Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stoffwechselkrankheit: Öffner für defekte Kanäle

14.08.2014

Mutierte Ionenkanäle verursachen die seltene Stoffwechselkrankheit Mukolipidose Typ IV. LMU-Wissenschaftler entwickelten nun ein synthetisches Molekül, das den Defekt in Zellversuchen beheben kann.

Mukolipidose Typ IV ist eine seltene Stoffwechselkrankheit, die das Nervensystem beeinträchtigt; die meisten Patienten können weder sprechen noch alleine gehen. Sie kann auch zu Augenleiden wie der Netzhautdegeneration führen.

Charakteristisch für Mukolipidose Typ IV ist, dass sich große Biomoleküle und Schwermetalle in bestimmten zellulären Organellen, den Lysosomen, anreichern, weil sie dort nicht adäquat abgebaut und ausgeschieden werden können.

Die Ursache sind Mutationen in einem Gen, das für sogenannte TRPML1-Kanäle codiert. „Diese Ionenkanäle regulieren den Kationenhaushalt und den pH-Wert im Lysosom und sind für dessen korrekte Funktion essentiell“, sagt der LMU-Pharmakologe Dr. Christian Grimm, dem es mit seinem Team nun gelang, ein synthetisches Molekül zu entwickeln, das defekte TRPML1-Kanäle in Zellversuchen in bestimmten Fällen aktivieren kann.

Bisher sind etwa 20 verschiedene Mutationen des TRPML1-Gens bekannt. „ Für bestimmte Mutationen – nämlich solche, bei denen der Kanal zwar defekt, aber grundsätzlich vorhanden ist und am richtigen Ort sitzt – ist es vorstellbar, den Kanal zu reaktivieren“, sagt Grimm, „Ziel unseres Projektes war es, derartige Mutationen zu identifizieren und für die Aktivierung geeignete niedermolekulare Verbindungen zu entwickeln, sogenannte small molecules“. Dieser Ansatz, von dem die Wissenschaftler nun im Fachjournal Nature Communications berichten, ist auch medizinisch relevant, weil Mukolipidose bisher nicht behandelbar ist.

Tatsächlich fanden die Wissenschaftler drei Mutationen, die für eine Behandlung mit small molecules in Frage kommen. Zunächst untersuchte Grimm, ob die entsprechenden Kanäle durch Zugabe ihres natürlichen Bindungspartners wieder durchgängig gemacht werden können. Dabei zeigte sich aber, dass die mutierten Kanäle von ihren natürlichen Bindungspartnern nicht mehr angesteuert werden können.

„Deshalb entwickelten wir einen synthetischen Bindungspartner, das small molecule MK6-83“, erzählt Grimm. Mit diesem Molekül hatten die Wissenschaftler Erfolg: Bei zwei der drei identifizierten Mutationen konnten sowohl in Mauszellen als auch in Zellen menschlicher Mukolipidose-Patienten die defekten Kanäle mit MK6-83 erfolgreich aktiviert werden.

„Damit stellt MK6-83 einen viel versprechenden Kandidaten für neue Therapieansätze dar. Vermutlich funktioniert das synthetische Molekül besser als der natürliche Bindungspartner von TRPML1, weil es an einer anderen Stelle des TRPML1-Kanals ansetzt – nämlich viel näher an der Pore als der natürliche Bindungspartner, PI(3,5)P2“, sagt Grimm. Sein nächstes Ziel ist es nun, MK6-83 auch in transgenen Mausmodellen, die die entsprechenden TRPML1-Mutationen tragen, zu untersuchen.

Publikation:
A small molecule restores function to TRPML1 mutant isoforms responsible for mucolipidosis type IV
Cheng-Chang Chen, Marco Keller, Martin Hess, Raphael Schiffmann, Nicole Urban, Annette Wolfgardt, Michael Schaefer, Franz Bracher, Martin Biel, Christian A. Wahl-Schott, and Christian Grimm
Nature Communications 2014
DOI: 10.1038/ncomms5681

Kontakt:
Dr. Christian Grimm
Pharmakologie für Naturwissenschaften
Phone: +49-(0)89-2180-77320
christian.grimm@cup.uni-muenchen.de

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

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