Entwicklung von niedermolekularen Inhibitoren des Blutgerinnungsfaktors XIIa als neuartige Antikoagulanzien

• Antragsteller: Dr. Dmitrii Kalinin
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462465631

Eine Thrombose ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die mit Herzinfarkt und ischämischem Schlaganfall assoziiert ist. Die hohe thrombosebedingte Sterblichkeitsrate unterstreicht die Notwendigkeit der Entwicklung neuer antithrombotischer Wirkstoffe. Die derzeit verfügbaren Antikoagulanzien inhibieren die Blutgerinnung, indem sie auf die wichtigsten Enzyme des gemeinsamen Blutgerinnungsweges (FIIa und FXa) abzielen und dadurch lebensbedrohliche hämorrhagische Komplikationen verursachen. Daher werden Antikoagulanzien mit neuen Wirkmechanismen benötigt, um eine Thrombose, ohne erhöhtes Blutungsrisiko zu verhindern. In dieser Hinsicht ist der Blutgerinnungsfaktor XIIa (FXIIa), eine Serinprotease, die den intrinsischen Blutgerinnungsweg initiiert, ein neues vielversprechendes Target. Neuere Studien haben eine grundlegende Rolle von FXIIa bei der Thrombose, aber nicht bei der Hämostase nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die Hemmung von FXIIa zu einer antithrombotischen Wirkung ohne Blutungsrisiko führen könnte. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung neuer potenter und selektiver Inhibitoren von FXIIa mit ausgeprägten blutgerinnungshemmenden Eigenschaften. Zu diesem Zweck wird ein rationaler Ansatz für das Wirkstoff-Design verwendet, der auf den strukturellen Merkmalen des aktiven Zentrums von FXIIa beruht. Insbesondere zur Verbesserung der Aktivität und des Selektivitätsprofils der potentiellen Inhibitoren wird das 1,2,4-Triazol-5-amin-Gerüst in Richtung der FXIIa-Substratbindungsstellen erweitert. Um die S2-Tasche vollständig zu adressieren und auch die S1'- und S3-S4-Taschen des aktiven Zentrums von FXIIa zu erreichen, werden die Serien 21, 26, 30 und 34 mit vergrößerten Substituenten in 3-Position des Triazolrings synthetisiert. Um die nicht besetzte S2'-Tasche von FXIIa zu adressieren, wird die primäre Aminogruppe des 1,2,4-Triazol-5-amins durch geeignete Substituenten "verlängert" (Synthese der Serien 37 und 43). Um die Verweilzeit der Inhibitoren im aktiven Zentrum von FXIIa zu verlängern, werden auch die Lactame 46, 47 und 49 synthetisiert. Zusätzlich zur konventionellen Synthese wird ein paralleler Syntheseansatz im Mikromaßstab entwickelt und ausgearbeitet, um schnell Bibliotheken neuer Inhibitoren verfügbar zu machen und diese zu screenen. Neue Verbindungen werden in Enzyminhibitionstests auf ihre hemmende Wirkung gegen FXIIa und andere physiologisch relevante Serinproteasen (FIIa, FXa, FXIa, Plasmin und Urokinase) und Serinhydrolasen (Acetylcholinesterase, Monoacylglycerol-Lipase und Fettsäureamid-Hydrolase) getestet. Der Mechanismus der FXIIa-Hemmung durch die synthetisierten Verbindungen wird durch MS-Analyse der Enzym-Inhibitorkomplexe aufgeklärt. Um die Wirksamkeit neuer FXIIa-Inhibitoren nachzuweisen, wird die blutgerinnungshemmende Aktivität in vitro in aPTT- und PT-Tests untersucht. Schließlich werden das Zytotoxizitätsprofil, die Plasmastabilität und wichtige pharmakokinetische Parameter der FXIIa-Inhibitoren bestimmt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen