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Titel:Derivate nichtsteroidaler Antirheumatika als potentielle Cannabinoid- und Vanilloid-Rezeptor Liganden und Fettsäure-Derivate des Metamizols als dessen pharmakologisch aktives Prinzip
Autor:Rogosch, Tobias
Weitere Beteiligte: Imming, Peter (Dr.)
Veröffentlicht:2005
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2006/0184
DOI: https://doi.org/10.17192/z2006.0184
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2006-01849
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Derivatives of nonsteroidal antiinflammatory drugs as potential cannabinoid and vanilloid receptor ligands and fatty acid derivatives of dipyrone as its pharmacological active principle
Publikationsdatum:2006-03-03
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Nichtsteroidales Antiphlogistikum, Nonsteroidal antiinflammatory drug, Diclofenacnatrium, Cannabinoide, Prostaglandinsynthase, Vanilloid Rezeptor, Diclofenac, Dipyrone, Cyclooxygenase, Cannabinoids, Wirkungsmechanismus, Metamizol, Indometacin

Zusammenfassung:
Die vorliegende Dissertationsarbeit beschäftigt sich zum einen mit dem möglichen Eingriff von Metaboliten der nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR), die strukturell mit den Endocannabinoiden bzw. -vanilloiden verwandt sind, in das endogene Cannabinoid- und Vanilloidsystem. Zum anderen wurde der bislang nicht geklärte molekulare Wirkungsmechanismus des Metamizols untersucht und – zumindest teilweise – geklärt. Im ersten Teil der Arbeit wurden Dopamide, Vanillylamide und 2-Glycerolester von Diclofenac, Ibuprofen, Indometacin, Naproxen und Flurbiprofen synthetisiert. Von den chiralen Wirkstoffen, also Ibuprofen, Naproxen und Flurbiprofen, wurden jeweils beide Enantiomere hergestellt. Es konnte gezeigt werden, dass die Dopamide und Vanillylamide von Diclofenac und Indometacin einen Calciumeinstrom in mit hVR1 cDNA transfizierten HEK 293 Zellen auslösen, der durch den TRPV1-Rezeptor vermitteltet wird (EC50 zwischen 0.26 und 1.50 µM). Dies wurde durch Zunahme der Fluoreszenz von mit Fluo 3 AM inkubierten HEK 293 Zellen nachgewiesen. Fluo 3 AM wird intrazellulär zu Fluo 3 hydrolysiert, das mit Ca2+ einen fluoreszierenden Komplex bildet. Die Zugabe von TRPV1-Agonisten bewirkt einen Ca2+-Einstrom, wodurch die Fluoreszenz verstärkt wird. Bei vorheriger Zugabe von Capsazepin, einem TRPV1-Antagonisten, ließ sich keine Zunahme der Fluoreszenz beobachten. Dies beweist, dass der Effekt wirklich durch TRPV1 vermittelt wurde. Da in Ermangelung von Vanillylamin in vivo die Vanillylamide nicht entstehen können, eignen sie sich „nur“ als pharmakologische Tools oder als Vorlage für neue TRPV1-Agonisten. Die Dopamide könnten theoretisch auch in vivo entstehen; bisher ist aber noch nicht nach ihnen gesucht worden. Allerdings waren sowohl die im Rahmen meiner Diplomarbeit (Rogosch, 2003) hergestellten Ethanolamide als auch die Dopamide, Vanillylamide und 2 Glycerolester von jeweils beiden Enantiomeren von Ibuprofen, Naproxen und Flurbiprofen keine Liganden für CB und TRPV1-Rezeptoren. Auch eine Inhibierung der FAAH konnte bei diesen Verbindungen nicht nachgewiesen werden. Dadurch wurde unsere Hypothese, dass NSARs ihre Wirkung zum Teil über diese Metabolite erzielen, die den Endocannabinoiden ähnlich sind, nicht bestätigt. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Aufklärung des Wirkungsmechanismus von Metamizol. Er konnte erstmals teilweise aufgeklärt werden. Metamizol wird im Magen rasch zu N-Methyl-aminophenazon (MAP) hydrolysiert und auch als solches resorbiert. Danach wird es in Aminophenazon (AP) und andere weniger wichtige Metabolite wie N-Acetyl-Aminophenazon (AAP) und N-Formyl-Aminophenazon (FAP) biotransformiert. Die Arachidonsäure-Derivate des N-Methyl-aminophenazons (AA-MAP) und des Aminophenazons (AA-AP) wurden synthetisiert und konnten in vivo im Gehirn und Rückenmark von Mäusen und Ratten nach Fütterungsstudien mit Metamizol nachgewiesen werden. Das Arachidonsäure-Derivat von MAP inhibiert die COX 1 und COX 2 (IC50-Wert im Gewebeextrakt für die PGE2-Bildung 13.2 µM und für die PGI2-Bildung 5.2 µM; IC50 Werte für die PGE2-Bildung 42.2 µM an isolierter COX-1 bzw. 68.9 µM an isolierter COX-2), was durch Inkubation des Gewebeextrakts bzw. isoliertem Enzym mit diesem Metaboliten und anschließender Bestimmung der Prostagladin-Konzentration nachgewiesen wurde. Für CB1- und CB2-Rezeptoren zeigten beide Arachidonsäure-Derivate eine Affinität mit einem Ki-Wert im mikromolaren Bereich (CB1: KiAA MAP = 7.8 µM; KiAA AP = 2.9 µM; CB2: KiAA MAP = 3.0 µM; KiAA AP = 5.4 µM). Dies wurde durch die Radioligandbindungsmethode bewiesen, bei der die Gewebeextrakte jeweils mit einem selektiven radioaktiv markierten Liganden und diesen Metaboliten inkubiert wurden und anschließend die verbliebene Radioaktivität gemessen wurde. Des Weiteren konnte auch die Entstehung dieser Metabolite geklärt werden. Bei FAAH-Knockout-Mäusen, die mit Metamizol gefüttert wurden, ließen sich diese Metabolite nicht oder nur in Spuren nachweisen, während sie bei den Wildtyp-Mäusen in signifikanter Konzentration auftraten. Dies deutet auf eine Schlüsselrolle von FAAH bei der Entstehung dieser Metabolite hin.

Summary:
This PhD-Thesis deals on the one hand with the potential intervention of metabolites of the nonsteroidal antiinflammatory drugs that are structurally related to the endocannabinoids and endovanilloids into the endogenous cannabinoid and vanilloid system. On the other hand the molecular mechanism of action of dipyrone (=metamizol) was examined and could be clarified at least partly. In the first part dopamids, vanillylamids und 2-glycerolesters of Diclofenac, Ibuprofen, Indometacin, Naproxen and Flurbiprofen were synthesized. It could be shown, that the dopamids and vanillylamids of Diclofenac and Indometacin trigger by TRPV1 receptor activation calcium influx into HEK 293 cells that were transfected with hVR1 cDNA (EC50 between 0.26 and 1.50 µM). Since the vanillylamids cannot arise in vivo because of the lack of vanillylamin they are “just” suitable as pharmacological tools or as templates for new TRPV1-Agonisten. The dopamids could arise theoretically in vivo; but till now, anyone has searched for them yet. Both the ethanolamids produced in the context of my master thesis and dopamids, vanillylamids and 2-glycerolesters of Ibuprofen, Naproxen und Flurbiprofen were no ligands at CB- and TRPV1-receptors. Also an inhibition of FAAH could not be proved. Thereby our hypothesis that NSARs which are similar to the endocannabinoids achieve their effect partly about this metabolite was not confirmed. The second part deals with the clearing up of the mechanism of dipyrone. Dipyrone is an analgetic and antipyretic drug. It is hydrolyzed in the stomach rapidly to N-methyl-aminophenazone (MAP) and absorbed as such. Afterwards it gets biotransformed into aminophenazone (AP) and other less important metabolites such as N acetyl-aminophenazone (AAP) and N-formyl-aminophenazone (FAP). However its pharmacological mechanism is still unrevealed. We have designed and synthesized arachidonic acid derivatives of N methyl-aminophenazone (AA-MAP) and aminophenazone (AA-AP). These metabolites could be found in brain and medulla extracts of mice and rats that have been fed with dipyrone. The arachidonic acid derivative of MAP inhibits COX-1 and COX-2 at low micromolare concentrations. At CB1- and CB2-receptors both arachidonic acid derivatives showed an affinity with a Ki value in the micro-molecular range. Furthermore the emergence of these metabolites could be clarified. In FAAH knockout mice, which were fed with dipyrone, these metabolites could not be found or only in traces, while they were found in wildtyp mice in significant concentration. This points to a key role of FAAH in the emergence of these metabolites.


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