Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher finden Reparaturmechanismus für defekte Schleimbestandteile: Wenn die Spucke wegbleibt

02.10.2015

Die Schleimhäute in Mund, Magen, Darm und im Augenbereich bilden eine Schutzschicht, um Reibung und das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Den Hauptbestandteil des Schleims bilden die sogenannten Mucine, die Wassermoleküle binden. Sind die Mucine allerdings beschädigt, können sie diese Eigenschaft verlieren. Wissenschaftler um Prof. Oliver Lieleg von der Technischen Universität München (TUM) haben einen Weg gefunden, die defekten Moleküle wieder zu reparieren.

Ohne Schmierstoffe läuft nichts, das gilt für Maschinen und Menschen gleichermaßen. Unter anderem im Mund, den Augen, Magen, Darm und Genitalbereich besitzen wir daher Schleimhäute, die dafür sorgen, dass es keine zu große Reibung gibt. Schleim (= Mucus) fungiert aber auch als Schutz gegen Umwelteinflüsse wie Chemikalien und Krankheitserreger.

Prof. Oliver Lieleg erforscht mit seiner Arbeitsgruppe am Zentralinstitut für Medizintechnik (IMETUM) an der TUM die grundlegenden Eigenschaften der Mucine, die strukturbildenden Bestandteile des Schleims. In einer aktuellen Studie, die im Journal „Advanced Materials Interfaces“ veröffentlicht wurde, konnten die Wissenschaftler nun zeigen wie Mucine ihre schmierende Wirkung verlieren können. Gleichzeitig gelang es ihnen, einen Reparaturmechanismus zu entwickeln.

Verlust der schmierenden Wirkung

Mucine bestehen aus einem Proteinrückgrat, an das Zuckermoleküle angeheftet sind. Diese Zucker haben die Fähigkeit, Wassermoleküle zu binden und den Mucinen ihre schmierenden Eigenschaften zu verleihen. Die TUM-Wissenschaftler zeigten gemeinsam mit Forschern vom Massachusetts Institute of Technology und dem Unternehmen Johnson&Johnson, dass Mucine bei Verlust der Zuckeranteile nicht mehr ausreichend Wasser binden können.

Es gelang den Wissenschaftlern aber, die beschädigten Mucine im Labor erfolgreich zu reparieren, indem sie den verlorenen Zuckeranteil des Moleküls durch synthetische Moleküle ersetzten. Hierdurch wurden sowohl die Fähigkeit der Moleküle Wasser zu binden als auch ihre Schmierwirkung wiederhergestellt.

Künstliches Molekül mit Anker

Bei dem künstlichen Molekül handelt es sich um Polyethylenglycol, an dem die Wissenschaftler noch eine Lectingruppe als „Anker“ angeheftet haben. Dieser Anker sorgt dafür, dass das Molekül an das defekte Mucin gebunden wird. Wurden die Reparatur-Moleküle in eine Lösung mit defekten Mucinen gegeben, bekamen diese ihre schmierenden Eigenschaften zurück.

Die Ergebnisse können zu neuen Behandlungsmethoden für Patienten mit defekter Schleimbildung führen. Einige Pathogene etwa greifen gezielt die Zuckermotive an den Mucinen an, um die Barrierewirkung der Mucin-Schicht zu schwächen.

„Eine denkbare zukünftige Anwendungsform der molekularen Reparaturmotive könnten ein Spray oder Augentropfen sein, so dass die defekten Mucine direkt auf der Schleimhaut wiederhergestellt werden“, sagt Lieleg.

Originalpublikation:

T. Crouzier, K. Boettcher, A.R. Geonnotti, N.L. Kavanaugh, J.B. Hirsch, K. Ribbeck, and O. Lieleg, „Modulating mucin hydration and lubrication by deglycosylation and polyethylene glycol binding“; Advanced Materials Interfaces; DOI: 10.1002/admi.201500308

Link zur Publikation:
http://dx.doi.org/10.1002/admi.201500308

Kontakt:

Prof. Dr. Oliver Lieleg
Professur für Biomechanik
Technische Universität München
Fakultät für Maschinenwesen und Zentralinstitut für Medizintechnik
oliver.lieleg@tum.de
+49 (0)89-289-10952

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lichtgetriebene Nanomotoren - Erfolgreich gekoppelt
28.01.2020 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Warum Gesunde für Kranke so wichtig sind! – Vergleichsstudie geht Fibromyalgie-Syndrom auf den Grund
28.01.2020 | LWL-Universitätsklinikum Bochum der Ruhr-Universität Bochum

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: Schnellster hochpräziser 3D-Drucker

3D-Drucker, die im Millimeterbereich und größer drucken, finden derzeit Eingang in die unterschiedlichsten industriellen Produktionsprozesse. Viele Anwendungen benötigen jedoch einen präzisen Druck im Mikrometermaßstab und eine deutlich höhere Druckgeschwindigkeit. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein System entwickelt, mit dem sich in bisher noch nicht erreichter Geschwindigkeit hochpräzise, zentimetergroße Objekte mit submikrometergroßen Details drucken lassen. Dieses System präsentieren sie in einem Sonderband der Zeitschrift Advanced Functional Materials. (DOI: 10.1002/adfm.201907795).

Um nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Zuverlässigkeit ihres Aufbaus zu demonstrieren, haben die Forscherinnen und Forscher eine 60 Kubikmillimeter...

Im Focus: Wie man ein Bild von einem Lichtpuls macht

Um die Form von Lichtpulsen zu messen, brauchte man bisher komplizierte Messanlagen. Ein Team von MPI Garching, LMU München und TU Wien schafft das nun viel einfacher.

Mit modernen Lasern lassen sich heute extrem kurze Lichtpulse erzeugen, mit denen man dann Materialien untersuchen oder sogar medizinische Diagnosen erstellen...

Im Focus: Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

Was in winzigen elektronischen Bauteilen oder in Molekülen geschieht, lässt sich nun auf einige 100 Attosekunden und ein Atom genau filmen

Wie Bauteile für künftige Computer arbeiten, lässt sich jetzt gewissermaßen in HD-Qualität filmen. Manish Garg und Klaus Kern, die am Max-Planck-Institut für...

Im Focus: Integrierte Mikrochips für elektronische Haut

Forscher aus Dresden und Osaka präsentieren das erste vollintegrierte Bauelement aus Magnetsensoren und organischer Elektronik und schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut.

Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet...

Im Focus: Dresdner Forscher entdecken Mechanismus bei aggressivem Krebs

Enzym blockiert Wächterfunktion gegen unkontrollierte Zellteilung

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) haben gemeinsam mit einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

HDT-Tagung: Sensortechnologien im Automobil

24.01.2020 | Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

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

Lichtgetriebene Nanomotoren - Erfolgreich gekoppelt

28.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Warum Gesunde für Kranke so wichtig sind! – Vergleichsstudie geht Fibromyalgie-Syndrom auf den Grund

28.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kiss and Run: Wie Zellen ihre Bestandteile trennen und recyceln

28.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

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