Medizin Wie das Leben so faltet
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 Eine Substanz aus grünem Tee kann fehlgefaltete Proteinknäule auflösen

Eine Substanz aus grünem Tee kann fehlgefaltete Proteinknäule auflösen

Die größten Summen an Risikokapital streichen zurzeit Startup-Firmen ein, die Substanzen vermarkten, die in die Proteinfaltung eingreifen: Die Firma Proteostasis von Rick Morimoto zum Beispiel (arbeitet an Therapien für Lungenemphysem, Huntington-Krankheit, Diabetes), hat 45 Millionen Dollar erhalten; Link Medicine Corp (Alzheimer, Parkinson), 40 Millionen; Satori Pharmaceuticals (neurodegenerative Erkrankungen), 22 Millionen.

Befeuert wird das Interesse von Forschern und Investoren durch die Tatsache, dass ein und dasselbe Protein in verschiedenen Organen vorkommen kann und deshalb ein Medikament gegen Krebs vielleicht auch gegen Diabetes und Mukoviszidose hilft.

Die Firma Sirtis Pharmaceuticals (die gerade von GlaxoSmithKline für 720 Millionen Dollar gekauft wurde) rekrutiert Probanden für einen klinischen Versuch mit Resveratrol, einer Substanz, die auch in blauen Weintrauben steckt und die indirekt die Produktion der schützenden Chaperone ankurbelt. Damit könnte Resveratrol, so lautet die kühne Hoffnung, vielleicht sogar den Alterungsprozess verlangsamen. Offiziell ist der Test von der Zulassungsbehörde FDA jedoch nur für die Therapie von Diabetes zugelassen – die Behörde erkennt das Altern schließlich nicht als Krankheit an.

Am meisten versprechen sich die Firmen aber von einem neuen Ansatz in der Krebstherapie. Denn zum Tumorwachstum sind sogenannte Hitzeschockproteine unumgänglich. Da Tumoren schnell wuchern, kommt die Blutversorgung nicht hinterher, und die Versorgung der Krebszellen mit Nährstoffen und Sauerstoff ist prekär. Die Krebszellen überleben diesen selbst verursachten Stress nur, indem sie die Produktion von Hitzeschockproteinen ankurbeln. In Tierversuchen konnte die Blockade dieser Proteine das Krebswachstum stoppen. Nun laufen klinische Studien. Man erhofft sich davon neue Therapien gegen Lymphome ebenso wie gegen Haut- oder Brustkrebs.

Das alles klingt vielversprechend und ist doch erst der Anfang. Die Proteinfaltung ist an so vielen Lebensprozessen beteiligt, dass gezielte Eingriffe die Balance des komplexen Netzwerks gefährlich stören könnten. Während zum Beispiel Krebszellen Hitzeschockproteine für ihr Überleben missbrauchen, verhindern ähnliche Hitzeschockproteine im Gehirn, dass sich fehlgefaltete Proteine zu unverdaulichen Eiweißfasern verzwirbeln. Wer also den Krebs bekämpft, provoziert möglicherweise im Gehirn den Tod von Nervenzellen. Morimoto plädiert deshalb für individuell ausbalancierte Interventionen: »Für eine bestimmte Krankheit mag es am besten sein, den Aufbau von Proteinen zu fördern, für eine andere den Abbau.«

Auch Erich Wanker in Berlin glaubt, auf Proteingold gestoßen zu sein. Ein Doktorand fand eine vielversprechende Substanz in grünem Tee. Das Molekül mit dem komplizierten Namen Epigallocatechingallat kann im Reagenzglas und im Tierversuch riesige Knäuel fehlgefalteter Proteine – wie sie bei Chorea Huntington vorkommen – auflösen. Nun würde Wanker gerne eine Firma gründen und damit den Traum von der klinischen Anwendung seiner Entdeckung vorantreiben. Kurz vor dem Ziel aber kam die Finanzkrise dazwischen. »Im Moment ist die Zeit sehr schlecht«, sagt Wanker, »wir suchen noch nach Geldgebern.«

 
Leser-Kommentare
  1. Fraglos stehen die Proteine an vorderster Front in allen Zellen.
    Doch nur, weil sie es sind, die die ganze Arbeit machen, heisst das
    nicht, dass die Gene ploetzlich keine Bedeutung mehr haben.
    Immer wieder kann man diese Artikel entdecken, bei denen man den
    Eindruck hat, der Schreiber wuerde sich irgendwie freuen, die Rolle
    der Gene entweder abzuschwaechen oder gleich, wie in diesem Artikel:
    "dass nicht die Information der Gene, sondern eher die dreidimensionale Faltung der Proteine über Wohl und Wehe im menschlichen Körper bestimmt."
    Nur: welche Mechanismen entscheiden darueber, wie Proteine gefaltet werden? Es ist wieder mal das Genom (und natuerlich die Art und Weise,
    wie es ausgelesen wird, doch auch das wird durch das Genom bestimmt), das darueber entscheidet, welche Proteine wie wann wo bereitstehen, um
    andere Proteine zu falten.
    Damit verliert das Genom nichts von seiner nahezu unbeschraenkten Bedeutung in der Natur; wir lernen lediglich mehr darueber, welche Mechanismen (Proteinfaltung) das Genom auch noch steuert...

  2. Natürlich sind die Proteine die eigentlich „Handelnden“ in der Zelle. Aber die Sequenz der Proteine ist nun einmal in den Genen festgelegt. Allerdings kann man aus der Sequenz nicht auf die Funktion schließen, denn die ergibt sich aus der dreidimensionalen Struktur des Proteins. Und bislang ist kein Computer und kein Programm in der Lage, zuverlässig aus der Proteinsequenz die dreidimensionale Struktur zu errechnen. Außerdem gibt es Proteine, die verschiedene Strukturen annehmen, wie beispielsweise der im Artikel erwähnte Erreger des „Rinderwahnsinns“. Nur vermehrt sich dieser nicht – wie missverständlich dargestellt – wie ein infektiöser Erreger! Ohne Rinderwahnsinn-Gen gibt es keinen Rinderwahnsinn; das haben Experimente mit Knock-out-Mäusen gezeigt, bei denen das Gen ausgeschaltet wurde: Sie konnten nicht infiziert werden! Beim „Rinderwahnsinn“ gibt es zwei unterschiedliche Formen des Proteins, wobei das krankmachende in der Lage ist, das normale in die krankmachende Struktur zu verwandeln – der genaue Mechanismus ist noch unklar.

  3. Die Gene sind's also nicht, sondern die Proteine! Und von diesen besonders die Chaperone, die die Funktions-Faltung kontrollieren!
    Aha.
    Und die fallen alle vom Himmel, oder?
    Schlussfolgerung:
    Es fällt in unserer Holzhammer-Medizin sicher leichter, eine Proteinfaltung zu kontrollieren als das Gen, welches das Protein kodiert, welches die Faltung kontrolliert. Aber deswegen steht doch das Gen am Beginn der Kette.

  4. Die Gene eines jeden Menschen bleiben das ganze Leben über erhalten. Sie sind es, die durch Fortpflanzung weitergegeben werden. Es müssten daher die Gene sein, die über die Proteinfaltung entscheiden.Es bleibt bei der überragenden Bedeutung des Genoms.
    Fehlerhafte Proteinfaltung als übergeordneten Pathomechanismus von Erkrankungen zu beschreiben, ist dennoch ein interesannter Gedanke!

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    Es werden auch – über die Eizelle – Proteine weiter gegeben, denn ohne Proteine können die Gene nicht abgelesen werden! Das nackte Genom ist nur eine Chemikalie, dasselbe gilt für die Proteine!
    Nicht die Gene „entscheiden“ über die Proteinfaltung, sondern die Sequenz, also die Abfolge der Nukleotide in der DNS, bzw. der Aminosäuren im Protein, aber häufig im Zusammenspiel mit Helferproteinen (Chaperone).
    Was bleibt, ist die Frage, was zuerst war: das Huhn oder das Ei?

    ... Proteine, die aus identischer Gensequenz entstehen, auch zwangsläufig identisch gefaltet werden oder ob interindividuell Unterschiede bestehen?

    Es werden auch – über die Eizelle – Proteine weiter gegeben, denn ohne Proteine können die Gene nicht abgelesen werden! Das nackte Genom ist nur eine Chemikalie, dasselbe gilt für die Proteine!
    Nicht die Gene „entscheiden“ über die Proteinfaltung, sondern die Sequenz, also die Abfolge der Nukleotide in der DNS, bzw. der Aminosäuren im Protein, aber häufig im Zusammenspiel mit Helferproteinen (Chaperone).
    Was bleibt, ist die Frage, was zuerst war: das Huhn oder das Ei?

    ... Proteine, die aus identischer Gensequenz entstehen, auch zwangsläufig identisch gefaltet werden oder ob interindividuell Unterschiede bestehen?

  5. Es werden auch – über die Eizelle – Proteine weiter gegeben, denn ohne Proteine können die Gene nicht abgelesen werden! Das nackte Genom ist nur eine Chemikalie, dasselbe gilt für die Proteine!
    Nicht die Gene „entscheiden“ über die Proteinfaltung, sondern die Sequenz, also die Abfolge der Nukleotide in der DNS, bzw. der Aminosäuren im Protein, aber häufig im Zusammenspiel mit Helferproteinen (Chaperone).
    Was bleibt, ist die Frage, was zuerst war: das Huhn oder das Ei?

    Antwort auf "Zeitliche Gene"
  6. ... Proteine, die aus identischer Gensequenz entstehen, auch zwangsläufig identisch gefaltet werden oder ob interindividuell Unterschiede bestehen?

    Antwort auf "Zeitliche Gene"
  7. Es ist nicht möglich, diesen Artikel in nur 1500 Zeichen zu kommentieren, wenn man dem dargelegten Thema gerecht werden will. Es werden zu viele Ideen präsentiert, die alle für sich genommen sehr interessant sind aber keine davon ohne wissenschaftliche Kontroverse. Die zu starke Vereinfachung ergibt einen völlig falschen Eindruck von den diversen Problemen und Symptomen der erwähnten Krankheiten. Als Allheilmittel werden alle Therapien auf die Korrektur des Proteinfaltens reduziert. Dies wird entweder am Beispiel des Auflösens von amorphen Proteinklumpen in neurogenerativen Erkrankungen beschrieben, die beobachteten toxischen Wirkungen der gelösten Proteine and damit die schützende Wirkung der Klumpen bleiben unerwähnt; oder in Fällen von Krebs wird der schnelle Wachstum nur durch die Eigenschaft von Hitzeschockproteinen erklärt, die korrektes Proteinfalten schützen, andere Wachstumsfaktoren werden übergangen. Erkenntnisse aus der genetischen Forschung werden als Sackgasse verspottet aber die Einbahnstraße Proteinfalten werden als die einzig wirksame Therapy der Zukunft propagiert. Das Ankurbeln der Produktion von Hitzeschockproteinen ist übrigens ursprünglich ein Eingriff von Tumorfaktoren in die genetische Kontrolle, das Proteinfalten ist ein sekundärer Effekt. Ob die Qualitätskontrolle der Proteine strauchelt bevor Instabilität des Erbgutes eintritt ist keineswegs eindeutig und die besprochenen Medikamente wirken zunächst gegen oxidativen Stress noch vor dem Proteinfalten.

  8. Schon wieder müssen wir die gewohnte Bahn der wissenschaftlichen Erkenntnis verlassen.Bisher hatten wir gelernt, daß Proteide (Eiweißkörperchen) durch Veränderung der Aminosäuresequenz zu einem verhängnisvollen Anhäufen von Eiweißstrukturen führen.Die Folge:Ein Gendefekt.Eine Folge von Fehlschaltungen, die auf der Ebene der DNA/DNS erkannt worden war.Sobald die gewundenen Brücken der Doppelhelix, bestehend aus Kohlen-Wasserstoff,Phosphaten und Stickstoffen(CH's,PH's,NH's) und eben die verbundenen Aminosäuren, ins Wanken gerieten, war die Gefahr angezeigt.Adenin,Guanin,Thymin und Cytosin mußten sich identisch reduplizieren (über RNA's), wenn nicht
    durch Veränderung der Triplets daraus " krankhafte veränderte Eiweißbausteine" entstehen sollten.Ein Eingriff - Genmanipulation -sollte Abhilfe schaffen.
    Jetzt soll das Problem bei der Faltung liegen. Aber wo liegt die Ursache? Was wirkt wie und wo? Sind es doch Gedanken (gleich Energie),
    die als noch unbekannte Kräfte auf die Molekülebene wirken.Eine Art morphogentisches Feld, wie der englische Glehrte Rupert Shaldrake vermutet.Betrachtet man so eine Alpha-Helix -Struktur einer Polypeptidkette bzw. eine Beta-Faltblattstruktur, so kann man nur staunen.
    Kohlenstoff,Sauerstoff,Sticksoff und Seitenketten bilden einen Atomverbund -halten zusammen und bilden Falten.Liegt wirklich das Geheimnis in der Formgebung?

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    Hier stimmt ja fast nichts mehr:
    1. Die Veränderung der Aminosäuresequenz führt nicht zu einem Gendefekt, sondern ist Folge eines solchen
    2. Die DNA besteht aus zwei umeinander gewundene Stränge, die Brücken zwischen diesen Strängen sind planar
    3. Das DNS-Rückrat ist mit den Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin verbunden, nicht mit Aminosäuren
    4. Nicht Adenin usw. müssen sich identische „reduplizieren“, sondern die DNS muss fehlerfrei abgelesen werden. Bei diesem Vorgang (Transkription) entsteht RNS; RNS ist im Gegensatz zur DNS einzelsträngig und wird als Matrize zur Herstellung (Translation) der Proteine genutzt
    5. Nicht die Eiweißbausteine (Aminosäuren) sind „krankhaft“ verändert, sondern das Eiweiß (Protein) ist durch den Einbau einer falschen Aminosäure unter Umständen krankmachend verändert.
    6. Durch Genmanipulation kann man nicht das fehlerhafte Ablesen der DNS verhindern. Auch einen genetischen „Fehler“ kann man dadurch nicht reparieren, weil er in allen Zellen vorkommt; man müsste alle Zellen manipulieren
    7. In der Formgebung liegt kein Geheimnis, sondern eine Unberechenbarkeit. Das liegt an der Vielzahl der Freiheitsgrade der einzelnen chemischen Bindungen eines Proteins. Die „optimalste“ Form hat ein Protein eingenommen, wenn seine chemische Energie am geringsten ist – theoretisch

    Hier stimmt ja fast nichts mehr:
    1. Die Veränderung der Aminosäuresequenz führt nicht zu einem Gendefekt, sondern ist Folge eines solchen
    2. Die DNA besteht aus zwei umeinander gewundene Stränge, die Brücken zwischen diesen Strängen sind planar
    3. Das DNS-Rückrat ist mit den Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin verbunden, nicht mit Aminosäuren
    4. Nicht Adenin usw. müssen sich identische „reduplizieren“, sondern die DNS muss fehlerfrei abgelesen werden. Bei diesem Vorgang (Transkription) entsteht RNS; RNS ist im Gegensatz zur DNS einzelsträngig und wird als Matrize zur Herstellung (Translation) der Proteine genutzt
    5. Nicht die Eiweißbausteine (Aminosäuren) sind „krankhaft“ verändert, sondern das Eiweiß (Protein) ist durch den Einbau einer falschen Aminosäure unter Umständen krankmachend verändert.
    6. Durch Genmanipulation kann man nicht das fehlerhafte Ablesen der DNS verhindern. Auch einen genetischen „Fehler“ kann man dadurch nicht reparieren, weil er in allen Zellen vorkommt; man müsste alle Zellen manipulieren
    7. In der Formgebung liegt kein Geheimnis, sondern eine Unberechenbarkeit. Das liegt an der Vielzahl der Freiheitsgrade der einzelnen chemischen Bindungen eines Proteins. Die „optimalste“ Form hat ein Protein eingenommen, wenn seine chemische Energie am geringsten ist – theoretisch

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