Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erst die Krankheit entdeckt, jetzt die Patienten

05.01.2018

Bielefelder Biochemiker bestätigen Ursache für zunächst unklare Symptome

Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms macht es möglich: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können heute potenzielle Erbkrankheiten entdecken, zu denen noch kein Patient bekannt ist. Eine solche Krankheit ist „MPS III-E“, nach ihrem Entdecker ursprünglich auch „Dierks‘sche Krankheit“ genannt. Ärzte im Hadassah-Hebrew University Medical Center in Jerusalem (Israel) stellten in drei Patientenfamilien übereinstimmende Symptome einer fortschreitenden Erblindung fest, die auf einen bislang unbekannten Gendefekt hindeuteten.


Der Biochemiker Prof. Dr. Thomas Dierks forscht zu Erbkrankheiten und Therapie-Konzepten, wobei defekte Enzyme und deren Ersatz im Mittelpunkt stehen.

Foto: Universität Bielefeld


Dr. Björn Kowalewski und Mai-Britt Ilse haben für die Studie mit Zellkulturen nachgewiesen, dass das mutierte Gen der Patienten seine Funktion verloren hat.

Foto: Universität Bielefeld

Genomanalysen an der Universität Lausanne (Schweiz) lieferten ein Kandidaten-Gen, zu dem Professor Dr. Thomas Dierks von der Universität Bielefeld bereits 2012 einen Forschungsartikel veröffentlicht hatte. Nach Untersuchungen des Teams um Dierks steht nun fest – die Patienten haben tatsächlich „MPS III-E“. Ihre Analyse haben die Forschenden jetzt in dem Journal „Genetics in Medicine“ veröffentlicht, das im Nature-Verlag erscheint.

Durch biochemische Untersuchungen und Erbgut-Analysen ließ sich die Krankheit schließlich bei fünf Patienten der israelischen Familien nachweisen. „Diese Personen können zunehmend schlechter sehen, weil ihre Netzhaut verkümmert. Außerdem entwickeln sie eine Innenohr-Schwerhörigkeit“, berichtet Dierks. „Die gleichen Symptome haben wir – neben anderen – in unseren früheren Studien auch bei Mäusen festgestellt.“

Die Bielefelder Wissenschaftler hatten die Krankheit an Mäusen untersucht. Sie schalteten in den Tieren das Gen ab, das für die Herstellung des Enzyms Arylsulfatase G zuständig ist. So sorgten sie dafür, dass das Kohlenhydrat Heparansulfat nicht mehr vollständig abgebaut werden konnte.

„Das Kohlenhydrat reichert sich dadurch in den Zellen an“, erklärt Thomas Dierks. Das passiert in den Lysosomen, den „Recyclinganlagen“ der Zellen. Durch die Stoffwechselstörung kommt auch der Abbau anderer Stoffe wie Fette und Proteine nach und nach zum Erliegen. Das Lysosom dehnt sich durch die „Vermüllung“ aus und zerstört so die Zelle – und das ruft die Symptome der Krankheit hervor.

Um sicherzugehen, dass das mutierte Gen der Patienten auch tatsächlich zu dem Enzym-Defekt führt, untersuchte das Team von Dierks das Patienten-Gen in einer Zellkultur. Die Zellkultur stellte das Enzym (Arylsulfatase G) her. Das Ergebnis: „Das Enzym war tatsächlich stark beschädigt. Es kann das Heparansulfat nicht aufspalten“, sagt Dierks.

Eine Überraschung erlebten die Forscher, als sie sich im April 2017 erstmals mit den israelischen Patienten befassten. „Die Symptome zeigten sich bei ihnen erst im Alter von 40 Jahren. Anhand unserer Untersuchungen mit den Mäusen hatten wir angenommen, dass sie viel früher – vielleicht nach zehn Jahren – auftreten“, sagt Dierks. Den späten Ausbruch der Krankheit erklärt er damit, dass große Teile des Heparansulfat-Moleküls auch ohne Arylsulfatase G abgebaut werden können. „So braucht es m ehr Zeit, um sich anzureichern.“

Weil jetzt die Ursache der Symptome feststeht, kann über eine Enzym-Ersatz-Therapie der Patienten nachgedacht werden. „Das benötigte Enzym lässt sich mit Hilfe von Zellkulturen biotechnologisch herstellen“, sagt Dierks. Für die Therapie wird das Enzym intravenös gespritzt, verteilt sich über den Blutkreislauf im Körper und sollte in den Geweben das Heparansulfat abbauen.

„Allerdings ist das Gehirn für das Enzym schwer zu erreichen. Außerdem müsste die Krankheit bereits vor Auftreten der Symptome über Gentests diagnostiziert werden, damit die Therapie vor der Ausbildung irreparabler Schäden begonnen werden kann.“ Nachdem jetzt bekannt ist, zu welchen Symptomen die Erbkrankheit bei Menschen führt, geht Dierks davon aus, dass der Gendefekt bei weiteren Personen diagnostiziert wird. „Weitere Patienten dürften sich vor allem unter den ungeklärten Fällen mit Usher-Syndrom finden lassen – so wird ein kombinierter Seh- und Hörverlust bezeichnet.“

An der Studie waren neben der Universität Bielefeld beteiligt: das Hadassah-Hebrew University Medical Center in Jerusalem (Israel), die Universität Lausanne (Schweiz), die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institute of Technology Technion in Haifa (Israel) und die University of Leicester (Großbritannien).

Originalveröffentlichung:
Samer Khateb, Björn Kowalewski, Nicola Bedoni, Markus Damme, Netta Pollack, Ann Saada, Alexey Obolensky, Tamar Ben-Yosef, Menachem Gross, Thomas Dierks, Eyal Banin, Carlo Rivolta, Dror Sharon: A homozygous founder missense variant in arylsulfatase G abolishes its enzymatic activity causing atypical Usher syndrome in humans. Genetics in Medicine. http://doi.org/10.1038/gim.2017.227, erschienen am 4. Januar 2018.

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Dierks, Universität Bielefeld
Fakultät für Chemie, Arbeitsgruppe Biochemie I
Telefon: 0521 106-2092
E-Mail: thomas.dierks@uni-bielefeld.de

Weitere Informationen:

http://bit.ly/2jSh4c6 Forscher entdecken Enzym-Erbkrankheit (Pressemitteilung vom 11.06.2012)

Jörg Heeren | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistenzen im Fokus der Forschung
12.12.2018 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab
12.12.2018 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Im Focus: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst

12.12.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Tanz mit dem Feind

12.12.2018 | Physik Astronomie

Künstliches Perlmutt nach Mass

12.12.2018 | Materialwissenschaften

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