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13.07.2011

Neuer pflanzlicher Wirkstoff gegen Morbus Alzheimer


Für die Entstehung von Morbus Alzheimer ist die Fehlfaltung und Akkumulation von Amyloid beta Peptiden in bestimmten Hirnregionen von entscheidender Bedeutung. Dies ist bei der sporadischen Form der Krankheit wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass sich der intrazelluläre physiologische pH-Wert mit zunehmendem Alter eines Menschen in den sauren Bereich verlagert. Eine Azidose kann dabei zu Veränderungen der Aktivität von essentiellen Enzymen und Proteinen im Zytoplasma führen. Funktioniert z.B. die Interaktion von Cu, Zn-Superoxiddismutase (SOD-1) und Kupferchaperon für SOD-1 (CCS) nicht einwandfrei, kann dies bedeuten, dass eine Fehlfaltung der Moleküle indiziert ist und redox-aktive Metalle (z.B. Cu) dissoziiert werden. Durch Kupfer induzierte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) schädigen Biomoleküle (DNA, Proteine, u.a.) in der Zelle. Freie Metallionen wie Kupfer und Zink besitzen außerdem eine Affinität zu Amyloid beta, das aus dem Amyloidvorläuferprotein (APP) entsteht. Sie haben einen wesentlichen Einfluss auf die Bildung der für Morbus Alzheimer typischen unlöslichen Proteinablagerungen (Plaques) im Gehirn.

Die Fehlfunktion des CCS-SOD-1 Metallregulations-Systems wird als Schlüsselereignis bei der Entstehung von Morbus Alzheimer im präklinischen Stadium angesehen. Ziel der Entwicklung eines effizienten Medikaments ist es daher, den Teufelskreis aus fehlender Metallregulation, oxidativem Stress und der Fehlfaltung essentieller Metalloproteine und normaler Peptide zu durchbrechen. Bisher als Antioxidantien verwendete Metallchelatoren dienen lediglich der Symptombehandlung. Sie reagieren unspezifisch und zeigen teilweise gravierende Nebenwirkungen.

Aus Heilpflanzen stammende rekombinante CCS Moleküle, die von transgenen Pflanzen produziert werden, bewirken, dass ungefaltete (inaktive) humane SOD-1 Moleküle ihre native (aktive) Konformation annehmen und somit ROS unschädlich machen können. Ferner bewirkt rekombinantes CCS im Zusammenspiel mit SOD-1 die Modulation und Wiederherstellung eines intakten Metallmetabolismus" in der Zelle durch kontrollierte spezifische Bindung und Freisetzung von Kupfer-, Zink- und Eisenionen. Dadurch wird oxidativer Stress reduziert, der pH-Wert reguliert und die Fehlfaltung von Amyloid beta Peptiden und APP unterbunden. Rekombinante therapeutische Metalloproteine werden als sicher angesehen und zeigen nur äußerst geringe Nebenwirkungen.

Zur Entwicklung eines solchen maßgeschneiderten Medikaments bedarf es eines ganzheitlichen Ansatzes, der zahlreiche fachübergreifende Gebiete und dort verwendete Methoden und Verbundverfahren mit einschließt. Dazu gehören vorrangig die Biochemie, Pflanzenbiologie, Phytochemie, Botanik, Genetik, Biotechnologie, Bioanalytik, Biophysik, Bioinformatik, Molekularbiologie, klinische und medizinische Chemie. Forscher aus Jülich (Dr. K.A. Nagel, B. Kastenholz), Münster (Prof. em. Dr. med. J. Horst), New York (Ass. Prof. Dr. med. B. Horst) und Berkeley (Dr. D.E. Garfin) haben ein entsprechendes Gesamtkonzept entwickelt und die Ergebnisse in Fachzeitschriften veröffentlicht. Ein Review als Zusammenfassung dieser Arbeiten ist in der angegebenen Quelle online abrufbar.

Quelle: WebmedCentral


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