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 Allergieforschung: Weltweit erstes automatisches Pollennetz in Bayern am Start
28.09.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Maßgeschneiderte Strategie gegen Glioblastome
26.09.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Der perfekte Sonnensturm

Ein geomagnetischer Sturm hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Jahrzehnte rätselte die Forschung, wie hoch energetische Partikel, die auf die Magnetosphäre der Erde treffen, wieder verschwinden. Jetzt hat Yuri Shprits vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Universität Potsdam mit einem internationalen Team eine Erklärung gefunden: Entscheidend für den Verlust an Teilchen ist, wie schnell die Partikel sind. Shprits: „Das hilft uns auch, Prozesse auf der Sonne, auf anderen Planeten und sogar in fernen Galaxien zu verstehen.“ Er fügt hinzu: „Die Studie wird uns überdies helfen, das ‚Weltraumwetter‘ besser vorherzusagen und damit wertvolle Satelliten zu schützen.“

Ein geomagnetischer Sturm am 17. Januar 2013 hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Der Sonnensturm ermöglichte einzigartige Beobachtungen, die...

Im Focus: New welding process joins dissimilar sheets better

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of light metals.
Scientists at the University of Stuttgart have now developed two new process variants that will considerably expand the areas of application for friction stir welding.
Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovations.

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of...

Im Focus: Neuer Schalter entscheidet zwischen Reparatur und Zelltod

Eine der wichtigsten Entscheidungen, die eine Zelle zu treffen hat, ist eine Frage von Leben und Tod: kann ein Schaden repariert werden oder ist es sinnvoller zellulären Selbstmord zu begehen um weitere Schädigung zu verhindern? In einer Kaskade eines bisher wenig verstandenen Signalweges konnten Forscher des Exzellenzclusters für Alternsforschung CECAD an der Universität zu Köln ein Protein identifizieren (UFD-2), das eine Schlüsselrolle in dem Prozess einnimmt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht.

Die genetische Information einer jeden Zelle liegt in ihrer Sequenz der DNA-Doppelhelix. Doppelstrangbrüche der DNA, die durch Strahlung hervorgerufen werden...

Im Focus: Forscher entwickeln quantenphotonischen Schaltkreis mit elektrischer Lichtquelle

Optische Quantenrechner könnten die Computertechnologie revolutionieren. Forschern um Wolfram Pernice von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster sowie Ralph Krupke, Manfred Kappes und Carsten Rockstuhl vom Karlsruher Institut für Technologie ist es nun gelungen, einen quantenoptischen Versuchsaufbau auf einem Chip zu platzieren. Damit haben sie eine Voraussetzung erfüllt, um photonische Schaltkreise für optische Quantencomputer nutzbar machen zu können.

Ob für eine abhörsichere Datenverschlüsselung, die ultraschnelle Berechnung riesiger Datenmengen oder die sogenannte Quantensimulation, mit der hochkomplexe...

Im Focus: First quantum photonic circuit with electrically driven light source

Optical quantum computers can revolutionize computer technology. A team of researchers led by scientists from Münster University and KIT now succeeded in putting a quantum optical experimental set-up onto a chip. In doing so, they have met one of the requirements for making it possible to use photonic circuits for optical quantum computers.

Optical quantum computers are what people are pinning their hopes on for tomorrow’s computer technology – whether for tap-proof data encryption, ultrafast...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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