title: Probing inhibitory potential of aryl-methoxy derivates on ABCG2 with a fluorescent substrate accumulation assay
Creators: name: Elghalban, Ahmed
Publisher: name: :none
Year: 2017

description: Die Superfamilie der ATP-Bindungskassette (ABC) ist eine der größten Proteinfamilien, da ihre Mitglieder in prokaryotischen und eukaryotischen Organismen ubiquitär exprimiert werden. Es handelt sich um Transmembranproteine, die aus der ATP-Hydrolyse gewonnene Energie verwenden, um Substrate über die Membran gegen den Konzentrationsgradienten zu pumpen. Brustkrebsresistenz-Protein (BCRP / ABCG2), ein Mitglied der ATP-Bindungskassettenfamilie, ist ein Efflux-Transporter, der bei der Entwicklung von Multidrug-Resistenzen (MDR) gegen Antikrebs-Medikamente eine entscheidende Rolle spielt. Es wird in der Zellmembran von mehreren Tumorzelltypen überexprimiert und vermittelt den Wirkstoffabfluss aus den Zellen. Dies führt zu einer Verringerung der intrazellulären zytostatischen Konzentration und anschließend zum Versagen der Krebs-Chemotherapie. Physiologisch wird BCRP im Dünndarm, in der Niere, in der Leber, in der Lunge, im Gehirnendothel, in den Brustdrüsen und in der Plazenta stark exprimiert und schützt diese Gewebe vor einer Vielzahl von endogenen und exogenen Toxinen, indem sie aus den Zellen extrudiert. Aufgrund seiner Lage in den physiologischen Barrieren und seiner Substratpolyspezifität beeinflusst sie die Absorption, Verteilung und Beseitigung von Arzneimitteln, die einen Einfluss auf die orale Bioverfügbarkeit und Gewebeverteilung haben. Darüber hinaus ist BCRP auch an Arzneimittel-Wechselwirkungen beteiligt. In dieser Arbeit wurde ein Set von Aryl-Methoxy-Derivaten für ihr BCRP-inhibitorisches Potential untersucht, basierend auf Vorhersagen von Docking-Studien an einem Homologie-Modell von BCRP. Vier Verbindungen wurden auf ihre Hemmung des BCRP-vermittelten Mitoxantron-Efflux in BCRP-exprimierenden PLB985-Zellen unter Verwendung einer Durchflusszytometrie untersucht. Unser Ziel war es, ein tieferes Wissen über die molekularen Mechanismen der BCRP-Hemmung zu gewinnen. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass alle vier Verbindungen eine hemmende Wirkung auf BCRP haben, was wahrscheinlich aufgrund ihrer H-Bindungs-Wechselwirkung mit Glutamat 73 an der Bindungsstelle von BCRP war.
description: The ATP binding cassette (ABC) transporter superfamily is one of the largest protein families as its members are expressed ubiquitously in prokaryotic and eukaryotic organisms. They are transmembrane proteins using the energy derived from ATP hydrolysis to pump substrates across the membrane against the concentration gradient. Breast Cancer Resistance Protein (BCRP / ABCG2), a member of the ATP binding cassette family, is an efflux transporter which plays a crucial role in the development of multidrug resistance (MDR) against anticancer drugs. It is overexpressed in the cell membrane of several tumor cell types and mediates the drug efflux out of the cells. This leads to a reduction in the intracellular cytostatic concentration and subsequently, to failure of cancer chemotherapy. Physiologically, BCRP is highly expressed in the small intestine, kidney, liver, lungs, brain endothelium, mammary glands and placenta, and it protects these tissues from a variety of endogenous and exogenous toxins by extruding them from the cells. Due to its location in the physiological barriers and its substrate polyspecificity, it affects absorption, distribution, and elimination of drugs, which have an influence on the oral bioavailability and tissue distribution. Furthermore, BCRP is also involved in drug-drug interactions. In this work, a set of aryl-methoxy derivatives was investigated for their BCRP inhibitory potential, based on predictions from docking studies on a homology model of BCRP. Four compounds were examined for their inhibition of BCRP mediated mitoxantrone efflux in BCRP-expressing PLB985 cells, using flow cytometric analysis. Our aim was to gain a deeper knowledge about the molecular mechanisms of BCRP inhibition. Our results have shown that all four compounds have an inhibitory effect on BCRP, which was likely due to their H-bond interaction with Glutamate 73 at the binding site of BCRP.