Dezember 2012, Nr. 45
FORSCHUNG
Vergrößerte Darstellung einer Tsetse-Fliege, dem Überträger der Schlafkrankheit. Bild: Michael Duszenko, Universität Tübingen.
Kontakt:
Prof. Dr. Christian Betzel
Laboratorium für Strukturbiologie von Infektionen und Entzündungen
t. 040.8998-4744
e. Christian.Betzel-at-uni-hamburg.de
Dr. Lars Redecke
Gemeinsame Nachwuchsgruppe "Strukturelle Infektionsbiologie unter Anwendung neuartiger Strahlungsquellen (SIAS)" Universität Hamburg und Universität zu Lübeck
t. 040.8998-5389
e. Lars.Redecke-at-chemie.uni-hamburg.de
Biologen entschlüsseln Bauplan für mögliches Mittel gegen Schlafkrankheit
Verantwortlich für die Forschung zeichnete das Team um die Wissenschaftler Prof. Christian Betzel von der Universität Hamburg, Dr. Lars Redecke von der gemeinsamen Nachwuchsgruppe „Strukturelle Infektionsbiologie unter Anwendung neuer Strahlungsquellen (SIAS)“ der Universitäten Hamburg und Lübeck sowie DESY-Forscher Prof. Henry Chapman vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL).
Ein Enzym als Ansatzpunkt
Die Wissenschaftler hatten das Enzym Cathepsin B des Parasiten in kristallisierter Form mit intensiven Röntgenblitzen analysiert. „Das Enzym hatte sich in früheren Untersuchungen als vielversprechender Ansatzpunkt für ein Medikament erwiesen", erläutert Redecke, einer der beiden Hauptautoren der „Science"-Studie. „Das Ausschalten des Enzyms im Parasiten konnte bei Mäusen die Infektion heilen."
Das selbe Enzym kommt bei allen Säugetieren und damit auch beim Menschen vor. Blockiert man es unspezifisch, kann das für den Patienten gravierende Konsequenzen haben. Mit ihrer Röntgenuntersuchung, die erst durch die neue Laser-Technik ermöglicht wurde, haben die Forscher nun jedoch charakteristische Unterschiede in der molekularen Struktur des Enzyms zwischen Mensch und Parasit gefunden.
Maßgeschneiderte Moleküle gegen Parasiten
„Damit eröffnet sich grundsätzlich die Chance, mit einem maßgeschneiderten Molekül gezielt das Enzym des Parasiten zu blockieren, es aber beim Patienten intakt zu lassen", erläutert der andere Hauptautor der "Science"-Studie, Karol Nass, Doktorand an der Hamburg School for Structure and Dynamics in Infection (SDI), die von der Hamburger Landesexzellenzinitiative (LEXI) gefördert wird. Trotz dieses vielversprechenden Ansatzes sei ein mögliches neues Medikament allerdings noch sehr weit entfernt, betonen die Wissenschaftler.
Bisher kaum zuverlässige Medikamente gegen die Schlafkrankheit
Die Schlafkrankheit wird durch den Biss der Tsetse-Fliege übertragen. Die Trypanosomen verschanzen sich im zentralen Nervensystem, und ohne Behandlung verläuft die Infektion normalerweise tödlich. Die Krankheit kommt in 36 afrikanischen Ländern südlich der Sahara vor und gefährdet vor allem die arme Landbevölkerung. In den vergangenen Jahren wurde der Kampf gegen die Krankheit unter Federführung der Weltgesundheitsorganisation WHO deutlich verstärkt, wodurch die Fallzahlen drastisch gesunken sind. Dennoch sind nach wie vor Millionen Menschen gefährdet.
Die Schlafkrankheit wird mit Anti-Parasiten-Medikamenten behandelt, die allerdings ohne genaue Kenntnis der biochemischen Zusammenhänge entwickelt wurden und daher weniger zuverlässig und sicher seien als wünschenswert, unterstreichen die Wissenschaftler. Außerdem würden immer mehr Parasiten widerstandsfähig gegen die Mittel. Neue Wirkstoffe, die gezielt die Parasiten töten, ohne den Organismus des Patienten zu beeinträchtigen, wären daher von großem Nutzen.
Internationale Forschungskooperation
Dem Forscherteam gehörten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Hamburg und Lübeck, des DESY, der Universitäten Tübingen, Uppsala und Göteborg sowie der Arizona State University, dem US-Beschleunigerzentrum SLAC, dem Lawrence Livermore National Laboratory (USA), dem Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg und der Max Planck Advanced Study Group am Hamburger Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) an. Das CFEL ist eine Kooperation von DESY, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Hamburg.
Weitere Informationen finden Sie hier.
Die Originalstudie finden Sie hier.
Ein Enzym als Ansatzpunkt
Die Wissenschaftler hatten das Enzym Cathepsin B des Parasiten in kristallisierter Form mit intensiven Röntgenblitzen analysiert. „Das Enzym hatte sich in früheren Untersuchungen als vielversprechender Ansatzpunkt für ein Medikament erwiesen", erläutert Redecke, einer der beiden Hauptautoren der „Science"-Studie. „Das Ausschalten des Enzyms im Parasiten konnte bei Mäusen die Infektion heilen."
Das selbe Enzym kommt bei allen Säugetieren und damit auch beim Menschen vor. Blockiert man es unspezifisch, kann das für den Patienten gravierende Konsequenzen haben. Mit ihrer Röntgenuntersuchung, die erst durch die neue Laser-Technik ermöglicht wurde, haben die Forscher nun jedoch charakteristische Unterschiede in der molekularen Struktur des Enzyms zwischen Mensch und Parasit gefunden.
Maßgeschneiderte Moleküle gegen Parasiten
„Damit eröffnet sich grundsätzlich die Chance, mit einem maßgeschneiderten Molekül gezielt das Enzym des Parasiten zu blockieren, es aber beim Patienten intakt zu lassen", erläutert der andere Hauptautor der "Science"-Studie, Karol Nass, Doktorand an der Hamburg School for Structure and Dynamics in Infection (SDI), die von der Hamburger Landesexzellenzinitiative (LEXI) gefördert wird. Trotz dieses vielversprechenden Ansatzes sei ein mögliches neues Medikament allerdings noch sehr weit entfernt, betonen die Wissenschaftler.
Bisher kaum zuverlässige Medikamente gegen die Schlafkrankheit
Die Schlafkrankheit wird durch den Biss der Tsetse-Fliege übertragen. Die Trypanosomen verschanzen sich im zentralen Nervensystem, und ohne Behandlung verläuft die Infektion normalerweise tödlich. Die Krankheit kommt in 36 afrikanischen Ländern südlich der Sahara vor und gefährdet vor allem die arme Landbevölkerung. In den vergangenen Jahren wurde der Kampf gegen die Krankheit unter Federführung der Weltgesundheitsorganisation WHO deutlich verstärkt, wodurch die Fallzahlen drastisch gesunken sind. Dennoch sind nach wie vor Millionen Menschen gefährdet.
Die Schlafkrankheit wird mit Anti-Parasiten-Medikamenten behandelt, die allerdings ohne genaue Kenntnis der biochemischen Zusammenhänge entwickelt wurden und daher weniger zuverlässig und sicher seien als wünschenswert, unterstreichen die Wissenschaftler. Außerdem würden immer mehr Parasiten widerstandsfähig gegen die Mittel. Neue Wirkstoffe, die gezielt die Parasiten töten, ohne den Organismus des Patienten zu beeinträchtigen, wären daher von großem Nutzen.
Internationale Forschungskooperation
Dem Forscherteam gehörten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Hamburg und Lübeck, des DESY, der Universitäten Tübingen, Uppsala und Göteborg sowie der Arizona State University, dem US-Beschleunigerzentrum SLAC, dem Lawrence Livermore National Laboratory (USA), dem Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg und der Max Planck Advanced Study Group am Hamburger Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) an. Das CFEL ist eine Kooperation von DESY, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Hamburg.
Weitere Informationen finden Sie hier.
Die Originalstudie finden Sie hier.
PM/Red.