Vom Gift zum Faltenkiller

Das Botulinum Neurotoxin gehört zu den giftigsten Stoffen, die in der Natur vorkommen. Es hemmt die Ausschüttung des Neurotransmitters Acetylcholin und blockiert so die Impulsübertragung von der Nervenzelle auf den Muskel. Die Folge: Der Muskel wird gelähmt. Eingesetzt wird Botulinum Neurotoxin der Typen A und B als Medikament zum Beispiel bei unkontrollierbaren und schmerzhaften Muskelverkrampfungen wie dem so genannten Schiefhalssyndrom. Bekannt geworden ist es unter anderem als „BOTOX®“ zur Reduzierung von Gesichtsfalten.

Denkbar wäre aber auch ein Missbrauch des Giftes als biologische Waffe. Den Forschern der Abteilungen Physiologische Chemie und Toxikologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und Kollegen des Howard Hughes Medical Institute der Stanford University ist es gelungen, bis hin zur atomaren Struktur zu analysieren, wie Botulinum Neurotoxin Typ B in eine Nervenzelle eindringt. Zum einen können die Forscher nun detaillierter erklären, wie das Gift als Medikament wirkt, so dass die Grundlage für eine Optimierung des Wirkstoffes gegeben ist. Zum anderen kann mit den Forschungsergebnissen ein Gegengift zum Einsatz nach missbräuchlicher Verwendung entwickelt werden. Die Ergebnisse der Forschergruppe werden am Donnerstag, 21. Dezember 2006 in „Nature“ veröffentlicht (Band 444, Heft 7122) und sind online unter www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature05387.pdf bereits abrufbar.

„Wir wollten die Frage klären, wie das Botulinum Neurotoxin eigentlich die richtige Stelle an der Oberfläche der Nervenzelle findet und schließlich in die Zelle eindringt“, erklärt Dr. Thomas Binz, Arbeitsgruppenleiter in der Abteilung Physiologische Chemie der MHH. Dazu dockt zunächst das Neurotoxinmolekül an Zuckerstrukturen auf der Nervenzellmembran an. Das Molekül „schwimmt“ anschließend solange auf der Zellmembran, bis Neurotransmitter, die für die Impulsübertragung von Nerven auf Muskeln sorgen, ausgeschüttet werden. Währenddessen zeigt sich die Andockstelle für das Neurotoxin, ein Proteinrezeptor, der eigentlich für die Ausschüttung von Neurotransmittern zuständig ist. Durch Andocken an diesen Rezeptor kann das Neurotoxin in die Nervenzelle eindringen und die Freisetzung von Neurotransmittern unterdrücken: Der Muskel wird gelähmt.

„Unsere Forschung gibt auf atomarer Ebene detaillierte Informationen darüber, wie das Anheften an den Proteinrezeptor genau funktioniert“, betont Dr. Andreas Rummel, Chemiker in der Abteilung Toxikologie. Besonders wichtig ist den Forschern, dass sie jetzt Gegenmittel entwickeln können, die das Eindringen des Giftes in Nervenzellen und damit den Missbrauch als biologische Waffe verhindern.

Weitere Informationen geben Ihnen gern Dr. Thomas Binz, Abteilung Physiologische Chemie, Telefon (0511) 5322859, und Dr. Andreas Rummel, Abteilung Toxikologie, Telefon (0511) 5322819.