Untersuchung der Glykostrukturtopologie bei Tumor- und Primärzelllinien

Es ist bekannt, dass polykationische Transporter auf der Zelloberfläche mit Proteoglykanen interagieren. Diese binden die Transporter (z. B. Peptoide) an die Zellmembran und sorgen damit für deren Endozytose. Erste Studien zeigen dass eine spezifische Interaktion von der Zusammensetzung der Zuckerstrukturen abzuhängen scheint. Im Zuge der Arbeit sollte eine Kartierung der Proteoglykane von verschiedenen Zelltypen erarbeitet und die biologischen Eigenschaften untersucht werden, so dass sich zukünftige Interaktionen mit bestimmten polykationischen Verbindungen wie z. B. polykationischen Wirkstofftransportern voraussagen lassen. Dabei wurden bioorthogonal markierte Zuckermonomere, wie z. B. das Azidogruppen-enhaltenen N-Azidoglukosamin, N-Azidomannosamin und N-Azidogalaktosamin gefüttert und metabolisiert. Die in die extrazelluläre Glykokalyx eingebauten Zucker wurden anschließend mit Hilfe einer bioorthoganalen Kupplungsreaktion, der sogenannten Click-Reaktion, mit einem Fluorophor gekuppelten Cyclooctin, detektiert und konnten somit mit Hilfe mikroskopischer Techniken sichtbar gemacht werden. Mit Hilfe eines Hochdurchsatzscreens wurden die Proteoglykan-Signaturen verschiedener Zellen detektiert und topologisiert. Toxikologische Tests ergaben eine gute Verträglichkeit der Zucker und der Cyclooctine. Um diese Topologisierung vieler Zellen in einem Hochdurchsatzscreen zu etablieren, wurde ein spezielles Einfrierverfahren der Zellen im 96-well Format entwickelt. In einem ersten Hochdursatzscreen wurden verschiedene Zelllinien auf die entsprechende Zuckerpräsentation auf der Zelloberfläche getestet und der Zuckereinbau mit Hilfe einer speziell für dieses Verfahren und diese Fragestellung entwickelten Software quantifiziert. Erste Kolokalisationsstudien mit polykationischen Transportern wurden ebenfalls durchgeführt und ausgewertet. Getestet wurden auch Chemotherapeutika, deren Interaktion mit der Glykokalyx noch nicht bekannt ist. Diese waren Derivate des Plakotenins.