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Wirkstoff gegen die Kupferspeicherkrankheit

21.06.2016

Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München beschreiben im ‚ Journal of Clinical Investigation‘ einen neuen Wirkstoff, der sehr effizient überschüssiges Kupfer aus Leberzellen bindet. Das Molekül stammt aus der Trickkiste eines Bakteriums und könnte sich für die Behandlung der sogenannten Kupferspeicherkrankheit anbieten. Im Versuchsmodell war es den herkömmlichen Medikamenten bereits überlegen.

Bei der sogenannten Kupferspeicherkrankheit ist der Körper nicht mehr in der Lage, überschüssiges Kupfer aus der Nahrung über die Galle in den Darm auszuscheiden. Stattdessen lagert Kupfer sich in der Leber und anderen Organen ab und kann dort schwerste Schäden verursachen.


Forscher haben in der Trickkiste dieses Bakteriums einen neuen Wirkstoff gegen die Kupferspeicherkrankheit gefunden

Quelle: Jeremy Semrau, University of Michigan

Entsprechend setzen Ärzte Medikamente ein, die das Kupfer an sich binden, sogenannte Chelat-Bildner. Diese lebenslangen Behandlungen sind wirksam wenn sie in frühen Krankheitsstadien zum Einsatz kommen. Die Medikamente müssen mehrmals täglich eingenommen werden, sind immer wieder mit unerwünschten Wirkungen assoziiert und vor allem bei später Diagnose der Erkrankung oft wirkungslos, so dass als Ultima Ratio eine Lebertransplantation nötig sein kann.

Forscher um PD Dr. Hans Zischka, Leiter der Arbeitsgruppe Oxidativer Zelltod am Institut für Molekulare Toxikologie und Pharmakologie des Helmholtz Zentrums München haben nun einen Wirkstoff detailliert untersucht, der die Behandlung der Krankheit verbessern könnte.

Dazu griffen sie auf das Bakterium Methylosinus trichosporium zurück, das durch seinen speziellen Methan-Stoffwechsel einen hohen Bedarf an Kupfer hat. Um das benötigte Metall zu gewinnen scheidet es das Molekül Methanobactin aus, das Kupfer sehr effizient bindet.

Methanobactin als neue Therapieoption?

Um zu überprüfen, ob sich Methanobactin auch dazu eignet, Kupfer aus dem Körper zu binden, setzten die Forscher ein in vivo Modell für die Krankheit ein, bei dem derselbe Gendefekt vorliegt wie im Menschen. „Wir konnten beobachten, dass auch akute Stadien der Kupferspeicherkrankheit durch Methanobactin zurückgingen“, berichtet Josef Lichtmannegger, zusammen mit Christin Leitzinger Erstautor der Studie.

Weitere Analysen ergaben, dass die Verbesserung auf einen starken Rückgang der Kupfermengen zurück zu führen war. Speziell die als Mitochondrien bekannten „Kraftwerke der Zellen“ profitierten stark von der sinkenden Kupferlast und konnten ihre Funktion wieder voll aufnehmen. Methanobactin verhinderte ein Absterben von Leberzellen und beugte einem Leberversagen vor.

Die Forscher testeten daraufhin Methanobactin gegenüber Chelat-Bildnern, die gegenwärtig in der Klinik zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu diesen, konnte Methanobactin auch in Stadien schwerer Schädigung innerhalb weniger Tage die Kupferüberlastung der Leberzellen beseitigen und ein Organversagen verhindern. Zudem war der Wirkstoff im Modell sehr gut verträglich.

„Wir hoffen durch unsere Arbeit die Behandlung der Kupferspeicherkrankheit zu verbessern und die Zahl der Lebertransplantationen verringern zu können“, so Studienleiter Zischka. So sei es denkbar, auf lange Sicht die bisherige täglich mehrfache Einnahme von weniger wirksamen Chelat-Bildnern durch kurze Behandlungszyklen mit Methanobactin zu ersetzen. Hierfür seien nun klinische Studien notwendig.

Weitere Informationen:

Hintergrund:
Auslöser für die Kupferspeicherkrankheit ist ein vererbbarer Defekt im sogenannten Wilson-Gen, weshalb die Krankheit nach ihrem Entdecker den Namen „Morbus Wilson“ trägt. Das Wilson-Gen codiert für einen ATP getriebenen Kupfer-Transporter, der das Metall aus den Leberzellen schleust. Ist das Gen mutiert verbleibt das Kupfer in den Zellen. Die Zeichen einer Leberschädigung reichen von einer leichten Erhöhung der Leberwerte über eine Fettleber bis hin zu einer akuten und lebensbedrohlichen Leberentzündung oder einer Leberzirrhose.

Original-Publikation:
Lichtmannegger, J. et al. (2016). Methanobactin reverses acute liver failure in a rat model of Wilson Disease, Journal of Clinical Investigation, DOI: 10.1172/JCI85226

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. http://www.helmholtz-muenchen.de

Die Arbeiten am Institut für Toxikologie und Pharmakologie (TOXI) sollen grundlegende Reaktionen des Organismus auf chemische Umweltfaktoren aufklären. Ziel ist ein besseres Verständnis der Bedeutung solcher Wirkmechanismen und neue Einsichten über Signalnetzwerke und genetische Programme für die Entstehung und die Progression komplexer Krankheiten, wie Krebs, Diabetes, neurodegenerative Erkrankungen oder Störungen des Herz-Kreislauf-Systems. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung verbesserter Strategien zur Identifizierung, Quantifizierung und Verringerung von Gesundheitsrisiken. Weiterhin soll die Forschung zur Prävention und frühzeitigen Erkennung von umweltbedingten Erkrankungen beitragen, sowie die Entwicklung innovativer therapeutischer Ansätze vorantreiben. http://www.helmholtz-muenchen.de/toxi

Ansprechpartner für die Medien:
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 2238 - Fax: +49 89 3187 3324 - E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachlicher Ansprechpartner:
PD. Dr. Hans Zischka, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Toxikologie und Pharmakologie, Arbeitsgruppe Oxidativer Zelltod, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 2663, E-Mail: zischka@helmholtz-muenchen.de

Sonja Opitz | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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