Assay systems for characterisation of subtype-selective binding and functional activity of ligands on dopamine receptors

Date

2012-10-04

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Dopamiin (DA) on närvivirgatsaine, mida organism sünteesib aminohappest türosiin. Nii dopamiini kui talle vastavaid retseptoreid (DAR) leidub nii perifeerses kui kesknärvisüsteemis (KNS) ning koos mõjutavad need mitmeid organismile olulisi funktsioone, nagu liigutuste koordineeritust, söömist, und, tähelepanu, mälu, õppimist, motivatsiooni jne. Perifeerse süsteemi DAR-d osalevad muuhulgas haistmis-, nägemis- ja hormonaalse regulatsiooni protsessides ning mõjutavad südameveresoonkonna ja neerude tööd. Tuntumad KNS DA-ergiliste süsteemidega seotud haigused on Parkinsoni tõbi (PD) ja skisofreenia, mis on seotud DA või DAR-te taseme ja funktsiooni häiretega. Kui PD korral on tegemist DA signaaliradade alatalitlusega, siis skisofreenikute ajus on olukord vastupidine ehk DA signaalirajad on ülereguleeritud ja ülitundlikud. Ravimid, mis suudavad DA-ergilisi häireid kontrolli all hoida või leevendada on sageli kas DA imiteerivad (DAR agonistid) või DA toimet blokeerivad ühendid (DAR antagonistid). DAR-eid on viis erinevat alatüüpi. D1-perekonna (D1 ja D5) retseptorite farmakoloogilised omadused, signaaliradade aktiveerimine ja füsioloogiline toime erinevad oluliselt D2-perekonna (D2, D3, D4) omadest. Ravimiarenduse seisukohalt on oluline välja selgitada nii DAR alatüüpide täpne funktsioon kui leida ühendid, mis mõjuksid selektiivselt just soovitud retseptori alatüübile, võimaldades sellega vähendada ravimi soovimatuid kõrvalmõjusid. Käesolevas töös uuriti erinevate DAR-te omadusi katseklaasi tasandil, nii erinevat päritolu rakukultuurides kui ka roti aju preparaadis. Mõõdeti, kuivõrd hästi erinevad ühendid retseptoreid ära tunnevad ja kuidas mõjutavad nad retseptoritega seotud signaaliradasid. Koostöös orgaanilise sünteesi töörühmadega Tallinna Tehnikaülikoolist ja Debreceni Ülikoolist tuvastati mitmeid päris uusi DA-ergilisi ühendeid, millest mõned apomorfiini analoogid mõjusid juba subnanomolaarses kontsentratsioonis, eelistades D2 ja D3 retseptoreid. Selliste ühendite avastamine on samm edasi paremate dopamiinergiliste ravimkandidaatide arendamisel.
Dopamine has several functions in central nervous system including voluntary movement, feeding, affect, reward, sleep, attention, working memory, and learning. In the periphery, dopamine plays important physiological roles in the regulation of olfaction, retinal processes, hormonal regulation, cardiovascular functions, sympathetic regulation, immune system, and renal functions, among others. Dopaminergic ligands, substances acting on dopamine receptors, have remained an active area in the development of CNS drugs, agonists mainly in the treatment of Parkinson’s disease (PD) and antagonists as antipsychotics in the treatment of schizophrenia. Five different subtypes of dopamine receptors (DARs), the D1 family (D1, D5) and the D2 family (D2, D3, D4), differ from each other in physiological function and pharmacological properties as well as in distribution. For developing better drugs it’s important to clearly distinguish the properties and function of different DARs, and find drugs that would selectively act on specific subtypes. In the current study DARs were studied in various cellular environments in vitro, whereas the main focus was on their binding properties and coupling to intracellular signalling pathways. For ligand screening purposes new cellular model systems were developed that would allow selective characterisation of ligand binding and receptor activation on different DAR subtypes. In cooperation with research groups of organic synthesis from Estonia and Hungary several sets of new dopaminergic compounds were analysed and couple of apomorphine analogues with very good binding properties and improved preference for D2 and D3 receptors were identified.

Description

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.

Keywords

Citation