Ein Fluoreszenz-basierte Lymphocyte Assay geeignet für Hochdurchsatz-Screening von kleinen Molekülen

Hochdurchsatz-Screening (HTS) ist eine bewährte Strategie weithin für die Identifizierung neuer therapeutischer Moleküle oder für die Neupositionierung von FDA-zugelassenen Medikamente in neuen medizinischen Indikationen angenommen. ¹ Bisher kann die erzielte HTS Erfolg durch die Fülle der bisher entdeckten Drogen gemessen werden. Zum Beispiel verwendet der Tyrosinkinaseinhibitor lapatinib für die Behandlung von Brustkrebs, sitagliptin; ein Dipeptidyl-Peptidase-4 (DPP-4) Inhibitors als antihyperglykämischen Medikament, und die orale Bcr-Abl-Tyrosinkinase-Inhibitor dasatinib für die Behandlung von chronischer myeloischer Leukämie stellen einige Beispiele für eine lange Liste von zugelassenen Medikamente ursprünglich entdeckt, verwendet durch HTS. ² Obwohl die Produktivität der pharmazeutischen Industrie in letzter Zeit von einem Mangel in der Entdeckung neuer chemischer Einheiten erlitten hat, kann die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Wirkstoffforschung durch eine Erhöhung der Anzahl der vorklinischen Candida verbessert werdentes Anzeige modulierende biologische / biochemische Eigenschaften. Dementsprechend könnte die Entwicklung von neuen HTS-Assays zur phänotypischen Screening angepasst bieten das Potential wichtige pharmakologische Werkzeuge zur Entdeckung neuer Medikamente Treffern zu liefern. ^{3, 4, 5, 6} Darüber hinaus HTS kann nun in einem schnelleren Tempo durchgeführt werden aufgrund erheblichen technologischen Veränderungen in den letzten Jahren mit speziell entwickelten flexiblen Roboterinstallationen, neue Auslesetechnologien und umfassende Miniaturisierung. ^{2, 7} Unter den Faktoren , die zu dem wachsenden Interesse an der Verwendung von phänotypischen Screening (auch bekannt als Vorwärts-Pharmakologie) ist die Wahrnehmung beitragen , dass eher als vereinfachend reduktionistischen Annahmen über funktionale Effekte konzentriert in Bezug auf molekulare Targets (Zielbasierte Screening / biochemische Reaktionen) wahrscheinlicher ist , zu sho w klinische Wirksamkeit. Somit hält phänotypischen Screening versprechen neue potentiell therapeutischen Verbindungen und molekularen Mechanismen von derzeit unheilbar Krankheiten aufzudecken. ²

Um richtig Inhibitoren oder Aktivatoren für eine gegebene molekulare Ziel oder die Zellfunktion zu identifizieren, ein hoch empfindlicher und zuverlässiger Assay erforderlich ist, um zwischen bona fide – Hits und Fehlalarme zu unterscheiden. Also, was macht einen guten Test? Die Qualität eines gegebenen Assay müssen zunächst durch das Signal-zu-Rausch-Verhältnis beurteilt werden (durch einen Z-Faktor reflektiert). ⁸ Zweitens ist die gezielte Wirkung oder das Ziel des Bildschirms sollte eindeutig festgelegt. Zum Beispiel, funktionale zellbasierte Ansätze können erhebliche Vorteile für die Rezeptor-Screening bieten als die Bindung an einen Assay spezifisch zu beurteilen Ligand-Rezeptor entworfen gegenüber. Der Grund dafür ist, dass der letztgenannte Ansatz nicht zwischen Agonisten- und Antagonisten-Liganden unterscheiden.ss = "xref"> 9 Im Gegensatz dazu ist eine zellbasierte Ansatz ist wahrscheinlich (, Zellzyklusarrest, Apoptose und / oder Differenzierung Proliferation) zu sein , kann effektiver als Rezeptor – Funktion direkt in einem biologischen Phänotyp beurteilt werden. Es muss jedoch beachtet werden, daß biochemische Assays wesentliche Vorteile gegenüber phänotypischen Assays stellen können, da sie auf einem spezifischen intrazellulären Ziel verletzen. Eine gut optimierte biochemische Assays haben in der Regel weniger Datenstreuung als eine phänotypische Screening während danach Untersuchungen zum Drogen molekularen Wirkmechanismus der im Zusammenhang zu vereinfachen. Jedoch ist der Hauptnachteil der zielbasierten oder biochemischen Assays die Wahrscheinlichkeit, die Rate falsch positiver Treffer Amplifizieren die unspezifischen Targets beeinflussen können, wenn sie in einem biologischen System (Verlust der Spezifität ursprünglich untersucht in der biochemischen Assay) getestet. ¹⁰ Obwohl ein gut etabliertes Grenzpunkt zwischen negativen und positiven Treffer können die Anzahl der Fehlalarme zu minimieren in die primäre Screening, die Verwendung eines physiologisch relevanten System die nativen zellulären Umgebung wie intakte Zellen, Gewebe oder ganzen ganze Tier nachahmt bleibt der Kern des Assaydesigns Pendels. Daher ermöglicht phänotypischen Screening Leitstruktursuche mit wünschenswerten biologischen / phänotypischen Wirkungen für Krankheiten, bei denen keine Angriffspunkte für Medikamente ohne vorherige Kenntnis der Verbindung der Aktivität oder Wirkungsweise aufweist. ¹¹

Die hierin Studie bezieht sich auf die Entwicklung und Erprobung eines optimierten und reproduzierbaren Screening phänotypische basiert auf zwei wichtigen Komponenten: eine handelsübliche Maus-Modell und einem gruppierten Unterfamilie von chemischen Verbindungen. In Bezug auf das Tiermodell beruht der Test auf der Verwendung von Lymphozyten aus einer Maus – Stamm abgeleitet (Nur77 ^GFP) ein bakterielles künstliches Chromosom beherbergt eine Kassette enthält , in dem die Expression des grün fluoreszierenden Proteins (GFP) von th angetrieben wirde Nur77-Promotor. ¹² Das Kennzeichen dieser Stimulation basiert auf der Tatsache , dass Nur77 ein immediate early Gens hochreguliert folgenden T-Zell – Rezeptor (TCR) oder B-Zell – Rezeptor (BCR) Stimulation. ¹² Wie für das Screening – Verfahren selbst wurde ein Ansatz verwendet , um das Screening von trivialen Analoga zu helfen , zu vermeiden , während die Zeit eine große chemische Bibliothek zu beurteilen , zu minimieren benötigt (> 10 ⁵ Verbindungen). Dazu wählte eine Datenbank von chemischen Verbindungen, die durch medizinischen Chemikern virtuelles Screening-Tools wurde ausgebeutet zu identifizieren topologisch ähnliche Verbindungen bekannten aktiven Samenstrukturen als Referenzen. Dieser Ansatz erlaubt uns 4398 Verbindungen Einheiten vertreten, eine Gesamt Bibliothek von über 136.000 chemischen Bildschirm.