Schneller zu neuen Medikamenten: Proteinnetzwerke helfen bei der Wirkstoffsuche

Netzwerke sind im Trend – vom Internet bis zu Geschäftsbeziehungen geht nichts mehr ohne sie. Sogar in kleinsten Dimensionen spielen sie eine Rolle: Proteine erfüllen ihre Aufgaben in den Zellen nur dann richtig, wenn sie reibungslos zusammenwirken.

Wissenschaftler des Forschungszentrums caesar rund um Dr. Hanjo Hennemann analysieren diese Netzwerke und finden so schnell und sicher krankheitsrelevante Proteine. Vom 6. bis 8. November stellen sie auf der Konferenz Bio-Europe in Düsseldorf ihre Methoden vor. Außerdem präsentieren sie einen neuen Ansatz, um passende Wirkstoffe zu entwickeln. Im kommenden Jahr wollen sie ihr Know-how in der Ausgründung „Nexigen“ vermarkten. Bereits jetzt nutzen erste Kunden das System, so zum Beispiel die Schering AG.

Mit ihrer Screeningmethode weisen die Wissenschaftler nach, ob und wie ein so genanntes Zielprotein in Zusammenhang mit einer Krankheit steht. Dafür untersuchen sie seine Wechselwirkungen mit weiteren Proteinen. In menschlichen Zellen arbeiten mehr als Hunderttausend unterschiedliche Eiweiße in komplexen Netzwerken zusammen, um vielfältige Aufgaben zu erfüllen. Kommt an einer Stelle ein „falsches“ Protein ins Spiel oder wird es in zu geringer Menge produziert, können Krankheiten entstehen. Die caesar-Wissenschaftler stellen fest, welche Funktion das Zielprotein hat und wie es in das Netzwerk eingreift. Ihre Arbeit erinnert an einen Profiler, der versucht, einen Täter durch die logische Verknüpfung vieler Einzeldaten zu enttarnen.

Mit Hilfe von Pipettierrobotern und dem Einsatz von Bioinformatik gelingt es Hennemanns Team, in kurzer Zeit die Funktionsweise eines Zielproteins zu analysieren. Für das Hochdurchsatz-Screening werden lebende Zellen verwendet, die der Situation im Körper nahe kommen. Daher sind die Ergebnisse sehr zuverlässig. Der Kunde kann daraus schließen, ob sich die Entwicklung eines Wirkstoffs gegen dieses Protein lohnt. Das ist der zweite Bereich, in dem die caesar-Wissenschaftler aktiv sind. Bisher wurden vor allem kleine Moleküle als Medikamente verwendet, die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip in Taschen von Proteinen binden. Somit konnten Proteine ohne größere Taschen nicht blockiert werden. Peptide (kleine Eiweißmoleküle) binden dagegen auch an anderen Stellen der Proteine. „Durch die Weiterentwicklung von Peptiden zu Medikamenten könnte zukünftig ein großer Teil der krankheitsrelevanten Proteine für die Therapie erschlossen werden. Unsere Screeningmethode bietet dafür gute Voraussetzungen“, so Hennemann.

Auf der Bio-Europe stellt er seine Methode am NRW-Gemeinschaftsstand von Bio-River vor. Im kommenden Jahr wird er zunächst in Räumen von caesar mit seiner Firma Nexigen starten.