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Ein Enzym des Parasiten wird blockiert

Ansatz gegen die Schlafkrankheit

Mehr als 60 Millionen Menschen auf der Welt sind von der Schlafkrankheit bedroht. Eine Arbeitsgruppe der Uni Tübingen hat in einem Projekt mit anderen Wissenschaftlern herausgefunden, wie der auslösende Parasit blockiert werden kann.

12.12.2012
  • von Ulrike Pfeil

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Tübingen. An der im Fachjournal „Science“ veröffentlichten Studie ist nicht nur das Ergebnis wegweisend, sondern auch die Methode. Zum ersten Mal wurde nämlich eine biologische Struktur an einem Freie-Elektronen-Laser entschlüsselt, wie Prof. Henry Chapman vom Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg hervorhebt, mit dem die Tübinger Wissenschaftler um Prof. Michael Duszenko vom Interfakultären Institut für Biochemie kooperierten. Außerdem waren Forscher aus Hamburg, Lübeck, Uppsala, Göteborg, Arizona, Kalifornien und Heidelberg an dem Projekt beteiligt.

Forscher liefern Bauplan für potenzielles Mittel

Die Wissenschaftler fanden heraus, wie man ein lebenswichtiges Enzym des Parasiten, der die Schlafkrankheit auslöst, mit einem „molekularen Stöpsel“ blockieren könnte. Sie lieferten damit den Bauplan für ein potenzielles Mittel gegen den Parasiten, der vor allem im südlichen Afrika auftritt. Schon in früheren Untersuchungen habe sich das Enzym als vielversprechender Ansatz für ein Medikament erwiesen, sagt Duszenko. Bei Mäusen wurde die Krankheit durch die Ausschaltung (Knockout) des Enzyms geheilt.

Das Problem: Dasselbe Enzym kommt auch beim Menschen vor. Legt man es total lahm, kann das für den Patienten gravierende Nebenwirkungen haben. Mit ihrer Röntgenuntersuchung (Kristalle des Enzyms wurden in einem Laser-Zentrum in Kalifornien mit intensiven Röntgenblitzen analysiert) fanden die Forscher charakteristische Unterschiede in der molekularen Struktur des Enzyms zwischen Mensch und Parasit.

„Damit eröffnet sich die Chance, mit einem maßgeschneiderten Molekül gezielt das Enzym des Parasiten zu blockieren, ohne sein menschliches Pendant zu beeinflussen“, sagt Duszenko. Die bisher zur Behandlung von Schlafkrankheit verwendeten Arzneien wurden ohne genaue Kenntnis der biochemischen Zusammenhänge entwickelt. „Sie sind völlig unzureichend und erzeugen in der Regel sehr starke, oft tödliche Nebenwirkungen“, sagt Duszenko. Außerdem werden immer mehr Patienten gegen diese Mittel resistent.

Im Tübinger Labor von Duszenko wurde die Methode entwickelt, die Enzymkristalle „in vivo“ herzustellen. Dazu wurden Insektenzellen als Erzeuger der Kristalle verwendet. Diese Technik lieferte Kristalle, die beim Durchleuchten mit Röntgenstrahlung das Licht auf charakteristische Weise beugen. Aus diesen Bildern ließ sich die Struktur des Enzyms berechnen und mit atomarer Auflösung bestimmen.

Die Schlafkrankheit wird durch die Tsetse-Fliege übertragen. Die Erreger (Trypanosomen) sind immunologisch maskiert und verschanzen sich im zentralen Nervensystem. Ohne Behandlung verläuft die Infektion normalerweise tödlich.
Die Krankheit kommt in den meisten afrikanischen Ländern südlich der Sahara vor und gefährdet vor allem die arme Landbevölkerung. Sie gilt als eine der bedeutendsten vernachlässigten Krankheiten.
In den vergangenen Jahren hat die Weltgesundheitsorganisation WHO den Kampf gegen die Schlafkrankheit verstärkt. Die Fallzahlen sind gesunken. Die Krankheit tritt jedoch meist zyklisch auf; die nächste Epidemie kann nicht vorhergesagt werden.

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12.12.2012, 12:00 Uhr
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