Keskushermostossa sijaitsevan lääkekohteen tehoseulomiseen liittyviä erityispiirteitä

It is well known that the central nervous system is a highly isolated tissue. Because of this the physico-chemical criteria to be met by an orally administered central nervous system drug are very strict. This work describes methods that can be used to select drug candidates and screening collections that have a higher possibility of being relevant to central nervous system drug development projects. This work also argues that small molecular space is so vast that it is difficult to imagine any progress without focusing screening collections in some way or another. Given that most available commercial compounds are very similar in some respects, it is very much possible that this presents a bottle-neck for the progress of drug development as a whole. Therefore, research on novel methods for compound production are also evaluated. In addition, this work describes the miniaturization and automation of a previously published ELISA-based assay. This assay measures the activation of a tyrosine kinase receptor (TrkB), expressed in a fibroblast cell line. The receptor, and it's endogenous ligand, Brain-derived neurotrophic factor, have been linked to the mechanism of action of previously discovered medical interventions used in the treatment of depression. Such an assay can be used to discover either small molecule agonists or antagonists acting upon the receptor. These molecules could possibly be clinically relevant in the treatment of depressive disorders and anxiety. It is demonstrated that it is indeed possible to miniaturize and automate the method, making it significantly more suitable for high-throughput screening. The original method was carried out in 24-well plates, transferring the samples to another plate for measurement. The new design uses 96-well plates and performs the entire process on the same plate.Keskushermosto on muista kudoksista tehokkaasti eristetty kudos, ja tästä johtuen keskushermostokandidaattien on täytettävä erittäin tiukka joukko fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Työssä kuvataan menetelmiä, joiden avulla voidaan valita todennäköisemmin keskushermoston lääkekehitykselle olennaisia yhdisterakenteita. Tutkielmassa myös esitetään, että pienmolekyylien täyttämä kemiallinen avaruus on niin laaja, ettei välttämättä ole käytännöllistä seuloa sitä kohdentamattomasti. Lisaäksi mahdollinen este lääkekehitykselle on se, että useat kaupallisesti saatavilla olevat kemialliset yhdisteet ovat keskenään hyvin samanlaisia. Tästä johtuen työssä tarkastellaan myös muutamia uusia tapoja tuottaa molekyyleja ja niiden merkitystä lääkekehitykselle. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin erään aiemmin kehitetyn immunosorbenttimääritysmenetelman soveltuvuutta tehoseulontamenetelmäksi optimoinnin, miniatyrisoinnin ja automatisoinnin avulla. Tämä menetelmä mittaa erään fibroblastissa ekspressoidun tyrosiinikinaasireseptorin aktiivisuutta. Kyseisen hermokasvutekijäreseptorin ja sen luonnollisen ligandin, aivoperäisen hermokasvutekijän on osoitettu olevan tärkeissä rooleissa aiemmin kehitettyjen masennuslääkkeiden vaikutusmekanismeissa. Toimivalla tehoseulontamenetelmällä voisi mahdollisesti löytää joko agonistisia, tai antagonistisia TrkB-reseptoriin vaikuttavia pienmolekyylejä. Nama voisivat olla hyödyllisiä lääkkeitä masennukseen ja ahdistukseen. Työssä myös osoitettiin, että TrkB-reseptoriin suunnattu ELISA-menetelmä on mahdollista suorittaa miniatyrisoituna ja automatisoituna, mikä parantaa huomattavasti sen soveltuvuutta seulontakäyttöön. Alkuperäinen menetelmä suoritettiin 24-kuoppalevyllä, siirtäen näytteet toiselle levylle mittausta varten. Menetelmäkehityksen myötä menetelmä pystyttiin toteuttamaan 96-kuoppalevymittakaavassa ja suorittamaan koko menetelmä samalla levyllä ilman näytteiden siirtoa