Zellbasiertes Wirkstoff-Screening auf Inhibitoren der Autophagie-verwandten 4B-Cystein-Peptidase

Das Hauptziel der Forschung in meinem Labor ist es, die Regulation der Autophagie und insbesondere des ATG4-Cystein-Proteans zu verstehen und dieses Wissen zu nutzen, um niedermolekulare Inhibitoren zu entwickeln, die auf diesen Signalweg insbesondere bei Krankheiten wie Bauchspeicheldrüsenkrebs abzielen. Wir verwenden High-Content-Hochdurchsatz-Screening-Technologien, um Wirkstoffziele sowie Wirkstoffkandidaten zu identifizieren, und wir konzentrieren uns auf die ATG4-Cystein-Protease-Familie, weil wir glauben, dass sie ein sehr gutes Ziel für verschiedene Krebsarten ist. Wir beschäftigen uns schon seit geraumer Zeit mit den Mitgliedern der ATG4-Familie.

Wir haben bedeutende Entdeckungen über die Dysfunktion dieser Proteinfamilie und der Zellen gemacht. Wir haben auch neue posttranslationale Mechanismen der Regulation der Mitglieder der ATG4-Familie identifiziert und entwickeln derzeit niedermolekulare Inhibitoren und auch Aktivatoren der ATG4-Familien für Krankheiten wie Krebs und Neurodegeneration. Es gibt nicht viele Assays, um die ATG4-Proteaseaktivität in Zellen zu überwachen.

Daher waren wir einer der ersten, der einen Luziferase-basierten Assay entwickelte, um diese Aktivität zu überwachen. Und unser Assay ist ziemlich ungewöhnlich, weil er sezernierte, sagen wir Phrasen, verwendet, daher müssen wir die Zellen nicht lizenzieren und wir können dieses Protokoll leicht an Hochdurchsatz-Screening-Methoden und Laborautomatisierung anpassen. Wir beschäftigen uns seit geraumer Zeit mit der ATG4-B-Proteinprotease.

Wir haben Knockout-Zelllinien der ATG4-Familie erzeugt. Wir haben neue posttranslationale Regulationsmechanismen von ATG4 identifiziert, und letztendlich haben wir auch mehrere neuartige niedermolekulare Verbindungen identifiziert, die die ATG4-B-Protease hemmen und sogar aktivieren könnten. In Zukunft möchten wir unsere Arbeit an den Mitgliedern der ATG4-Familie fortsetzen.

Wir denken, dass das eine ganze Menge ist, was derzeit unbekannt ist und noch aufgedeckt werden muss. Wie diese Proteine beispielsweise die Autophagie in Nervenzellen regulieren, ist derzeit noch völlig unklar. Wir möchten unsere Arbeit auch auf die Validierung dieser von uns identifizierten niedermolekularen Verbindungen konzentrieren und möglicherweise Aktivatoren bei neurodegenerativen Erkrankungen einsetzen.