Pharmakologische Charakterisierung von Indiplon mit dem Ziel der Entwicklung eines spezifischen PET-Radioliganden für die alpha1-Untereinheit des GABA A-Rezeptors

Einleitung: Die positiv modulatorische Wirkung der Benzodiazepine an GABAA-Rezeptoren ist abhängig von der Existenz einer a- und g-Untereinheit, da die Benzodiazepin-Bindungstelle zwischen diesen beiden Untereinheiten liegt. Die a1-Untereinheit spielt eine wichtige Rolle bei der Vermittlung der Benzodiazepinwirkung sowie bei Schlafstörungen und Epilepsien. In diesem Projekt wurde ein neues „Non-Benzodiazepin“ (Indiplon) mit hoher Affinität für a1 pharmakologisch charakterisiert, um einen PET-Radioliganden für diese wichtige Untereinheit entwickeln zu können.

Methoden: Als Expressionssystem der rekombinanten GABAA-Rezeptoren dienten HEK293-Zellen, die mit GFP und cDNA bestimmter Rezeptor-Untereinheiten (a1b3g2L, a1b3d, a3-a6b3g2L) mit der Kalziumphosphat-Methode transfiziert wurden. Anschließend konnten die pharmakologischen Effekte von Indiplon, des flourierten Indiplons (G3) und der Vergleichssubstanz Zaleplon durch Ganzzellableitungen mit der Patch-Clamp-Technik elektrophysiologisch untersucht werden.

Ergebnisse: An den rekombinanten GABAA-Rezeptoren a1b3d, a4b3g2L und a6b3g2L konnte keine pharmakologische Aktivität durch Indiplon und G3 gemessen werden. Demnach dürfte es an diesen Rezeptorsubtypen zu keiner ausreichenden Bindung kommen. Generell zeigten alle drei Substanzen die schwächste positive Modulation der GABA EC30 an den a5b3g2L-Rezeptoren. An den a3b3g2L-Rezeptoren waren die Maximaleffekte für alle Substanzen deutlich größer bei niedrigeren EC50-Konzentrationen. An den a1b3g2L-Rezeptoren war die maximale Modulation für G3 und Indiplon geringer als an den a3b3g2L-Rezeptoren, allerdings bei auch deutlich niedrigeren EC50-Werten. Korrespondierend dazu kam es an a1b3g2L-, a3b3g2L- und a5b3g2L-Rezeptoren zu einer Linksverschiebung der GABA Dosis-Wirkungs-Kurve mit Reduktion der GABA EC50 bei Koapplikation von ansteigenden GABA-Konzentrationen (100nM-300µM) mit jeweils 10µM G3 bzw. Indiplon.

Schlussfolgerungen: Aufgrund des ausgeprägten maximalen Modulationseffektes von G3 und Indiplon an GABAA-Rezeptoren mit den Untereinheiten a3b3g2L kann man nicht von einer Spezifität dieser Pharmaca für die a1-Untereinheit ausgehen. Allerdings zeigten G3 und Indiplon an den a1b3g2L-Rezeptoren deutlich niedrigere EC50-Werte als an a3b3g2L-Rezeptoren, sodass eine Anwendung in vivo als PET-Ligand für die im ZNS häufig expremierte a1-Untereinheit trotzdem vielversprechend erscheint.