Was sind Caspase-Hemmer?
Caspasen sind eine komplexe Gruppe von Enzymen, die Apoptose hervorrufen, auch als programmierter Zelltod bekannt. Eine natürliche Gruppe von Caspase-Inhibitorenzymen wird durch die Spaltung einer zusätzlichen Klasse von Caspasen aktiviert. Eine andere Art von Inhibitor, die natürlich vorkommt, sind Viren, die sie im Rahmen ihres Infektionsprozesses verwenden. In zellbiologischen und biochemischen Studien verwenden Forscher häufig Caspasehemmer, um zu versuchen, einen bestimmten Caspasetyp zu hemmen, um die Auswirkungen auf den Zelltod in Abwesenheit seiner Aktivität festzustellen. Solche Inhibitoren sind auch als potenzielle klinische Arzneimittel von Interesse.
Die enorme Bedeutung von Caspasen hat sie zum Ziel einer immensen Menge an Forschung in der Biochemie und Zellbiologie gemacht. In der Enzymologie ist es sehr verbreitet, einen Inhibitor gegen ein bestimmtes Enzym zu verwenden und dann nach Änderungen zu suchen, sobald das zu untersuchende Enzym keine Aktivität mehr aufweist. Einige Inhibitoren werden aus natürlichen Quellen gewonnen, während andere speziell auf die spezifischen Enzyme abzielen. Es gibt eine breite Palette von Apoptosehemmern, die im Handel erhältlich sind.
Viele natürliche Enzyminhibitoren sind kurze Ketten von Aminosäuren, sogenannte Peptide. Das Gebiet der Peptidomimetika ermöglicht die Synthese von Verbindungen, die strukturell natürlichen Peptiden ähnlich sind, aber auch ungewöhnliche Eigenschaften aufweisen. Eine Gruppe von Caspase-Inhibitoren weist eine Sequenz auf, die von bestimmten Caspasen gespalten wird. Es ist an eine fluoreszierende Markierung gekoppelt, sodass die Aktivität des Enzyms nachgewiesen werden kann, wenn die jeweilige Caspase aktiv ist.
Unter Verwendung solcher Assays wurde angenommen, dass Gruppen von Caspase-Inhibitoren spezifisch für die einzelnen Formen der untersuchten Caspasen sind. Detaillierte Untersuchungen unter Verwendung dieser Inhibitoren ergaben, dass viele der Verbindungen nicht so spezifisch waren, wie zuvor angenommen. Bei den Konzentrationen, die in Tests in zellbiologischen Experimenten verwendet wurden, wurde auch festgestellt, dass andere Formen von Caspasen, die nicht das Zielenzym waren, inhibiert wurden. Untersuchungen, die auf Effekte hinweisen, die vermutlich auf eine bestimmte Caspase zurückzuführen sind, mussten neu bewertet werden.
Eine Reihe verschiedener Caspase-Inhibitoren wurde in klinischen Studien unter verschiedenen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse sind vielversprechend, wenn Menschen mit Leberschäden mit einem solchen Inhibitor behandelt wurden, und es hat den Tod von Leberzellen verzögert. Ein weiteres Beispiel sind Patienten, bei denen die Sauerstoff- und Blutversorgung des Gehirns unterbrochen wurde. Es wurde festgestellt, dass die experimentelle Verwendung eines Caspase-Inhibitors dabei hilft, Gewebeschäden in solchen Fällen zu verhindern.
Der programmierte Zelltod kann ein Abwehrmechanismus sein, um Zellen abzutöten, anstatt sie durch Mikroorganismen infizieren zu lassen. Bestimmte Arten von Viren, wie die Kuhpocken, verwenden Caspase-Inhibitoren, um zu verhindern, dass die Zielzellen eine Apoptose eingehen. Dadurch können sie erfolgreich in die Zellen eindringen.