Bazedoxifene – a promising brain active SERM that crosses the blood brain barrier and enhances spatial memory

Hill, Robert A.; Kouremenos, Konstantinos A.; Tull, DL; Maggi, Adriana; Schroeder, Anna; Gibbons, Andrew S.; Kulkarni, Jayashri; Sundram, Suresh; Du, Xin

doi:10.1016/j.psyneuen.2020.104830

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“…All in all, BZX lacks breast and endometrial side effects, and thereby has an improved safety profile [139]. BZX crosses the blood-brain barrier (BBB), and enhances spatial memory in OVX rats, a model of postmenopausal estrogen decline [140].…”

Section: Selective Estrogen-receptor Modulators (Serms)mentioning

confidence: 99%

Estradiol and Estrogen-like Alternative Therapies in Use: The Importance of the Selective and Non-Classical Actions

et al. 2022

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Estrogen is one of the most important female sex hormones, and is indispensable for reproduction. However, its role is much wider. Among others, due to its neuroprotective effects, estrogen protects the brain against dementia and complications of traumatic injury. Previously, it was used mainly as a therapeutic option for influencing the menstrual cycle and treating menopausal symptoms. Unfortunately, hormone replacement therapy might be associated with detrimental side effects, such as increased risk of stroke and breast cancer, raising concerns about its safety. Thus, tissue-selective and non-classical estrogen analogues have become the focus of interest. Here, we review the current knowledge about estrogen effects in a broader sense, and the possibility of using selective estrogen-receptor modulators (SERMs), selective estrogen-receptor downregulators (SERDs), phytoestrogens, and activators of non-genomic estrogen-like signaling (ANGELS) molecules as treatment.

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Section: Selective Estrogen-receptor Modulators (Serms)mentioning

confidence: 99%

Estradiol and Estrogen-like Alternative Therapies in Use: The Importance of the Selective and Non-Classical Actions

et al. 2022

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“…In the resulting antagonist conformation, the ER LBD exhibits a different coregulator recruitment profile with a preference for corepressor binding. , Therein, ER modulation by SERMs varies in different tissues, which is rationalized by differential coregulator equipment of different cell types and tissues. They act as ER antagonists in breast tissue, as partial agonists in bone, and activity in endometrium varies depending on the SERM. , Brain penetration and activation of ER signaling in the CNS were recently demonstrated for the SERM bazedoxifene ( 108 ), which could hence serve as an attractive tool to further probe ER modulation in neurodegeneration. Following the SERMs as ER modulatory drugs, the antiestrogen fulvestrant ( 110 ) acting as a selective estrogen receptor degrader (SERD) has introduced another strategy to inhibit ER activity, and several further SERDs have been developed of which elacestrant ( 111 ) was found to cross the blood–brain barrier suggesting it as a potential tool to study inhibition of ER signaling in the CNS.…”

Section: Nuclear Receptors and Neurodegenerationmentioning

confidence: 99%

Targeting Nuclear Receptors in Neurodegeneration and Neuroinflammation

2021

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Nuclear receptors, also known as ligand-activated transcription factors, regulate gene expression upon ligand signals and present as attractive therapeutic targets especially in chronic diseases. Despite the therapeutic relevance of some nuclear receptors in various pathologies, their potential in neurodegeneration and neuroinflammation is insufficiently established. This perspective gathers preclinical and clinical data for a potential role of individual nuclear receptors as future targets in Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and multiple sclerosis, and concomitantly evaluates the level of medicinal chemistry targeting these proteins. Considerable evidence suggests the high promise of ligand-activated transcription factors to counteract neurodegenerative diseases with a particularly high potential of several orphan nuclear receptors. However, potent tools are lacking for orphan receptors, and limited central nervous system exposure or insufficient selectivity also compromises the suitability of well-studied nuclear receptor ligands for functional studies. Medicinal chemistry efforts are needed to develop dedicated high-quality tool compounds for the therapeutic validation of nuclear receptors in neurodegenerative pathologies.

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“…They act as ER antagonists in breast tissue, as partial agonists in bone, and activity in endometrium varies depending on the SERM. 532,533 Brain penetration and activation of ER signaling in the CNS were recently demonstrated 536 for the SERM bazedoxifene (108), which could hence serve as an attractive tool to further probe ER modulation in neurodegeneration. Following the SERMs as ER modulatory drugs, the antiestrogen fulvestrant (110) 537 acting as a selective estrogen receptor degrader (SERD) has introduced another strategy to inhibit ER activity, and several further SERDs have been developed 533 of which elacestrant (111) 538 was found to cross the blood−brain barrier 539 suggesting it as a potential tool to study inhibition of ER signaling in the CNS.…”

Section: Nurr1 In Admentioning

confidence: 99%

Entwicklung und Charakterisierung funktioneller chemischer Tools für nukleäre Rezeptoren

Willems¹

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Nukleäre Rezeptoren (NRs) sind ligandenaktivierte Transkriptionsfaktoren, die an der Regulation unzähliger (patho-)physiologischer Prozesse im Körper beteiligt sind, wodurch sie interessante therapeutische Zielstrukturen darstellen. Unter ihnen zählen die PPARs (α, γ und δ) zur Hälfte der gut erforschten NRs. Sie haben als Lipidsensoren vor allem metabolische Funktionen und ihre synthetischen Liganden sind als Arzneistoffe zugelassen, sind anderen Therapieoptionen jedoch aufgrund geringerer Wirksamkeit und klassenspezifischer Nebenwirkungen unterlegen. Daher ist der Bedarf an neuen Konzepten zur selektiven Modulation der PPARs groß. Den gut studierten NRs gegenüber steht die andere Hälfte der NRs, deren Funktionen noch nicht umfassend verstanden sind. Nurr1 ist ein solcher NR, dem großes therapeutisches Potential bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer-Demenz und Multipler Sklerose zugeschrieben wird. Der konstitutiv aktive NR wird hauptsächlich im ZNS, und dort vor allem in dopaminergen Neuronen, exprimiert, wo er neuroprotektive und anti-entzündliche Effekte vermittelt. Trotz der jüngsten Erkenntnisse zu potenziellen endogenen Liganden der direkten Interaktion der Nurr1-Ligandbindedomäne (LBD) mit kleinen, wirkstoffartigen Molekülen, mangelt es an geeigneten chemischen Tools, um die Nurr1-Modulation als neues therapeutisches Konzept zu validieren. Ziel dieser Arbeit war daher die Identifikation, Entwicklung und Charakterisierung neuer tool compounds für die PPARs und Nurr1. Das Konzept der Photopharmakologie eröffnet neue Möglichkeiten in der zeitlichen und räumlichen Kontrolle biologischer Effekte. Mit Hilfe computergestützten Designs wurden aus dem PPARγ-Agonist Rosiglitazon und dem pan-PPAR-Agonist GL479 Azobenzen-basierte photoschaltbare PPAR-Agonisten entwickelt und optimiert. Das Rosiglitazon-Azolog 36 wurde durch terminale Erweiterung als cis-präferenzieller selektiver PPARγ-Agonist erhalten, der durch Licht aktiviert werden konnte. Aus GL479 ging zum einen 38 als hochpotenter und selektiver PPARα-Agonist hervor, der in seiner trans-Konfiguration 35-mal potenter war als das entsprechende cis-Isomer. Zum anderen wurde ein dualer trans-präferenzieller PPARα- und -δ-Agonist (41) entwickelt. In einem eigens etablierten Fluoreszenz-Reportergenassay konnte durch die neuen photopharmakologischen Tools die PPAR-Aktivität in lebenden Zellen im zeitlichen Verlauf kontrolliert werden. Auch die Identifikation und Charakterisierung endogener Liganden ist von großer Relevanz für die Modulation von NRs. Mit der Entdeckung der PPARγ-Aktivierung durch Garcinolsäure (48), einem Vitamin-E-Metaboliten, konnte ein neuer Aktivierungsmechanismus aufgedeckt werden, der ein besonderes Co-Regulator-Interaktionsprofil umfasst. Eine Co-Kristallstruktur der PPARγ-LBD im Komplex mit 48 zeigte, dass 48 sowohl die orthosterische als auch eine neue allosterische Bindestelle adressiert. Eine Genexpressionsanalyse in humanen Hepatozyten zeigte, dass sich dieser besondere Aktivierungsmechanismus von 48 auch in einer differenzierten Modulation der PPARγ-regulierten Genexpression widerspiegelte, woraus sich mögliche therapeutische Anwendungen für eine selektiv allosterische PPAR-Modulation ableiten lassen. Der erste Ansatz zur Suche nach Nurr1-Modulatoren als tool compounds war von den Prostaglandinen A1 und A2 als potenziellen endogenen Nurr1-Liganden inspiriert. Da diese Entzündungsmediatoren durch Aktivität der Cyclooxygenasen (COX) 1 und 2 entstehen, entstand die Hypothese, dass synthetische COX-Inhibitoren, auch bekannt als nichtsteroidale Antirheumatika (NSARs), Nurr1 modulieren könnten. Dies konnte in einem Screening von 39 strukturell diversen NSARs im Gal4-Nurr1-Reportergenassay bestätigt werden. Mit Meclofenaminsäure als differenziellem Nurr1-Modulator sowie Oxaprozin und Parecoxib als den ersten inversen Nurr1-Agonisten konnte dabei außerdem gezeigt werden, dass die hohe konstitutive Nurr1-Aktivität bidirektional moduliert werden kann, und dass sowohl das Co-Regulator-Rekrutierungsprofil als auch das Dimerisierungsverhalten an der Vermittlung von Nurr1-Ligand-Effekten entscheidend beteiligt sind. Die zweite Strategie beruhte auf den alten Antimalariawirkstoffen Amodiaquin (19) und Chloroquin (25), die zuvor als moderate Nurr1-Agonisten (EC50 Nurr1: 36 µM (19), 47 µM (25)) identifiziert wurden, aber aufgrund zahlreicher unspezifischer Effekte für den breiten Einsatz als tool compounds für Nurr1 ungeeignet sind. Eine Evaluation der einzelnen Strukturmerkmale dieses Chemotyps zeigte, dass das gemeinsame 7-Chlorochinolin-4-amin Grundgerüst ausreichend ist, um Nurr1 zu aktivieren (EC50 Nurr1: 259 µM). Basierend auf dieser Erkenntnis gingen durch gezielte Strukturmodifikationen dieses Grundgerüstes die Nurr1-Agonisten 71 und 73 hervor (EC50 Nurr1: 7,3 µM (71), 17 µM (73)), die die Leitstrukturen in ihrer Potenz übertrafen...

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Bazedoxifene – a promising brain active SERM that crosses the blood brain barrier and enhances spatial memory

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