Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photopharmakologie - Entwässern mit Blaulicht

21.07.2014

LMU-Wissenschaftlern ist es gelungen, das Entwässerungsmittel Amilorid mit einem Lichtschalter auszustatten, der durch blaues Licht aktiviert wird. Die neue Methode erlaubt es erstmals, die Funktion bestimmter Natriumkanäle mit Licht zu steuern.

Entwässerungsmittel – sogenannte Diuretika – werden in der Medizin häufig eingesetzt, etwa zur Behandlung von Herzschwäche und Bluthochdruck. Ein bekanntes Diuretikum ist Amilorid, das auf sogenannte Epitheliale Natriumkanäle (ENaCs) wirkt.

ENaCs sind Natriumkanäle in der Zellmembran, die in verschiedenen Epithelgeweben den Wassertransport regulieren, aber auch im zentralen Nervensystem vorkommen, wo deren Funktion bislang unbekannt ist. Dirk Trauner, Professor für Chemische Biologie und Genetik an der LMU, ist es mit seinem Team und Kollegen der Justus Liebig Universität Gießen nun gelungen, Amilorid mit einem Photoschalter zu versehen, der neue Einblicke in die Funktion dieser Kanäle erlaubt.

„Wenn das chemisch modifizierte Amilorid an einen ENaC andockt, können wir den ursprünglich blinden Kanal durch Lichtreize gezielt steuern“, sagt Matthias Schönberger, der Erstautor der im Journal Nature Chemistry veröffentlichten neuen Studie. Blaues Licht aktiviert das Photoamilorid, sodass der ENaC blockiert wird. Durch Ausschalten des Lichtes oder durch Bestrahlung mit grünem Licht wird das Molekül wieder deaktiviert, sodass der Kanal geöffnet ist und Natrium-Ionen in die Zelle strömen können. Auf diese Weise kann der Kanal beliebig oft geöffnet und geschlossen werden.

Verschiedene Kanäle gezielt ansprechbar

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass das neue Photoamilorid sowohl in amphibischen Zellen als auch in menschlichen embryonalen Nierenzellen und einem Zellmodell für das menschliche Lungenepithel funktioniert. Dabei stellte sich heraus, dass der neuen Wirkstoff besonders auf eine bestimmte ENaC-Variante wirkt, die sich je aus einer delta-, beta-, und gamma-Untereinheit zusammensetzt. Gerade diese Variante konnte bisher mangels geeigneter Methoden nur unzureichend untersucht werden. „Wir haben nun erstmals ein Werkzeug zur Verfügung, welches uns ermöglicht, gezielt diese Kanalvariante zu erforschen“, erklärt Schönberger.

Derzeit wird spekuliert, dass Delta-ENaCs möglicherweise bei neuronalen Krankheiten eine Rolle spielen, indem sie zu viele Natriumionen in die Zelle strömen lassen, sodass die Neuronen unkontrolliert feuern. „Das ist aber alles noch sehr hypothetisch. Vor allem weil Delta-ENaCs nur bei Primaten vorkommen, was ihre Untersuchung generell, aber vor allem im Gehirn erschwert. Deshalb sind wir sehr froh, dieses erste selektive Tool zu haben“, sagt Schönberger.

Das neue Photoamilorid hat sich somit als nützliches Werkzeug erwiesen, um ENaCs erstmal mit Licht zu steuern und gezielt verschiedene ENaC-Varianten anzusprechen. Somit könnte es dazu beitragen, deren Rolle in unterschiedlichen Geweben – etwa im Gehirn – aufzuklären.

„Darüber hinaus könnte unser Photoamilorid/ENaC-System genutzt werden, um Zellen über die Steuerung des Natriumflusses gezielt zu polarisieren, d.h. ihre elektrische Ladung zu beeinflussen. Auf dieser Basis ließen sich zum einen optische Screening-Plattformen für spannungsgesteuerte Ionenkanäle entwickeln. Zum anderen bietet die Methode neue Möglichkeiten, die auf Zellpolarisation beruhende zelluläre Kommunikation zu untersuchen“, schließt Trauner
(Nature Chemistry 2014) göd

Publikation:
Controlling epithelial sodium channels with light using photoswitchable amilorides
Matthias Schönberger, Mike Althaus, Martin Fronius, Wolfgang Clauss and Dirk Trauner
Nature Chemistry 2014
DOI: 10.1038/NCHEM.2004

Kontakt:
Prof. Dr. Dirk Trauner
Department Chemie
Phone: +49 89 2180-77800
Fax: +49 89 2180-77972
dirk.trauner@lmu.de
http://www.cup.uni-muenchen.de/oc/trauner/

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise