution of paclitaxel in
nude mice. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 134, 597-607.

Poster presentations:
Frontiers in Medicinal Chemistry (2008), Regensburg, March 2 - 5:
Höcherl, P.; Müller, C.; Egger, M.; König, B.; Bernhardt, G.; Buschauer, A.
Species dependent differences in P-glycoprotein 170 inhibition: in vitro investigations on
the human and the murine transporter

th4 Summer School Medicinal Chemistry (2008), Regensburg, September 29 – October 1:
Höcherl, P.; Egger, M.; König, B.; Bernhardt, G.; Buschauer, A.
Analytical procedures and tumor models for pharmacokinetic and pharmacodynamic
studies on new ABCB1 modulators

Frontiers in Medicinal Chemistry (2009), Heidelberg, March 15 - 18:
Höcherl, P.; Egger, M.; König, B.; Bernhardt, G.; Buschauer, A.
New tariquidar-like ABCB1 modulators: quantification by HPLC and impact on the
distribution of paclitaxel in NMRI mice

DPhG Doktorandentagung (2009), Pichlarn (Austria), November 18 – 21:
Höcherl, P.; Egger, M.; König, B.; Spruss, T.; Bernhardt, G.; Buschauer, A.
Refined in vivo tumor models for the investigation of new ABCB1 modulators in cancer
chemotherapy

Short lecture:
Treffen der Blut-Hirn Schranke Experten und CaCo2-Anwender (2008), Bad Herrenalb,
May 19 - 21:
Speziesabhängige Modulation von P-Glycoprotein 170

Contents IX

Contents

1 GENERAL INTRODUCTION ........................................................................................ 1
1.1 TRANSPORT ACROSS CELL MEMBRANES ................................................................... 1
1.2 ATP-BINDING CASSETTE (ABC) TRANSPORTERS ....................................................... 2
1.3 THE BLOOD-BRAIN BARRIER AND MALIGNANT BRAIN TUMORS ..................................... 4
1.4 IN VITRO SCREENING ASSAYS TO DETERMINE ABC TRANSPORTER INTERACTIONS ...... 5
1.4.1 ATPase activity assays ....................................................................................... 6
1.4.2 Photoaffinity labeling assays .............................................................................. 7
1.4.3 Chemosensitivity assays .................................................................................... 7
1.4.4 Transcellular transport assays ............................................................................ 8
1.4.5 Cellular accumulation assays ............................................................................. 9
1.4.6 Isolated organ preparations 10
1.5 REFERENCES ......................................................................................................... 11

2 SCOPE AND OBJECTIVES ....................................................................................... 15
2.1 REFERENCES ......................................................................................................... 17

3 THE ABCB1 TRANSPORTER: MODULATION, SPECIES DIFFERENCES
AND IN VITRO CHARACTERIZATION OF TARIQUIDAR-LIKE COMPOUNDS ...... 19
3.1 INTRODUCTION ...................................................................................................... 19
3.2 MATERIALS AND METHODS ..................................................................................... 20
3.2.1 Drugs and chemicals ........................................................................................ 20
3.2.2 Cell lines and cu