Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Design für Interferon-beta

20.09.2001


Strukturvariante des Interferon.
© Fraunhofer


Die neue Variante des Interferon-beta (re.) hat weniger hydrophobe
Regionen (blau) als der Wildtyp
© Fraunhofer


Mehr als 120 000 Menschen leiden allein in Deutschland an Multipler Sklerose MS, einer heimtückischen Erkrankung des Nervensystems. Interferon-beta ist einer der wenigen Wirkstoffe, die MS-Kranken helfen. Fraunhofer-Forscher haben das Medikament durch Protein-Design verbessert: Das Interferon beta der 2. Generation ist besser löslich.

Multiple Sklerose ist eine entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems. Die Ursache der Krankheit ist noch nicht geklärt. Es wird aber vermutet, dass MS eine Autoimmunerkrankung ist - ein Teil des Abwehrsystems richtet sich nicht nur gegen Krankheitserreger, sondern auch gegen eigene gesunde Körperzellen. Bei MS-Patienten greifen die weißen Blutkörperchen (T- und B-Lymphozyten) die Myelinschicht der Nervenzellen an. Diese Schicht isoliert die Nervenbahnen ähnlich wie die Kunststoffhülle ein Stromkabel. »Da Interferon-beta die Aktivität der T-Lymphozyten hemmt, wird es in der MS-Therapie eingesetzt«, erläutert Prof. Dr. Bernd Otto vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Es ist einer der wenigen Wirkstoffe, die MS-Patienten helfen.


Das Medikament wird mithilfe von gentechnischen Methoden in großen Mengen in Bakterien und Säugetierzellen produziert. In beiden Fällen bereitet jedoch die geringe Löslichkeit des Proteins große Probleme. »Das Mittel wird den Patienten meist intramuskulär gespritzt. Allerdings bleiben die Proteine in der Einstichstelle hängen und gelangen nur zu einem sehr geringen Teil ins Blut, dem eigentlichen Wirkort«, beschreibt der Fraunhofer-Wissenschaftler die Schwierigkeiten bei der Behandlung. Um die Löslichkeit des Interferon-beta zu erhöhen, haben Forscher des IGB ein neuartiges Konzept für das Proteindesign eingesetzt, das Hydrophobic Engineering. Hierbei werden wasserabweisende Bestandteile des Proteins durch hydrophile ersetzt.

»Zunächst haben wir die hydrophoben Oberflächenbereiche des Proteins identifiziert«, berichtet Prof. Otto. Die Forscher prüften, welche dieser Regionen nicht für die biologische Funktion des Proteins zuständig ist. Diese hydrophoben Aminosäuren wurden gegen die wasserliebende Aminosäure Serin ausgetauscht. »So haben wir die Löslichkeit des Proteins verbessert, ohne die biologische Aktivität zu verändern«, erläutert Prof. Otto das Vorgehen. Insgesamt haben die IGB-Forscher acht Aminosäuren ausgetauscht. Diese neue Variante des Interferon-beta wurde dann in dem Bakterium E.coli gentechnisch hergestellt. »Im Tierversuch konnten wir eine stark erhöhte pharmakologische Stabilität und Bioverfügbarkeit der löslicheren Interferon-beta-Variante im Vergleich zum herkömmlichen Protein nachweisen«, berichtet Otto von den positiven Ergebnissen. Das heißt, der Wirkstoff gelangt besser ins Blut.

Doch das ist nicht der einzige Erfolg: Den Forschern ist es sogar gelungen, das veränderte Interferon in Säugetierzellen zu produzieren. Der Vorteil: Das in Säugetierzellen hergestellte Interferon ist glykosyliert - es enthält zusätzliche Zuckerketten. Diese stabilisieren die dreidimensionale Struktur des Proteins und das erhöht die biologische Aktivität des Interferons. Die neue Protein-Variante bietet aber noch einen weiteren Vorzug: Weil sie löslicher ist, kann sie höher konzentriert werden als herkömmliche Interferon-beta-Präparate. »Im Tierversuch zeigt der veränderte Wirkstoff eine zehnfach erhöhte Bioverfügbarkeit«, berichtet der Fraunhofer-Forscher.


Das Interferon-beta der zweiten Generation kann nach Einschätzung der Wissenschaftler aber nicht nur zur Behandlung von MS genutzt werden. »Es könnte auch bei Hepatitis-C- und Krebspatienten eingesetzt werden«, urteilt Prof. Otto. Damit würde die Behandlung von Hepatitis-C wesentlich verbessert: Denn es sprechen nur etwa 30 Prozent der Erkrankten auf den herkömmlichen Wirkstoff Interferon-alpha an.

Die Variante des Interferon-beta haben die Forscher zum Patent angemeldet. Ein vorläufiger internationaler Prüfbescheid liegt bereits vor. Für Deutschland wurde das Patent im Jahr 2000 erteilt. Doch bis das neue Interferon-beta den Patienten zugute kommt, werden noch einige Jahren vergehen. »Wenn eine Firma das veränderte Interferon zum Produkt weiterentwickelt, könnte es frühestens 2006 auf den Markt kommen«, schätzt Prof. Otto.

Auf der Biotechnica in Hannover (9.-11. Oktober 2001) informieren Forscher über das neu beta-Interferon in Halle 2, Stand A 18.

Prof. Dr. Bernd Otto | Projektgruppe Gentechnik

Weitere Berichte zu: Interferon Interferon-beta Multiple Sklerose Protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz: Nierenschädigungen therapieren, bevor Symptome auftreten
20.09.2017 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Neuer Ansatz zur Therapie der diabetischen Nephropathie
19.09.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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