In vitro Untersuchungen zur Wirkung von Saccharidmimetika auf verschiedene Schritte der Metastasierung von malignen Melanomzellen

In dieser Arbeit sollte das Potential synthetischer Saccharidmimetika getestet werden, verschiedene Schritte der metastatischen Kaskade in vitro zu hemmen. Dabei wurden an Melanomzellen einige ausgewählte Strukturen zweier Substanzbibliotheken auf ihre Wirkung gegenüber der Zell-Adhäsion und -Migration sowie der Aktivierung von Matrix-Metalloproteinasen untersucht. Erste Versuche mit galactosylierten Cyclohexan-Derivaten haben gezeigt, daß sich die Adhäsion von B16F10-Mausmelanom-Zellen an Fibronectin in Anwesenheit von 40 mM 1,3-Bis-beta-D-galactopyranosyl-oxymethyl-5-hydroxymethyl-cyclohexan um 80 % inhibieren läßt. Die Wirksamkeit von Galactose als aktives Element bestätigten Adhäsionsversuche mit digalactosylierten Furan-Derivaten, welche in äquivalenter Konzentration in der Lage waren die Adhäsion der B16F10-Zellen an Fibronectin (40 %), Vitronectin (50 %) und Laminin (50 %) signifikant zu reduzieren. Der Furanring als Grundgerüst der Saccharidbibliothek bietet dabei den Vorteil, daß das Saccharidmimetikum über eine Diels-Alder-Reaktion an Fluoreszenz-Farbstoffe gekoppelt werden kann. Auf diese Weise lassen sich Moleküle erzeugen, die als Marker zuckerbindender Strukturen zur Aufklärung des Wirkmechanismus der Saccharidmimetika genutzt werden können. Die Substitution eines Galactoserestes am Furan-Ring gegen eine Fucoseeinheit ergab keine Verbesserung der inhibitorischen Eigenschaften. Auch eine Übertragung der Ergebnisse auf die humane Melanom-Zellinie WM-115 ergab für 40 mM 3,4-Bis-beta-D-galactopyranosyl-oxymethyl-furan nur noch einen geringen Rückgang der Adhäsion an Fibronectin (26 %) bzw. Fibrinogen (30 % ab 5mM). Ein Effekt der Substanz auf die Aktivität der Matrix-Metalloproteinase-2 bzw. das Migrationspotential der Zellen war nicht zu erkennen. Die Addition einer geladenen Sulfatgruppe an den Furanring ergab schließlich die gewünschte Optimierung der Wirksamkeit des Saccharidmimetikums. 3-beta-D-Galactopyranosyl-oxymethyl-4-sulfatomethyl-furan (GSF) ist in der Lage die Adhäsion des B16F10 Maus-Melanoms und der humanen WM-115-Linie an Fibronectin (40 mM) und Fibrinogen (20 bzw. 10 mM) vollständig zu unterdrücken. Es verminderte die Aktivierung der MMP-2 und inhibierte die Migration von Zellen in einer Konzentration von 5 mM. Ein Rückgang der Zellzahl um 50 % aufgrund cytotoxischer Effekte ist bei dieser Konzentration erst nach mehr als 60 h erkennbar und daher für die beschriebenen Versuche nicht relevant. Die vollständige Inhibition der Adhäsion, sowie die signifikanten Auswirkungen auf die Aktivierung von MMP-2 und die Zell-Migration deuten auf eine Interaktion von GSF mit einem oder mehreren Mitgliedern der Integrinfamilie hin. Anhand der vorliegenden Arbeit ist es gelungen zu zeigen, daß insbesondere geladene Saccharidmimetika das Potential besitzen die metastasierenden Eigenschaften von Melanomzellen in vitro zu unterdrücken. Das Screening nach weiteren geladenen Saccharidmimetika auf Furanbasis, deren vergleichbare Wirkung in geringeren Konzentrationen vorhanden sein sollte, scheint erfolgsversprechend und die Substanzen sollten durch die Möglichkeit einer kombinatorischen Synthese zugänglich sein