Functional analysis of new and reference histamine H4 ligands

Rodzina receptorów histaminowych stanowi ważny cel terapeutyczny w wielu chorobach o różnym podłożu. Należą do niej receptory H1, biorące udział w powstawaniu podstawowych objawów nadwrażliwości, receptory H2, których blokada wiąże się ze zmniejszeniem wydzielania kwasu żołądkowego, H3 obecne głównie w ośrodkowym układzie nerwowym oraz receptory H4 zaangażowane w reakcje zapalne i procesy immunologiczne.Przedmiotem zainteresowania niniejszej pracy był najpóźniej odkryty i najmniej poznany receptor histaminowy H4. W ramach prowadzonych badań określono aktywność funkcjonalną tiofenowych pochodnych 2-amino-4-(4-metylopiperazyn-1-ylo)-1,3,5-triazyny, będących ligandami receptora H4 o znanym powinowactwie. W testach akumulacji cAMP i fosforylacji kinaz ERK 1/2 dokonano oceny aktywacji wewnątrzkomórkowych ścieżek sygnałowych oraz określono charakter agonistyczny i antagonistyczny badanych związków w poszczególnych szlakach aktywacji receptora histaminowego H4. Opracowano również metodę obserwacji efektów pobudzenia receptora histaminowego H4 na poziomie komórkowym z użyciem techniki bezznacznikowej, działającej w oparciu o pomiary impedancji komórkowej. Zwalidowany test wykorzystano do scharakteryzowania aktywności endogennego agonisty receptora H4 – histaminy oraz nowych połączeń z grupy tiofenowych pochodnych triazyny. Uzyskane wyniki pozwoliły na pełną charakteryzację aktywności wewnętrznej nowych ligandów receptora histaminowego H4, a także identyfikację elementów strukturalnych badanych związków, które definiowały ich selektywność funkcjonalną w kierunku konkretnej ścieżki przekazywania sygnału.

The family of histamine receptors is an important therapeutic target in many diseases of various origins. These include H1 receptors, involved in the development of hypersensitivity, H2 receptors, the blockage of which is associated with a reduction in gastric acid secretion, H3 receptors present mainly in the central nervous system, and H4 receptors that are involved in inflammatory reactions and immune processes.The subject of interest of this study was the latest discovered and least investigated histamine H4 receptor. The research focused on the evaluation of functional activity of thiophene derivatives of 2 amino-4-(4-methylpiperazin-1-yl)-1,3,5-triazine, which were previously characterized as histamine H4 receptor ligands with known affinity.Using the cAMP accumulation and ERK 1/2 kinase phosphorylation assays, the activation of intracellular signaling pathways was assessed and the agonistic and antagonistic properties of the tested compounds were determined at particular histamine H4 receptor activation pathways. A method was also developed to monitor the effects of histamine H4 receptor stimulation at the cellular level using a label-free technology based on the cellular impedance measurements. The validated test was used to characterize the activity of the endogenous H4 receptor agonist - histamine and novel thiophene-triazine derivatives.The obtained results allowed for the complete determination of the intrinsic activity of the novel histamine H4 receptor ligands, as well as for the identification of structural elements of the tested compounds that defined their functional selectivity towards particular H4 receptor signaling pathways.