Summary
WF10 is a chlorite-based drug that modulates macrophages functional states and can
be safely administered to humans. WF10 potentially modulates disease-related up-regulation
of immune responses both in vitro and in vivo. Thus immune response is influenced
in a way that inappropriate inflammatory reactions are downregulated. The molecular
mechanisms involved are not completely understood. Biochemical data suggest the reaction
of chlorite with hemoproteins as the central step in the activation process of the
drug. Thereby a chlorinating agent is generated, resulting in the oxidation of reduced
sulfur-containing molecules and in the conversion of amino residues into more or less
stable chloramines. The most prominent chloramine in vivo is taurine chloramine. Taurine
chloramine is a long-lived molecule with immunomodulatory properties. For instance,
taurine chloramine inhibits the generation of macrophage inflammatory mediators such
as nitric oxide, prostaglandin E2 (PGE2), tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6). This study on the
biochemical mechanism of WF10 gives evidence that hemoprotein dependent chlorination
of taurine is not only observed in vitro but also very likely in vivo. To characterize
the oxidant, generated during heme activation, different methods were used: Chemiluminescence,
EPR-spectroscopy, UV/VIS-spectroscopy, gas (GC) and size exclusion chromatography.
In summary, the results indicate as the first products of hemoprotein catalyzed chlorite
activation a chloroxygenspecies (probably HOCl/OCl−) and a ferryl-oxygen species at the hemoprotein active site in analogy to the known
peroxidase (compound I and II) intermediates. Moreover, hydrogen peroxide and chlorite
seem to react in a similar way with heme centers. It is proposed that WF10 represents
an “inactive” transport form of potentially active chlorine. Reactivity of the latter
is restricted unless heme moieties in proteins or enzymes activate the “transport
form” to perform reactions in analogy to peroxidases (i.e. myeloperoxidase-catalyzed
formation of HOCl/OCl−).
Zusammenfassung
Chlorit-Hämprotein-Interaktion als Schlüsselrolle der pharmakologischen Aktivität
der auf Chlorit basierenden Substanz WF10
WF10 beeinflußt als immunmodulato-rische Substanz die Makrophagenaktivität, indem
es proinflammatorische Parameter supprimiert. Der Wirkstoff von WF10 basiert auf chemisch
stabilisiertem Chlorit. Daten zum biochemischen Wirkmechanismus von WF10 weisen Hämproteinen
eine Schlüsselrolle bei der Aktivierung des Medikaments zu. Nach Kontakt mit Hämproteinen
kommt es über ein intermediär chlorierendes Oxidans zu Bildung von mehr oder weniger
stabilen Chloraminen. Das in vivo bekannteste Chloramin ist das stabile Taurinmono-chloramin,
dem immunmodulatorische Eigenschaften zugeschrieben werden. Neuere Untersuchungen
zum Reaktionsmechanismus von WF10 sprechen für eine Hämproteinkatalysierte Chlorierung
von Taurin durch WF10 nicht nur in vitro, sondern machen dies auch in vivo sehr wahrscheinlich.
Das „Häm-aktivierte” Oxidans wurde in dieser Studie mit verschiedenen Methoden charakterisiert:
Chemilumineszenz, EPR-Spektro-skopie, UV/VIS-Photometrie, Gas- (GC) und Gelfiltrationschromatographie.
Die vorgestellten Ergebnisse sprechen für Hypochlorit und eine Ferryl-Sauerstoffspe-zies
(in Analogie zu Compound I bzw. Compound II von Peroxidasen) als erste Reaktionsprodukte
von WF10 mit Hämproteinen. Vermutlich handelt es sich bei WF10 um eine „inaktive”
Transportform von potentiell aktivem Chlor, die selektiv erst bei Kontakt mit Hämverbindungen
aktiviert wird, in Analogie zu Peroxidasekatalysierten Reaktionen (wie ζ. Β. der Myeloperoxidasekatalysierten
Produktion von HOCl/OCl−).
Key words
Chlorite - Hemoglobin - Hemoproteins - Immunomodulation - Macrophages - WF 10, chlorite-hemoprotein
interaction, immunomodula-tion, pharmacology
