Identifizierung und Charakterisierung spezifischer DNA-Liganden zur selektiven Modulation des inhibitorischen Glycinrezeptors

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Der inhibitorische Glycinrezeptor, ein ligandengesteuerter Ionenkanal, ist der zentrale Vermittler der schnellen synaptischen Hemmung im Rückenmark und Hirnstamm. Defekte des glycinergen Systems, z.B. bei Hyperekplexie (Stiff Baby Syndrom), führen zu schweren Bewegungsstörungen. Im beantragten Forschungsvorhaben sollen spezifische und selektive DNA-Aptamere generiert werden, die den Chloridstrom durch den Glycinrezeptor-Ionenkanal potenzieren. Zwei Positionen des Glycinrezeptorproteins wurden als pharmakologische Ziele gewählt: (i) Eine Bindungsstelle für den hochaffinen Inhibitor Strychnin, und (ii) eine allosterische Position, an der das Anthelminticum Ivermectin bindet und den Rezeptor über einen Glycin-unabhängigen Mechanismus aktiviert. Mittels der SELEX-Technik (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) sollen aus einer ca. 1011 Sequenzen umfassenden DNA-Bibliothek durch mehrere iterative Selektionsschritte DNA-Aptamere isoliert werden, die mit hoher Affinität an die Bindungsstellen für Strychnin oder Ivermectin binden. Der Wirkmechanismus der erhaltenen Verbindungen soll beschrieben werden, um eine Grundlage für die Entwicklung selektiver Glycinrezeptor-Agonisten und -Potentiatoren zu legen, sowie die Technik der mechanismusgetriebenen Wirkstoffsuche für Ionenkanalrezeptoren zu etablieren. Die in vivo Aktivität der erhaltenen Substanzen kann an Mauslinien mit Glycinrezeptordefekten, die Hyperekplexie-artige Symptome zeigen, getestet werden.