Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entzündungsprozesse in Echtzeit beobachten

19.10.2015

Nachwuchsforscherin der Universität Jena entwickelt Testsystem für die Suche nach neuen Wirkstoffen

Asthma bronchiale, Heuschnupfen oder Neurodermitis – Allergien sind in den westlichen Industriestaaten weiter auf dem Vormarsch. Laut Robert-Koch-Institut erkrankt etwa jeder dritte Erwachsene mindestens einmal im Leben an einer Allergie. Die Ursache für allergische Reaktionen sind überschießende Entzündungsprozesse des Immunsystems.


Dr. Ulrike Garscha vom Lehrstuhl für Pharmazeutische und Medizinische Chemie der Uni Jena untersucht molekulare Entzündungsprozesse am Fluoreszenzmikroskop.

Foto: Anne Günther/FSU

Eine zentrale Rolle dabei spielt das Enzym 5-Lipoxygenase, kurz 5-LO. „Dieses Enzym steuert das Entzündungsgeschehen, in dem es die Biosynthese von proentzündlichen Substanzen katalysiert“, sagt Dr. Ulrike Garscha von der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Daher sei die 5-LO ein vielversprechendes Angriffsziel für Wirkstoffe zur Behandlung von Entzündungserkrankungen. Allerdings, so räumt die Pharmazeutin ein, gibt es bislang nur ein einziges zugelassenes Arzneimittel für den US-Markt, das aufgrund starker Nebenwirkungen nur sehr eingeschränkt eingesetzt werden kann.

Die Jenaer Nachwuchswissenschaftlerin vom Lehrstuhl für Pharmazeutische und Medizinische Chemie und ihr kleines Team haben nun einen neuen Ansatz erarbeitet, der die Arzneistoffsuche genau hier entscheidend voranbringen kann. Wie Ulrike Garscha und ihre Kollegen aus Jena gemeinsam mit Forschern des Karolinska Instituts in Stockholm in der renommierten Fachzeitschrift „FASEB Journal“ berichten, konnten sie jetzt erstmals den Mechanismus detailliert studieren, über den die 5-LO gemeinsam mit einem weiteren Protein namens FLAP die Entzündungsprozesse in Gang setzt (DOI: 10.1096/fj.15-278010).

Dafür haben die Forscher in jahrelanger Arbeit ein Zellsystem entwickelt, an dem sich die ablaufenden Prozesse zeitaufgelöst und hochpräzise beobachten lassen. Damit stellen die Forscher eine Methode zur Verfügung, mit der sich geeignete Wirkstoff-Kandidaten nun viel zielgerichteter testen lassen.

„Es ist bereits seit einigen Jahren vermutet worden, dass 5-LO und FLAP zusammenwirken“, unterstreicht Prof. Dr. Oliver Werz von der Uni Jena, an dessen Lehrstuhl die Arbeitsgruppe von Dr. Garscha angesiedelt ist. Sobald eine Zelle des Immunsystems ein Entzündungssignal erhält, wandert die 5-LO, die sich normalerweise frei innerhalb der Zelle bewegt, zur Membran des Zellkerns und verbindet sich dort mit FLAP. „Erst im Verbund können beide Moleküle ihre Wirkung entfalten und die Entzündung in Gang setzen“, so Werz.

Obwohl dieses Zusammenwirken in der internationalen Forschergemeinschaft weitgehend unstrittig war – eindeutig nachgewiesen haben es jetzt erstmals die Jenaer Pharmazeuten. Dafür haben sie die Interaktion der beteiligten Proteine in menschlichen Immunzellen durch Fluoreszenzfarbstoffe sichtbar gemacht und im Mikroskop beobachtet. Auf diesem Weg konnten die Forscher auch den genauen Regulationsmechanismus aufklären, nach dem die beiden Moleküle das Entzündungsgeschehen steuern.

„Während sich in den ersten Minuten der Interaktion zunächst ein flexibler Komplex aus beiden Molekülen bildet, der die Synthese proentzündlicher Substanzen induziert, kommt es nach zwei bis drei Minuten zu einer festen Verbindung von 5-LO und FLAP, was die Enzymaktivität wieder herunterfährt“, erläutert Ulrike Garscha. Die 36-jährige Nachwuchswissenschaftlerin ist überzeugt, dass sich aus diesen Erkenntnissen langfristig neue therapeutische Ansätze zur Behandlung von Entzündungserkrankungen ergeben werden.

Original-Publikation:
Gerstmeier J et al. Time-resolved in situ assembly of leukotriene-synthetic 5-lipoxygenase/5-lipoxygenase-activating protein complex in blood leukocytes, The FASEB Journal 2015, DOI: 10.1096/fj.15-278010

Kontakt:
Dr. Ulrike Garscha, Prof. Dr. Oliver Werz
Institut für Pharmazie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 14, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949811, 03641 / 949801
E-Mail: ulrike.garscha[at]uni-jena.de, oliver.werz[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie