Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nachgeahmte Zuckermoleküle beeinflussen Regeneration von Nerven

03.03.2009
Forschern der Universität Basel ist es gelungen, Strukturen von Zuckermolekülen nachzuahmen, die eine wichtige Rolle beim Nachwachsen von Nervenzellen spielen. Ihre Studie wurde vom Fachmagazin "Journal of Medicinal Chemistry" veröffentlicht.

Bei Verletzungen des Rückenmarks werden Nervenbahnen zerstört, die Reize vom Gehirn zu den Organen und Extremitäten leiten. Auch Sinneseindrücke werden an der Verletzungsstelle unterbrochen und gelangen nicht mehr ins Gehirn. So führt eine Schädigung des Rückenmarks zu einer teilweisen oder vollständigen Lähmung und dem Verlust von Empfindungen in Körperteilen unterhalb der Verletzung.

In der Schweiz verletzen sich jährlich etwa zweihundert Menschen am Rückenmark. Sie müssen mit einer plötzlich stark veränderten Lebenssituation zurechtkommen, da es zurzeit neben der physiotherapeutischen Rehabilitation keine wirkungsvolle Therapie für Querschnittgelähmte gibt.

Regeneration von Nerven
Ist das Nervensystem des Menschen erst einmal ausgebildet, gibt es genetisch festgelegte Mechanismen, die ein weiteres Wachstum der Nerven verhindern. Wird ein peripherer Nerv jedoch verletzt, können Nervenfasern spontan nachwachsen. Für diese Regeneration sind wachstumsfördernde Faktoren verantwortlich, die von der Myelinschicht beigesteuert werden, welche die Nerven umhüllt.

Auch nach einer Verletzung im Zentralnervensystem versuchen die Nervenfasern nachzuwachsen. Es bilden sich winzige Fortsätze, die allerdings nicht einmal Millimeterlänge erreichen. Dies liegt daran, dass das Myelin des Zentralnervensystems im Gegensatz zum Myelin des peripheren Nervensystems Faktoren enthält, die das Nervenwachstum hemmen. Einige der dafür verantwortlichen Inhibitorproteine wie Nogo-A oder das Myelin-assoziierte Glycoprotein (MAG) sind heute bekannt. Für MAG konnte gezeigt werden, dass Interaktionen mit Glykanstrukturen für den hemmenden Effekt verantwortlich sind.

Glykanstrukturen nachahmen
Die Arbeitsgruppe von Prof. Beat Ernst am Departement Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Basel erforscht die Rolle von hoch komplexen Zuckermolekülen, so genannten Glykanen. Wechselwirkungen zwischen Glykanen und Proteinen beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse von der Entstehung des Embryos, über die Wundheilung bis hin zu Autoimmunerkrankungen. Glykanstrukturen sind aber aufgrund ihrer unzureichenden pharmakokinetischen Eigenschaften therapeutisch nur bedingt einsetzbar. Ein Ziel der Arbeitsgruppe ist deshalb, Glykomimetika zu entwickeln, d.h. Verbindungen, welche die Glykanstruktur nachahmen, aber strukturell weniger komplex und für den therapeutischen Einsatz geeignet sind.

Diesen Ansatz verfolgten Prof. Beat Ernst und Dr. Oliver Schwardt mit ihren Mitarbeitern in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Bremen bei der vorliegenden Studie. Ausgehend vom aktivsten Liganden für MAG, dem Gangliosid GQ1balpha, gelang es ihnen Glykomimetika zu entwickeln, deren Bindungsaffinität bis zu 400 Mal stärker als die des natürlichen Liganden ist. Da Ligand und Inhibitor gleichzeitig um dieselbe Bindungsstelle konkurrieren, könnte durch die höhere Bindungsaffinität des Liganden der hemmende Effekt blockiert werden, der vom MAG-Inhibitorprotein auf das Nervenwachstum ausgeht. Mit den neu identifizierten Verbindungen wird es jetzt möglich, die Rolle von MAG bei der Regeneration von Nervenverletzungen genauer zu untersuchen.

Originalbeitrag
Oliver Schwardt, Heiko Gäthje, Angelo Vedani, Stefanie Mesch, Gan-Pan Gao, Morena Spreafico, Johannes von Orelli, Sørge Kelm, and Beat Ernst
Examination of the Biological Role of the alpha(2?6)-Linked Sialic Acid in Gangliosides Binding to the Myelin-Associated Glycoprotein (MAG)

J. Med. Chem., 2009, 52 (4), pp 989-1004, Publication Date (Web): January 28, 2009 | DOI: 10.1021/jm801058n

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Beat Ernst, Universität Basel, Institut für Molekulare Pharmazie, Klingelbergstrasse 50, 4056 Basel, Tel. +41 61 267 15 51, E-Mail: beat.ernst@unibas.ch

Reto Caluori | idw
Weitere Informationen:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jm801058n
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics