Forscher entschlüsseln molekularen Gifttransporter
Fehlgriffe im menschlichen Körper lassen sich künftig gezielt verhindern
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ABCG2 (Bild: ETH Zürich, Scott Jackson, Ioannis Manolaridis, Kaspar Locher) |
Zürich (pte030/30.05.2017/10:35) Körpereigene Transportzellen, die Medikamente irrtümlich für Giftstoffe halten und deshalb ausschleusen, lassen sich überlisten. Damit können Arzneien im Körper bleiben und ihre heilende Wirkung entfalten, wie Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) http://ethz.ch in Zürich im Zuge der Entschlüsselung der Struktur der Zellen des Typs ABCG2 ermittelt haben. Das ist die Voraussetzung dafür, neue Medikamente so zu strukturieren, dass die Zellen sie nicht mehr für Giftstoffe halten.
200 Giftstoffe ausgeschleust
"Das Protein ABCG2 erkennt und transportiert mindestens 200 bekannte Stoffe", sagt ETH-Membranbiologie Kaspar Loche. Dazu gehören Alkaloide, aber auch körpereigene Stoffe wie Harnsäure oder der Hämoglobin-Abbaustoff Bilirubin. Ehe sie für den Menschen gefährlich werden können, schließen die Proteine sie ein und sorgen dafür, dass sie ausgeschieden werden. In der Darmwand fängt es Giftstoffe ein, ehe sie ins Blut gelangen können. In der Blut-Hirn-Schranke halten sie Schadstoffe auf, ehe sie ins Gehirn gelangen können.
ABCG2 ist nicht wählerisch. Alles, was dem Protein merkwürdig vorkommt, fängt es kurzerhand ein, um es aus dem Körper zu entfernen. Dazu zählen auch in manchen Fällen Medikamente, etwa Chemotherapeutica, zur Krebsbekämpfung. Das ist umso schlimmer, als Tumorzellen selbst die Fähigkeit haben, die Zahl der ABCG2-Proteine zu erhöhen, sodass der unerwünschte Abtransport der Krebsmedikamente noch beschleunigt wird.
Kryo-Elektronenmikroskopie
Jetzt haben Pharmakologen die Möglichkeit, ein virtuelles Modell der Transportzelle zu entwickeln. Am Computer können sie es mit der Struktur eines neuen Medikaments konfrontieren und prüfen, ob es als Giftstoff erkannt wird oder unbeachtet bleibt. Die Struktur haben die Züricher Forscher gemeinsam mit einem Team um Henning Stahlberg vom Biozentrum der Universität Basel http://unibas.ch/de entwickelt.
Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie wurden die Proben in flüssigem Ethan bei einer Temperatur von minus 192 Grad Celsius schockgefroren. Aus zahlreichen Bildern, die in diesem Mikroskop gewonnen werden, lässt sich die Struktur des Makromoleküls bestimmen.
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