Durchbruch bei Grundlagenarbeit gegen Stoffwechselerkrankungen

Einem Grazer Wissenschaftsteam vom Institut für Organische Chemie der Technischen Universität ist es gelungen, ein fünfringiges Zuckermolekül künstlich herzustellen. Das neuartige Molekül soll deutlich weniger Nebenwirkungen hervorrufen und damit Perspektiven für die Entwicklung neuer Medikamente bieten. Die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit veröffentlichen die Wissenschafter in der kürzlich erschienenen Ausgabe des Fachjournals „Angewandte Chemie“.

„Fehlerhaftes Verhalten von Enzymen im eigenen Körper verursacht so genannte lysosomale Stoffwechselerkrankungen und zahlreiche andere Krankheiten mit schwerwiegenden Folgeschäden für die Patienten“, erklärt die Forscherin Tanja Wrodnigg gegenüber pressetext. Die Krankheitsbilder solcher Erkrankungen sind verschiedenartig und reichen vom Anschwellen innerer Organe bis hin zu irreparablen Schäden in Muskeln und Knochen. „Bei bestimmten Stoffwechselerkrankungen kann der Körper Speicher- und Botenstoffe wie zuckerhältige Fettstoffe nicht mehr abbauen, der Stoffwechsel im Organismus wird gestört. In der Kohlenhydrat-Chemie arbeiten wir an Wirkstoffen, die falsch funktionierende Enzyme außer Kraft setzen oder wieder funktionsfähig machen.“ Ein wesentlicher Forschungsschritt zur Entwicklung besserer Diagnosen und Therapien ist der Wissenschaftlerin nun gelungen: Die Herstellung eines künstlichen fünfringigen Zucker-Wirkstoff.

„Die Summenformel des fünfringigen Moleküls entspricht genau jener des sonst in der Natur vorkommenden sechsringigen“, erklärt die Forscherin. Die meisten Zucker liegen im Körper als Sechsring vor. „Man kann sie sich als regelmäßiges Sechseck ähnlich einer Bienenwabe vorstellen. Wenn der Wirkstoff selbst ebenfalls ein Sechsring ist, besteht die Gefahr von unerwünschten Nebenwirkungen.“ Die Struktur des Wirkstoffs helfe dabei, eine zielgerichtete Wirkung herbeizuführen. Tatsächlich konnten die Wissenschaftler mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse – einem bildgebenden Verfahren auf atomarer Ebene – nachweisen, dass der „Fünfring“ von einem wichtigen repräsentativen Enzym, also einem Enzym, dessen Arbeitsweise und Struktur Modellcharakter für zahlreiche weitere Enzyme hat, erkannt wird: „Der Fünfring sitzt im aktiven Zentrum.“

„Das Problem bei solchen Stoffwechselkrankheiten ist, dass die Enzyme zwar vorhanden sind, aber so genannte genetische Punktmutationen aufweisen“, erklärt die Forscherin. Das bedeute, dass sie nicht funktionstüchtig sind und ausgeschieden werden. Je früher man eine solche Erkrankung erkennt, desto größer sind auch die Heilungschancen, meint die Wissenschaftlerin. „Wir hoffen, durch unsere Erkenntnisse Biochemikern und Klinikern kompetente Hilfestellung geben zu können, die zur Linderung einiger unheilbarer Krankheiten beiträgt“, so Wrodnigg abschließend gegenüber pressetext.