Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pforte für Bakteriengifte entdeckt

16.04.2014

Freiburger Forscher weisen ein Molekül nach, das Toxine aus gefährlichen Darmkeimen in die menschliche Zelle lässt

Prof. Dr. Dr. Klaus Aktories und Privatdozent Dr. Panagiotis Papatheodorou vom Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität Freiburg haben den Rezeptor beschrieben, der den Giftstoff des Bakteriums Clostridium perfringens in die Zelle schleust.


TpeL, der Giftstoff von Clostridium perfringens, wird über den Zellrezeptor LRP1 aufgenommen und zerstört die Wirtszellen (links: Zellkultur ohne Toxin; rechts: Zellkultur mit Toxin).

Quelle: Panagiotis Papatheodorou

Das TpeL-Toxin, das von C. perfringens gebildet wird, verursacht Gasbrand und Lebensmittelvergiftungen. Es ähnelt stark den Giften vieler weiterer Krankenhauskeime der Gattung Clostridium. Die Toxine binden an Oberflächenmoleküle und schleichen sich in die Körperzelle ein, wo sie zum Zelltod führen.

„Um die Giftstoffe am Eintritt in die Zelle zu hindern, muss man den Rezeptor finden, der als Pforte dient. Aber die Suche nach diesem Schlüsselmolekül blieb lange ohne Erfolg“, sagt Aktories, Mitglied des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies. Nun haben die Forscherinnen und Forscher aus Freiburg gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Düsseldorf, den USA und den Niederlanden erstmals einen Rezeptor für ein Clostridium-Toxin dieses Typs identifiziert.

Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Clostridien lösen bei Menschen und Tieren Darm- und Wundkrankheiten aus, die oftmals tödlich verlaufen. „In Kliniken sind derzeit besonders Infektionen mit der Bakterienart Clostridium difficile ein Problem. Die Erkrankungen treten insbesondere nach Antibiotikabehandlungen auf und führen häufig zu Durchfällen, aber auch zu tödlichen Darmentzündungen“, erklärt Aktories.

Die Giftstoffe dringen in Wirtszellen ein und deaktivieren Signalmoleküle, in dem sie ein Zuckermolekül an diese Zellschalter heften. Ist dieser Signalweg ausgeschaltet, kommt es zum Zelltod – befallenes Gewebe stirbt ab.

Um den Rezeptor zu entdecken, verwendeten die Forscher ein genetisches Auswahlverfahren, ein so genanntes Screening, bei dem zufällig einzelne Gene in Zellen aus humanen Krebszelllinien abgestellt werden. Auf diese Weise fanden sie heraus: Ist das Gen für den Eiweißstoff LRP1 auf der Zelloberfläche ausgeschaltet, sind Zellen gegen den Giftstoff TpeL unempfindlich.

LRP1, das „Low density lipoprotein receptor-related“ Protein 1, nimmt normalerweise Eiweiße auf, die als Transportmittel für Fette im Blut dienen. Die Forscher zeigen, dass LRP1 das gesuchte Schlüsselmolekül ist: Es steuert auch die Aufnahme des Giftstoffes TpeL.

Sein Team schlägt auch ein neues Modell vor, erklärt Aktories: „Unsere Erkenntnisse weisen darauf hin, dass zwei Rezeptoren an der Wirkung der anderen Zucker übertragenden Clostridien-Toxine beteiligt sind.“ Die Ergebnisse können Forscher nutzen, um neue Wirkstoffe gegen Clostridien zu entwickeln. „Unsere Entdeckung wird auch als Anstoß für die Forschung dienen, weitere Toxin-Rezeptoren zu identifizieren“, hofft Aktories.

Orginalpublikation:
LRP1 is a receptor for Clostridium perfringens TpeL toxin indicating a two-receptor model of clostridial glycosylating toxins. Björn Schorch, Shuo Song, Ferdy R. van Diemen, Hans H. Bock, Petra May, Joachim Herz, Thijn R. Brummelkamp, Panagiotis Papatheodorou, and Klaus Aktories. PNAS 2014; published ahead of print April 15, 2014, doi:10.1073/pnas.1323790111

Kontakt:
Prof. Dr. Dr. Klaus Aktories
Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203- 5301
E-Mail: klaus.aktories@pharmakol.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2014/pm.2014-04-16.31-en?set_language=en

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie