Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Mechanismus zur Bekämpfung von Allergien entdeckt

29.10.2012
Allergien sind weltweit auf dem Vormarsch. Nun haben Forschende des Instituts für Immunologie der Universität Bern herausgefunden, wie allergische Reaktionen behoben werden könnten: Durch ein künstliches Molekül, welches den Auslöser hemmt.

Allergien entstehen durch eine Überreaktion des eigenen Immunsystems gegen normalerweise harmlose Substanzen. Sie treten vor allem in Form von Asthma, Heuschnupfen oder Ekzemen auf. Vereinzelt können allergische Reaktionen sogar zu lebensbedrohlichen Situationen führen, wie dies bei Bienenstichen manchmal der Fall ist. Weltweit steigt die Zahl von Allergikern stetig, alleine in den USA leiden rund 50 Millionen Menschen an Allergien.


Ein sogenanntes «ribbon diagram» zeigt die dreidimensionale Protein-Struktur der beteiligten Moleküle. In dieser strukturellen Darstellung ist ersichtlich, dass jeweils zwei anti-IgE-DARPins (blau) an einen IgE-Antikörper (grau) binden. Durch diese Bindung der anti-IgE-DARPins wird IgE von seinem Rezeptor abgelöst.

Quelle: RCSB Protein Data Bank, ID 16FA und 4GRG.

Obwohl die Entstehung und die Grundmechanismen allergischer Reaktionen schon gut erforscht sind, gibt es zur Zeit nur begrenzte Möglichkeiten einer nachhaltigen Behandlung – und diese sind zum Teil sehr teuer. Ein Forscherteam des Instituts für Immunologie der Universität Bern hat nun einen neuen Weg gefunden, Allergien zu bekämpfen. Diese Erkenntnisse können in die Entwicklung neuer Medikamente einfliessen. Die Studie wurde nun in «Nature» publiziert.

Immunreaktion wird unterbrochen
Bei Allergikern produziert das körpereigene Immunsystem Antikörper, die sogenannten Immunoglobuline E (IgE) gegen allergene Eiweisse, die zum Beispiel in Pollen, Erdnüssen oder Hausstaubmilben vorkommen. Diese IgE-Antikörper binden an spezifische Rezeptoren auf Entzündungszellen, welche sich im Blut und im Gewebe befinden.

Treffen solche zellgebundenen IgE-Antikörper auf ein Allergen, werden Botenstoffe freigesetzt, welche innert kürzester Zeit Allergiesymptome hervorrufen wie etwa Nasenrinnen, gereizte Augen, Atembeschwerden oder im Extremfall zu einem tödlichen Kreislaufversagen führen. Schon vor einiger Zeit wurde ein therapeutischer Antikörper entwickelt, welcher IgE spezifisch erkennt und dessen Bindung an den Rezeptor verhindert. Da jedoch für eine erfolgreiche Therapie sehr grosse Mengen dieses anti-IgE-Antikörpers eingesetzt werden muss, wird er aus Kostengründen nur bei Patienten mit schwerem, chronischem Asthma angewandt.

Als Alternative zu Antikörpern wurde an der Universität Zürich bereits eine neue Art Bindungsmoleküle geschaffen, die auf einer gänzlich anderen Grundstruktur basieren. Diese sogenannten ‹DARPins› nutzten nun Forscher am Institut für Immunologie der Universität Bern, um ein spezifisches Bindungsmolekül gegen IgE zu finden. «DARPins übertreffen in vieler Hinsicht die molekularen Eigenschaften von Antikörpern», sagt Dr. Alexander Eggel vom Institut für Immunologie.

Er und sein Team beschreiben einen neuen Mechanismus eines solchen «anti-IgE»-DARPins. Neben der Fähigkeit, die Bindung von IgE an seinen Rezeptor zu verhindern, verursacht dieser DARPin zusätzlich das Ablösen von bereits an den Rezeptor gebundenem IgE. Dies geschieht nicht – wie zuerst vermutet – durch eine Änderung der IgE-Struktur, sondern durch einen Mechanismus, der die Trennung der zwei Moleküle deutlich beschleunigt.

«Es besteht also die Möglichkeit, dass IgE von Zellen losgelöst werden kann und somit allergische Reaktionen verhindert werden könnten», sagt Eggel. Die aus der Studie gewonnenen Erkenntnisse sind für die Entwicklung neuer Allergie-Medikamente wichtig und könnten laut Eggel auch in anderen Fällen hilfreich sein, in welchen unerwünschte Protein-Komplexe aufgelöst werden sollen.
Die vorliegende Studie wurde mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds in der Gruppe von Prof. Clemens Dahinden durchgeführt. Sie entstand in Zusammenarbeit mit einer Gruppe der Stanford University in Kalifornien, welche den molekularen Mechanismus des in Bern hergestellten anti-IgE-DARPins sowie seine «Ablösefähigkeit» auf struktureller Ebene beschrieb.

Allergieforschung an der Universität Bern
Seit Jahrzehnten wird am Institut für Immunologie im Gebiet der Allergie geforscht – zur Wirksamkeit von anti-IgE-Molekülen in der allergischen Reaktion erschienen bereits zahlreiche Studien. Dabei setzte die Forschergruppe um Prof. Beda Stadler und Dr. Monique Vogel stets auf die neuesten Technologien, die zum gegebenen Zeitpunkt verfügbar waren – in diesem Fall auf die DARPin-Technologie. DARPins werden vom Zürcher Biotech-Unternehmen «Molecular Partners» für Therapeutika erforscht und angewandt.
Bibliographische Angaben:
Beomkyu Kim, Alexander Eggel, Svetlana S. Tarchevskaya, Monique Vogel, Heino Prinz and Theodore S. Jardetzky: Accelerated Disassembly of IgE:Fc-receptor Complexes by a Disruptive Macromolecular Inhibitor, Nature, 28. Oktober 2012, DOI: 10.1038/nature11546

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch
http://www.kommunikation.unibe.ch/content/medien/medienmitteilungen/news/2012/darpins/index_ger.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise