Netzwerk der Glykowissenschaften
Reaktionen des Immunsystems gegen Pathogene werden von Immunzellrezeptoren ausgelöst, welche die Kohlehydratepitope des Pathogens erkennen. Die Aufgliederung der Interaktionen des Kohlehydratrezeptors könnte die Entwicklung innovativer antimikrobiell wirkender Stoffe ermöglichen. Das Schulungsnetzwerk des EU-finanzierten Projekts CARMUSYS versucht, dies zu adressieren, und hat 12 Gruppen aus 7 europäischen Ländern zusammengebracht. Das Hauptziel war es, Schulungen für junge Forscher in Form von Promotionsstipendien im Bereich der Wissenschaften von Kohlehydraten zur Verfügung zu stellen. Informationen zu den Partnern und Aktivitäten sind auf der Projekt-Website verfügbar. Die wissenschaftlichen Aktivitäten des Projekts konzentrierten sich auf die Entwicklung und Synthese von multivalenten Kohlehydratsystemen. Diese würden als Tools verwendet, um die Interaktion zwischen Kohlehydraten und DC-SIGN zu untersuchen, die an der Pathogenerkennung beteiligt sind. Das langfristige Ziel war es, Moleküle zu entwickeln, welche die Pathogenanhaftung an und den -eintritt in Zellen stören könnten. Vermeintliche DC-SIGN-Liganden wurden in silico analysiert, synthetisiert und anschließend auf multivalenten Gerüsten präsentiert, bevor sie biologisch evaluiert wurden. Die generierten glykomimetischen Liganden wurden auf ihre Fähigkeit hin beurteilt, die Pathogeninfektion zu blockieren. Die Selektivität des CARMUSYS-Ansatzes wurde für die DC-SIGN- vs. die Langerin-Moleküle demonstriert, die beide das Eindringen des HIV-Virus vermitteln. Des Weiteren haben Nanopartikel, die Tausende von Glykanliganden auf ihrer Oberfläche aufwiesen, die Infektion durch den Ebola-Virus sogar in extrem geringen Konzentrationen blockiert. Insgesamt haben die Ergebnisse des CARMUSYS-Netzwerks den antimikrobiellen Ansatz durch die Modulation der DC-SIGN-Aktivität validiert. Der Vorteil des aktuellen Ansatzes ist, dass Größe und Multivalenz der Nanopartikel so entwickelt werden können, dass sie natürlichen Viren ähneln. In-vitro-Tests haben gezeigt, dass diese Kohlehydratliganden-Systeme die Rezeptoren für die Pathogenmuster-Erkennung stören und mit Pathogenen während ihres Eindringens in Zielzellen konkurrieren. Positive Ergebnisse von In-vivo-Tests und klinischen Studien haben wichtige Implikationen für die Biomedizin mit vermehrten Anwendungen und Forschungen in der Wissenschaft von Kohlehydraten.
