Helfen winzige Überläufer der Tuberkulose?
EU-finanzierte Forscher am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Hamburg, Deutschland, haben die Funktionsweise von Enzymen einer bestimmten Gruppe von Bakterien beleuchtet, zu denen auch das Tuberkulose (TB) auslösende Mycobacterim tuberculosis (Mtb) gehört. Die in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichten Erkenntnisse könnten der Schlüssel zu neuen zielgerichteten Therapien sein. Für diese Studie konzentrierte sich das EMBL-Team unter der Leitung von Dr. Matthias Wilmanns auf die faszinierende Fähigkeit des Bakteriums, mithilfe eines einzigen Enzyms die zwei lebenswichtigen Aminosäuren Histidin und Tryptophan zu produzieren. Mit dieser Fähigkeit überbietet er die meisten anderen Organismen, die für diese Aufgabe zwei verschiedene Enzyme benötigt. Anstelle der Enzyme HisA und TrpF verwendet Mtb nur ein Enzym, um die beiden chemischen Reaktionen auszulösen. Dieses als PriA bezeichnete Multitasking-Talent erkennt und bindet an zwei unterschiedliche Substrate. Wie macht es das? "Die dreidimensionale Struktur von PriA ist einzigartig", sagt Dr. Wilmanns. "PriA kann durch eine sogenannte substrat-induzierte Umwandlung von der einen chemischen Konformation in die andere wechseln und somit für beide Substrate eine passende Bindungsstelle anbieten." In einem nächsten Schritt durchsuchten die Forscher zudem eine Datenbank mit 20.000 Wirkstoffkandidaten und konnten dabei einige identifizieren, die beide durch PriA-ausgelöste Reaktionen blockierten, aber keinerlei Wirkung auf TrpF hatten. Finanziert wurde die Forschung teilweise durch das Projekt SYSTEMTB ("Systems biology of Mycobacterium tuberculosis"), das mehr als 10,5 Mio. EUR aus dem Themenbereich "Gesundheit" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) der EU erhalten hat, um einen Rahmen für das Verständnis der wichtigsten Eigenschaften von Mtb und seiner Interaktionen mit dem Wirt zu schaffen. Das SYSTEMTB-Konsortium bilden Forscher und Industrieexperten aus Deutschland, Frankreich, Italien, den Niederlanden, Polen, Spanien, der Schweiz, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich. Mit ihren vereinten Kräften sollen neue Informationen geliefert und neue, kostengünstige Strategien geschaffen werden - was schließlich einen wertvollen Beitrag zu den weltweiten Anstrengungen zur Bekämpfung von TB darstellen würde. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass ein Drittel der Weltbevölkerung mit dem Bazillus infiziert ist. Ein alarmierender Gedanke, sagen Experten, auch wenn lediglich eine infizierten Person von zehn die Krankheit wahrscheinlich entwickelt - und weil TB sich bei einem geschwächten Immunsystem besser entwickelt, ist das Risiko für Menschen mit HIV/Aids besonders hoch. Mit globalen Maßnahmen zur Bekämpfung der Krankheit konnten beachtliche Erfolge erzielt werden, aber dennoch wird geschätzt, dass TB im Jahr 2009 1,7 Millionen Leben gefordert hat. Der Kampf gegen TB wird außerdem durch die Tatsache erschwert, dass sich die Krankheit selbst wehrt. Neue, zunehmend resistente Stämme des Erregers sind entstanden und neuartige Behandlungsmethoden und -strategien sind notwendig, um ihn in Schach zu halten. Sie werden aller Wahrscheinlichkeit nach auf Ansätzen wie dem von Dr. Wilmanns und seinem Team basieren. "Wir gehen davon aus, dass gerade die spezifische Eigenschaft von Mycobacterium tuberculosis, zwei Substrate mit nur einem Enzym aktivieren zu können, neue Ansätze für zukünftige Medikamentenentwicklungen bietet", sagt der Forschungsleiter. "Diese organismusspezifische Reaktion könnte man sich zu Nutze machen, da hier nur der Erreger, nicht aber nützliche Bakterien angegriffen würden." Auch das Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie in Berlin, Deutschland, war an dieser Studie beteiligt. Weitere Informationen unter: Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL): http://www.embl.de Das SystemTB-Factsheet auf CORDIS finden Sie hier Das WHO-Factsheet zum Thema Tuberkulose finden Sie hier PNAS: http://www.pnas.org/content/early/2011/02/09/1015996108.abstract
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