Mit Zucker Bakterien einfangen

Zellen kommunizieren auf ihrer Oberfläche durch Kohlenhydrate miteinander. Diese Zucker werden auch von Krankheitserregern genutzt. Forschende des Laboratoriums für Organische Chemie der ETH Zürich haben Interaktionen zwischen Bakterien und Kohlenhydraten erfolgreich mit so genannten Microarrays untersucht. Diese Methode könnte somit ein schnelles Screening und Testen von Krankheitserregern zur Anwendung bei Blutvergiftungen und auch bei Lebensmitteluntersuchungen ermöglichen.

Kohlenhydrate auf der Oberfläche von Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Zell-Zell-Erkennung, z.B. bei der Spermien-Eizellen-Erkennung, ferner beim Anhaften, bei der Signalweitergabe zwischen Zellen und als Kennzeichnung für den Verlauf von Krankheiten. Nervenzellen etwa nutzen diese Kohlenhydrate, um ihre Entwicklung und Regeneration zu vereinfachen, und Viren, um sich Eintritt in Wirtszellen zu verschaffen. Die Identifizierung der spezifischen Saccharide, die in diesen und anderen Prozessen beteiligt sind, ist wichtig für ein besseres Verständnis der Zell-Zell-Erkennung auf molekularem Niveau und für das Design von Arzneistoffen und Diagnostika.

Interaktion zwischen Bakterien und Kohlenhydraten testen

So genannte Microarrays sind in der Biologie, Chemie und Medizin eine bewährte vielfältige Technik, um die Interaktion zwischen Referenzmolekülen und zu analysierenden Substanzen schnell zu beurteilen. Forschende des Laboratoriums für Organische Chemie haben nun gezeigt, dass ebenfalls Interaktionen zwischen Bakterien und Kohlenhydraten mit Microarrays untersucht werden können. Diese Resultate, die in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazin „Chemistry & Biology“ erschienen sind, demonstrieren, dass Microarrays eine geeignete allgemeine Plattform sind, um die Interaktion zwischen Kohlenhydraten und Zellen zu untersuchen. Die Forschenden haben zudem den Anwendungsbereich dieser Methoden soweit erweitert, dass auch Krankheitserreger in komplexen Mischungen, z.B. Blut, nachgewiesen werden können. Solche Erreger, die ein Array einfängt, können zudem gezüchtet und beispielsweise darauf getestet werden, welche Antibiotika wirksam sind. Es liegt daher nahe, dass diese Arrays einerseits ein schnellen Screening und Testen von Krankheitserregern ermöglichen und anderseits beim Entdecken von neuen Rollen der Kohlenhydrate in der Zellbiologie mithelfen.

Weitere Informationen
Prof. Peter Seeberger
Laboratorium für Organische Chemie
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Telefax 41 (0)1-633-12 35
seeberger@org.chem.ethz.ch

Literaturhinweis
„Carbohydrate Microarrays to Study Carbohydrate-Cell Interactions and to Detect
Pathogens“, Matthew D. Disney and Peter H. Seeberger, Chemistry & Biology 2004,
Volume 11, Number 12