CK2 und Inhibitoren
Meine Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit einigen Jahren mit der Proteinkinase CK2. Wir konnten im Laufe der letzten Jahre viele Interaktionspartner und neue Substrate der Proteinkinase CK2 identifizieren. Dazu gehören Proteine, die für die Zellzyklusregulation, für die Proliferation und für so basale Prozesse wie das Spleißen von RNA wichtig sind. Ausgehend von diesen Befunden sollte eine Inhibition der CK2 gravierende Auswirkungen auf das Wachstum von Zellen haben.
Die Aktivität von CK2 ist in Krebszellen erhöht und unterstützt ihre Proliferation. Eine Hemmung dieses Enzyms stellt somit einen möglichen therapeutischen Ansatz in der Tumortherapie dar und tatsächlich werden zwei Inhibitoren, CX4945 und CIGB-300, in der klinischen Phase zur Behandlung von Tumoren eingesetzt.
Durch eine Kooperation mit der AG Prof. Dr. Joachim Jose, Institut für Pharmazeutische und Medizinische Chemie, Universität Münster, haben wir Zugang zu neu hergestellten Inhibitoren für die Proteinkinase CK2, die bei uns auf ihre Eignung als zellmembrangängige Agenzien und auf ihre Spezifität und Selektivität gegenüber CK2 getestet werden. Der Kinaseinhibitor TF ((Z)-6,7-Dichlor-1,4-dihydro-8-hydroxy-4-[(4-methylphenylamino)-methylen-dibenzo[b,d]furan3(2H)-on) stellt einen hochpotenten Inhibitor der humanen Proteinkinase CK2 dar.
Abb.:Strukturformel des TF ((Z)-6,7-Dichlor-1,4-dihydro-8-hydroxy-4-[(4-methylphenylamino)-methylen-dibenzo[b,d]furan3(2H)-on) (Gratz A, Kuckländer U, Bollig R, Götz C, Jose J. Identification of novel CK2 inhibitors with a benzofuran scaffold by novel non-radiometric in vitro assays. Mol Cell Biochem. 356: 83-90 (2011).
In Zellkulturversuchen mit verschiedenen Tumorzelllinien sowie normalen Zellen wurde festgestellt, dass TF die zelluläre CK2-Aktivität senkt, was bedeutet, dass TF die zelluläre Membran überwinden und die CK2 in ihrer enzymatischen Aktivität hemmen kann.
Die Reduktion der zellulären CK2-Aktivität ging mit einer Reduktion der Viabilität der Zellen einher, wobei Tumorzellen sehr viel empfindlicher reagierten als normale Zellen. Nur in den Tumorzellen war anhand der Aktivierung von Caspasen und der Spaltung von PARP die Apoptose der Zellen nachzuweisen; normale Zellen blieben davon unbehelligt.
Ein Inhibitor, der normale Zellen weitestgehend verschont und Tumorzellen in ihrem Wachstum in Mitleidenschaft zieht oder sogar abtötet, ist für die Entwicklung therapeutischer Strategien gegen den Krebs ideal. TF wird aktuell in einem Tumormodell getestet. Erste Ergebnisse aus einem Tumormodell in der Maus sehen vielversprechend aus (siehe Abb.).
Abb.: Tumorgrößen in einem Tumormodell mit unbehandelten (Kontrolle) und mit TF-behandelten Tieren nach 14 (Start der Behandlung), 21 und 28 Tagen Behandlung.
Veröffentlichungen der Arbeitsgruppe
Gratz A, Kuckländer U, Bollig R, Götz C, Jose J. Identification of novel CK2 inhibitors with a benzofuran scaffold by novel non-radiometric in vitro assays. Mol Cell Biochem. 356: 83-90 (2011).
Götz, C., Gratz, A., Kucklaender, U., and Jose, J. TF - a novel cell-permeable and selective inhibitor of human protein kinase CK2 induces apoptosis in the prostate cancer cell line LNCaP. BBA – General subjects 1820: 970-977 (2012).
Schnitzler A., Gratz A., Bollacke A., Weyrich M., Kuckländer U., Wünsch B., Götz C., Niefind K. and Jose J. A π-halogen bond of dibenzofuranones with the gatekeeper Phe113 in human protein kinase CK2 leads to potent tight binding inhibitors. Pharmaceuticals (2018), 11, 23.
