Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Protein Engineering: In fünf Schritten zur zielgenauen Therapie

08.02.2017

Wie Wissenschaftler es schaffen, dass Medikamente genau da wirken, wo sie wirken sollen.

Wissenschaftler, die an neuen Medikamenten forschen, haben ein klares Ziel vor Augen: Sie wollen Therapien entwickeln, die den Verlauf von Erkrankungen beim Menschen positiv beeinflussen können. Das Ergebnis kann ein Arzneimittel sein, das die Symptome einer Erkrankung lindert, ihr Fortschreiten stoppt oder sogar zur vollständigen Heilung führt. Im Idealfall wirken diese Medikamente gezielt nur dort, wo sie gebraucht werden, um die Nebenwirkungen auf ein Minimum zu reduzieren.


Protein Engineering

AbbVie


Beim Protein-Engineering entwickeln Forscher individualisierte Therapien gegen schwere Erkrankungen.

AbbVie

Krankheiten zielgerichtet bekämpfen

Im Bereich „Protein-Engineering“ suchen Wissenschaftler nach Medikamenten, die Krankheiten äußerst zielgerichtet bekämpfen. Dazu entwerfen sie Proteine – etwa Antikörper oder Enzyme – mit neuen Eigenschaften und Funktionen, die in die Krankheitsabläufe eingreifen können.

Proteine sind Eiweißmoleküle, die vom Körper gebildet werden und dort vielfältige Aufgaben erfüllen. Enzyme zerlegen zum Beispiel Nahrungsbestandteile wie Fette und Zucker oder machen Giftstoffe wie Alkohol unschädlich. Antikörper binden hochspezifisch Krankheitserreger und sorgen für deren Vernichtung durch das Immunsystem.

Diese Eigenschaften macht man sich beim Protein-Engineering zunutze. Das Ziel: Proteine zu entwerfen oder so zu verändern, damit deren Eigenschaften gegen bestimmte Zielstrukturen, sogenannte „Targets“, der Krankheit genutzt werden können, um so den Krankheitsverlauf positiv zu verändern.

Ein Target kann beispielsweise auf der Oberfläche einer Krebszelle sitzen oder als Botenstoff im Körper Entzündungsreaktionen hervorrufen und durch das richtige therapeutische Protein direkt unschädlich gemacht oder zur Zerstörung markiert werden.

Was heißt es, ein Protein zu „entwerfen“ und wie funktioniert das?

Fünf einfache Schritte zeigen den Weg zur Entwicklung von therapeutischen Proteinen und wie Protein-Engineering funktioniert.

SCHRITT 1: Targets identifizieren

Das Protein-Engineering-Team arbeitet eng mit Krankheitsexperten und Medizinern zusammen, um die Entstehung und den Verlauf einer Erkrankung zu verstehen und Targets zu identifizieren, die sich als Angriffspunkt für neuartige Medikamente eignen. Daraus entsteht die Idee für ein mögliches Protein-Design. Dazu analysieren die Forscher das Target genau, um herauszufinden, wie sie den Bauplan des Proteins verändern müssen, damit es mit dem Target interagieren und sich so positiv auf die Krankheitsabläufe im Körper auswirken kann.

SCHRITT 2: Das Design

Mit diesem Wissen beginnen die Wissenschaftler mit dem Design. Dabei versuchen sie, Proteine ausfindig zu machen, zu entwickeln oder zu verändern, die in der Lage sind, an das Target zu binden, um es zu hemmen, zu aktivieren oder zu zerstören.

SCHRITT 3: Die Interaktion

Je nachdem, welche Eigenschaften das Target aufweist, müssen die Wissenschaftler einen geeigneten Ansatz finden, damit das entworfene Protein daran binden oder damit interagieren kann. Dabei stehen ihnen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Zum Beispiel:

• Antikörper-Wirkstoff-Konjugat:
Ein Antikörper, also ein Protein, kann so verändert werden, dass er gezielt an das Target bindet. Verknüpft man den Antikörper mit einem weiteren Medikament, transportiert er dieses präzise zu dem Ort, an dem es wirken soll. Das kann beispielsweise eine Krebszelle sein, die sich so gezielt zerstören lässt, ohne das umliegende Gewebe zu schädigen.

• Bispezifische Antikörper:
Bindet ein Antikörper gleich an zwei unterschiedliche Targets, bezeichnet man ihn als bispezifischen Antikörper. Durch das Binden mehrerer Targets ergeben sich vielfältige Optionen, um in den Krankheitsverlauf einzugreifen.

SCHRITT 4: Analyse

Haben die Wissenschaftler geeignete Protein-Designs identifiziert, führen sie daraufhin eingehende Untersuchungen und Experimente durch, um mehr über die Proteine zu erfahren, die sie entworfen und hergestellt haben. Ziel ist es, ein Protein zu identifizieren, das über alle wichtigen Eigenschaften verfügt, die für die gewünschte krankheitsmodifizierende Wirkung beim Menschen erforderlich sind. Sind die Wissenschaftler erfolgreich, beginnen umfangreiche Tests, um die Sicherheit des potenziellen neuen Arzneimittels zu prüfen, bevor es beim Menschen eingesetzt werden darf.

SCHRITT 5: Wirksamkeit und Sicherheit testen

Sobald das Protein alle erforderlichen Tests erfolgreich durchlaufen hat, wird mit sogenannten klinischen Studien begonnen. Hier wird nicht nur geprüft, ob das Protein als Medikament auch wirkungsvoll und verträglich ist, sondern auch in welcher Darreichungsform und Dosis es zukünftig beim Menschen eingesetzt werden sollte. Diese Studien sind in drei Phasen aufgeteilt und dauern mehrere Jahre. Sind sie erfolgreich, erhält das Medikament die Marktzulassung und kann fortan verschrieben werden.

Weitere Informationen:

http://bit.ly/2ljFcH5 - Video zum Thema Protein Engineering
http://bit.ly/2ljDhCf - Neuigkeiten von AbbVie Deutschland

Andrea Arnold | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

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

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

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