DF-AMR: Spezifische Inhibitoren von Aminoglycosid-modifizierenden Enzymen (SIAM-APH) – Pharmakologische Charakterisierung von lead-ähnlichen APH-Inhibitoren

Multiwirkstoff-Resistenz (multidrug resistance, MDR) ist ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit, dass die dringende Entwicklung neuer Antibiotika erfordert, wie von der Weltgesundheitsorganisation hervorgehoben. Die Modifikation von Aminoglycosiden durch bakterielle Enzyme ist die Hauptquelle für Resistenzen gegen diese Klasse von Antibiotika. Es wurde gezeigt, dass Proteinkinase-Inhibitoren, die auch eine Klasse dieser bakteriellen Enzyme (Aminoglycosid-Phosphotransferasen) hemmen, die Empfindlichkeit von MDR-Bakterien gegenüber Aminoglycosiden wirksam wiederherstellen. Da diese Proteinkinase-Inhibitoren jedoch hauptsächlich auf menschliche Kinasen abzielen, können sie unerwünschte Nebenwirkungen haben, die ihre klinische Verwendung als Arzneimittel zur Wiederherstellung der Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika verhindern. Basierend auf den verfügbaren Co-Kristall-Strukturen werden wir in iterativen Runden verbesserte Derivate chemisch synthetisieren, um eine wirksame Inhibition gegen eine breite Palette von Bakterienkinasen zu erreichen und gleichzeitig eine Differenzierung gegen menschliche Kinasen zu erreichen. Die Bestimmung des Bindungsmodus durch Röntgenkristallographie, die Hemmung der Enzymaktivität und die Vorhersage durch Modellierung (Selektivität für Bakterien gegenüber menschlichen Kinasen) werden in Zusammenarbeit durchgeführt. Sodann werden die neuen Verbindungen für die Wiederherstellung der Antibiotikasensitivität in vitro an einer Sammlung klinischer MDR-Stämme von P. aeruginosa, A. baumannii, E. coli und K. pneumoniae getestet, insbesondere an Stämmen, die Aminoglykosid-modifizierende Enzyme exprimieren. Des Weiteren werden wir die Zytotoxizität der neu synthetisierten Verbindungen untersuchen, ihre ADME- und pharmakokinetischen Eigenschaften bestimmen und ihre Effekte in Tiermodellen von Lungeninfektionen testen. Fokus des Teilvorhabens ist die toxikologische und präklinische Testung der Inhibitor-Kandidaten.