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MELDUNG/013: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 01.12.09 (idw)


Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen


→  Listeria-Bakterien - Wirkmechanismus von Invasionsprotein aufgeklärt
→  Neue Therapieansätze gegen Rheuma
→  Resistente Staphylokokken: Millionen für Infektionsforscher
→  Wie Fette das Tumorwachstum fördern

Raute

Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung - 30.11.2009

Doppelt aktiviert besser

Strukturbiologen des HZI klären Wirkmechanismus von Invasionsprotein auf.

Bakterien ist jedes Mittel recht, um einen Organismus zu infizieren. Sie dringen in Zellen ein, wandern durch den Körper, täuschen das Immunsystem oder missbrauchen Abläufe der Wirtszelle für ihre Zwecke. Jedes Bakterium hat dabei seine eigene Methode. Welche Mechanismen Listeria-Bakterien nutzen, haben jetzt Strukturbiologen der Universität Bielefeld und des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig in Kooperation mit einer englischen Arbeitsgruppe herausgefunden.

Der Trick der Erreger: Sie binden mit zwei Invasionsproteinen an einen Rezeptor auf menschlichen Zellen und lassen sich in die Zelle einschleusen. Diese Eintrittskarte ist eigentlich für Faktoren reserviert, die das Zellwachstum und die Wundheilung steuern. Ihre Ergebnisse haben die Forscher jetzt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Journal of Molecular Biology" veröffentlicht.

Mit Listerien infizieren wir uns über verdorbene Nahrungsmittel. Besonders gefährlich sind sie für Schwangere, Neugeborene und Menschen mit schwachem Immunsystem. Zuerst überwindet der Krankheitserreger die Darmwand und gelangt so in den Körper. Für die weitere Verbreitung ist dann das Invasionsprotein "Internalin B" der Schlüssel. Dieses Protein auf der Oberfläche der Bakterien erkennt das passende Schloss, einen Rezeptor namens Met auf der Wirtszelle und aktiviert es. Daraufhin nehmen die Wirtszellen die Bakterien auf. In den Zellen nutzen die Listerien deren Nährstoffe und sind vor einer Immunantwort weitestgehend geschützt.

Bislang wussten die Forscher nicht, wie das bakterielle Protein den menschlichen Rezeptor aktiviert. Um dies zu untersuchen, klärten die HZI-Wissenschaftler zunächst die Strukturen von Internalin B allein sowie im Komplex mit Met auf. "Mithilfe der Röntgenstrukturanalyse fiel uns auf, dass sich in den erhaltenen Proteinkristallen jeweils zwei Internalin B-Moleküle auf typische Weise aneinander lagerten", sagt Hartmut Niemann, Juniorprofessor an der Universität Bielefeld. Professor Dirk Heinz, Leiter des Bereichs Strukturbiologie am HZI erklärt: "Daraus entstand die Idee, dass ein solches Dimer - also zwei zusammen gelagerte Internalin-Moleküle - für die Aktivierung des Rezeptors eine entscheidende Rolle spielen könnte."

Ein paar kleinere chemische Veränderungen an den Internalin B-Molekülen bestätigten die These der Wissenschaftler: Verhinderten sie das Zusammenlagern zum Dimer, aktivierte das Internalin den Met-Rezeptor auf menschlichen Zellen nur schwach. Bauten sie hingegen feste Brücken zwischen zwei Internalin B-Molekülen ein, fiel die Aktivierung ungewöhnlich stark aus.

Diese Ergebnisse könnten in Zukunft auch zu neuen Medikamenten führen. "Met spielt im Körper zum Beispiel bei der Wundheilung eine wichtige Rolle", sagt Heinz. "Dank der besonderen Eigenschaft des Internalin B-Dimers, Met sehr stark zu aktivieren, könnten daraus einmal neue Medikamente für eine bessere Wundheilung entstehen".

Originalartikel:
Ligand-Mediated Dimerization of the Met Receptor Tyrosine Kinase by the Bacterial Invasion Protein InlB.
Davide M. Ferraris, Ermanno Gherardi, Ying Di, Dirk W. Heinz and Hartmut H. Niemann.
J Mol Biol. 2009 Nov 6. [Epub ahead of print].
doi:10.1016/j.jmb.2009.10.074

Zu dieser Mitteilung finden Sie Bilder unter:
http://idw-online.de/pages/de/image105201
Darstellung der Struktur eines Internalin B-Dimers.

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Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Dr. Bastian Dornbach, 30.11.2009

Raute

Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin - 30.11.2009

Neue Therapieansätze gegen Rheuma

DRFZ verleiht Avrion-Mitchison-Preis

Der Avrion-Mitchison-Preis des Deutschen Rheumaforschungszentrums Berlin (DRFZ) geht in diesem Jahr an Dr. rer. nat. Kai Kessenbrock, San Francisco, und Diplom-Biologin Inka Albrecht, Berlin. In ihren Studien belegen die beiden Nachwuchswissenschaftler neue Erkenntnisse über entzündlich-rheumatische Vorgänge. Ihre Ergebnisse zeigen zukunftsweisende Ansätze für die Behandlung von Rheuma auf. Das DRFZ verleiht den mit 2.500 Euro dotierten Preis am 1. Dezember 2009 in Berlin im Rahmen der Albrecht-Hasinger-Lecture. Darin referiert die Rheumatologin Professor Cornelia M. Weyand, M.D., von der Stanford University zum Thema "The Immune System in Rheumatoid Arthritis - In Need for Rejuvenation".

Beide Forscher experimentieren an Zellen der körpereigenen Abwehr. Denn bei Rheuma ist das Immunsystem fehlgeleitet: Anstatt den Körper zu schützen, greifen die Immunzellen Knorpel, Knochen und Gefäße an. Sie rufen damit entzündliche Prozesse hervor, die zu schmerzhaftesten Beschwerden führen. Die neutrophilen Granulozyten etwa - sie machen den größten Teil der weißen Blutkörperchen aus - erzeugen Substanzen, die diese Entzündung bei Rheuma fördern. Wie sogenannte 'Serinproteasen' wirken, zeigte Kessenbrock, Jahrgang 1978, in Studien an Mäusen: Serinproteasen schalten eine Mittlersubstanz aus, die eine Entzündung verhindern könnte. In einer zweiten Studie untersuchte der aus Bad Neuenahr stammende Biowissenschaftler die sogenannten Neutrophil Extracellular Traps (NETs). Sie sind mit antimikrobiellen Wirkstoffen bestückt, um Bakterien abzutöten. NETs scheinen mit verantwortlich für rheumatische Entzündungen in den kleinen Blutgefäßen, Vaskulitis genannt. Ließen sich Serinproteasen und NETs zukünftig medikamentös hemmen, könnte dies Rheuma lindern.

Die Krankheit beruft sich auf ein 'immunologisches Gedächtnis' - sie kehrt in Schüben wieder. Teil der Erinnerung sind die T-Helfer-Zellen (Th-Zellen). Einige von ihnen greifen immer wieder das gesunde Gewebe an. " Entscheidend ist es, diese Zellen ausfindig zu machen", sagt Professor Dr. rer. nat. Andreas Radbruch, Direktor des DRFZ. Wie sich 'böse' Th-Zellen von gesunden unterscheiden, fand Preisträgerin Inka Albrecht mithilfe einer Analyse der Erbsubstanz heraus. "Twist1" ist eines der Gene, das ausschließlich in den entzündungsfördernden Zellen aktiv ist. Die 1978 in Vacha geborene Biologin entdeckte damit den ersten Biomarker in Th-Zellen im Gewebe von Menschen mit entzündlichen rheumatischen Erkrankungen. "Wenn es uns gelingt, die schädlichen Zellen gezielt auszuschalten, kommen wir im Kampf gegen Rheuma einen großen Schritt voran", betont Radbruch.

Das DRFZ vergibt den Avrion-Mitchison-Preis für Rheumaforschung seit dem Jahr 2000 zu Ehren seines Gründungsdirektors. Der Preis zeichnet jährlich die beste experimentelle, klinische oder epidemiologische Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Rheumatologie aus. Die Jury benennt den Preisträger aufgrund mindestens zweier unabhängiger Gutachten international anerkannter Wissenschaftler. Die Albrecht-Hasinger-Lecture lesen herausragende Rheumaforscher seit 1994 zum Gedenken an Albrecht Hasinger, einer der Gründungsväter des DRFZ. Sowohl das Preisgeld als auch die Veranstaltung der Lesung ermöglicht die Schering Stiftung.

Quellen:
- Journal of Clinical Investigation 2008; 118: 2438-47
- Nature Medicine 2009; 15: 623-5
- Journal of Experimental Medicine 2008; 205: 1889-1901

Kontakt:
DRFZ Pressestelle, Anna Julia Voormann
Postfach 301120, 70451 Stuttgart
voormann@medizinkommunikation.org
presse@drfz.de

Weitere Informationen finden Sie unter
www.drfz.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
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Quelle: Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin, Jacqueline Hirscher, 30.11.2009

Raute

Julius-Maximilians-Universität Würzburg - 30.11.2009

Resistente Staphylokokken: Millionen für Infektionsforscher

- Resistente Bakterien mit Antikörpern bekämpfen: Dieses Ziel verfolgt ein Firmengründungsteam
    von der Uni Würzburg.
- Der Bund fördert die Gruppe mit rund drei Millionen Euro.

Die Wissenschaftler von der Universität haben sich am GO-Bio-Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) beteiligt. Für die millionenschwere Förderung wurden neben ihnen fünf weitere Teams aus Rostock, Berlin, München, Ulm und Bonn ausgewählt. Die Konkurrenz war groß; beworben hatten sich insgesamt 54 Antragsteller.

Resistente Bakterien bedrohen Menschenleben

Hintergrund des Würzburger Projekts: In Europa erleiden pro Jahr mehr als vier Millionen Patienten eine Infektion, während sie im Krankenhaus liegen - denn geschwächte Menschen sind dafür anfälliger als gesunde. Verantwortlich für die so genannten Krankenhausinfektionen ist meistens die Bakterienart Staphylococcus aureus.

Für die Patienten kann eine solche Infektion lebensbedrohlich sein, denn die Behandlung gestaltet sich zunehmend schwieriger. Der Grund: Bis zu 50 Prozent der Erreger sind inzwischen unempfindlich gegen Antibiotika, und wirksame Behandlungsalternativen gibt es bislang kaum.

Antikörper verhindert schwere Infektionsverläufe

Antibiotikaresistente Bakterien mit Antikörpern zu bekämpfen: Diese Idee verfolgen Würzburger Wissenschaftler um Privatdozent Dr. Knut Ohlsen vom Institut für Molekulare Infektionsbiologie und Dr. Udo Lorenz von der Chirurgischen Klinik I schon seit einigen Jahren.

Ihr Firmengründungsteam SmartmAb arbeitet an einer neuen Immuntherapie zur Behandlung von Krankenhausinfektionen mit resistenten Staphylococcus-aureus-Bakterien. Die Wissenschaftler verfügen über Antikörper aus Mäusen, die spezielle Proteine der gefährlichen Bakterien angreifen. Mit ihnen ließen sich im Tiermodell schwere Infektionsverläufe verhindern und die Sterblichkeitsrate senken.

Etappenziel: Erste klinische Prüfung als Medikament

Den Mausantikörper mit der finanziellen Förderung vom BMBF für den Einsatz am Menschen weiterzuentwickeln, bis hin zur ersten klinischen Prüfung als Medikament: So sieht das Ziel der Wissenschaftler aus.

Die folgenden Schritte bis zur Marktreife wollen sie mit einem Partner aus der Pharmaindustrie tun. Langfristig ist die Gründung eines Unternehmens geplant, das - aufbauend auf den ersten Antikörpern - weitere Immuntherapeutika gegen Infektionserreger erarbeiten soll.

Förderer des Gründungsteams

Formiert hat sich das SmartmAb-Team im Rahmen des Programms "EXIST - Gründen von Anfang an", mit dem das Bundeswirtschaftsministerium Firmengründungen aus Hochschulen fördert. Unterstützt wird das Team seit zwei Jahren vom Servicezentrum Forschung und Innovation (SFI) der Universität und vom Würzburger Innovations- und Gründerzentrum (IGZ). Beide Einrichtungen betreuen gemeinsam Gründerteams an der Universität Würzburg.

Die beteiligten Wissenschaftlerinnen Dr. Karin Streker und Dr. Antje Michel erhalten zudem Unterstützung durch das FLÜGGE-Programm des Bayerischen Wissenschaftsministeriums.

Kontakt
- PD Dr. Knut Ohlsen
   knut.ohlsen@mail.uni-wuerzburg.de
- Dr. Udo Lorenz
   u.lorenz@mail.uni-wuerzburg.de

GO-Bio soll Firmengründungen anschieben

"Mit GO-Bio fördern wir Forschungsteams maximal sechs Jahre lang, um technisch anspruchsvolle Ideen zu einer tragfähigen Unternehmensgründung reifen zu lassen", so BMBF-Staatssekretärin Cornelia Quennet-Thielen in einer Pressemitteilung.

Der Wettbewerb GO-Bio (GründungsOffensive Biotechnologie) solle "bereits im akademischen Umfeld künftigen Unternehmern den Weg bereiten". Sechs Firmen seien bislang aus den geförderten Projekten hervorgegangen, weitere Gründungen stehen laut BMBF bevor. Insgesamt hätten die Gründungsteams bisher circa 25 Millionen Euro privates Kapital mobilisiert.

Würzburger Herzforscher seit 2006 in GO-Bio

In der ersten Wettbewerbsrunde von GO-Bio wurden im Jahr 2006 zwölf Gründerteams zur Förderung ausgewählt - darunter Professor Roland Jahns von der Medizinischen Klinik I der Universität Würzburg. Sein Projekt: ein neues Therapie- und Diagnoseverfahren für Herzschwächen, die durch eine fehlgeleitete Attacke des Immunsystems entstehen.

Das Problem: Antikörper greifen fälschlicherweise einen Rezeptor in der Wand der Herzmuskelzellen an, der die Wirkung von Adrenalin vermittelt. Als Folge davon wird der Rezeptor auch ohne Adrenalin zu stark stimuliert, die linke Herzkammer erweitert sich und funktioniert nicht mehr richtig, das Herz verliert an Kraft.

Proteinringe wirken gegen Herzschwäche

Die schädlichen Antikörper lassen sich durch kleine Proteinringe (Zyklopeptide) neutralisieren, wie die Arbeitsgruppe von Roland Jahns am Tiermodell herausfand. Eine vorbeugende Verabreichung der Zyklopeptide verhinderte die Entstehung der Herzschwäche, eine bereits ausgeprägte Herzschwäche ließ sich damit sogar wieder rückgängig machen.

Mit den Fördermitteln aus GO-Bio haben Jahns' Arbeitsgruppe und die von der Universität ausgegründete Firma CorImmun die Proteinringe inzwischen erfolgreich für die Anwendung am Menschen weiterentwickelt. Erste Studien an Patienten stehen laut Jahns bevor. Außerdem will der Würzburger Herzforscher mit den Proteinringen ein neuartiges Diagnoseverfahren entwickeln, um gezielt Herzschwäche-Patienten zu identifizieren, die die schädlichen Antikörper im Blut haben.

Kontakt
Prof. Dr. Roland Jahns
jahns_r@klinik.uni-wuerzburg.de

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Rot angefärbte Bakterien der Art Staphylococcus aureus dringen in menschliche Zellen ein. Die Bakterien sind meistens für die so genannten Krankenhausinfektionen verantwortlich und zudem häufig resistent gegen Antibiotika.

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Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Robert Emmerich, 30.11.2009

Raute

Wilhelm Sander-Stiftung - 30.11.2009

Wie Fette das Tumorwachstum fördern

1884 hat der Deutsche Mediziner J. Tudichum erstmals Sphingolipide isoliert und die Substanzen aufgrund ihrer rätselhaften Eigenschaften nach der Sphinx aus der griechischen Mythologie benannt. Man weiß heute, dass Sphingolipide nicht nur strukturgebende Bestandteile von Zellmembranen sind, sondern auch als Signalbotenstoffe der zellulären Kommunikation dienen.

S1P (Sphingosin-1-Phosphat) ist ein Produkt des Sphingolipidmetabolismus und besitzt tumorfördernde Eigenschaften. S1P wirkt proliferativ sowie antiapoptotisch und unterstützt die Angiogenese und Zellmigration. Molekular vermittelt S1P diese Wirkungen vermutlich indirekt über die Bildung/Freisetzung proangiogenetisch wirkender Faktoren (z.B. vacular endothelial growth factor, VEGF, IL-6 oder IL-8). Leider sind die Quellen der S1P-Bildung sowie die Mechanismen der zellulären S1P-Freisetzung in der Umgebung der Tumorzellen unbekannt. Eine tumorfördernde Eigenschaft von S1P wird jedoch auch durch die Tatsache untermauert, dass die Expression der Sphingosinkinase-1 (Sphk1), einem Enzym, welches S1P aus Sphingosin herstellt, in einigen Tumoren mit einer geringeren Überlebensrate der Patienten korreliert und ein gegen S1P gerichteter Antikörper verlangsamt das Tumorwachstum in orthotopen Modellen maligner Tumore.

Unsere Arbeiten zeigen, das S1P zur Akkumulation des Hypoxie-induzierbaren Faktors-1a (HIF-1a) unter Normoxie, Aktivierung von HIF-1 und Zielgenexpression von z.B. VEGF führt. HIF ist seit einigen Jahren als zellulärer Sauerstoffsensor bekannt und in einem rasch wachsenden Tumor kommt es durch Sauerstoffmangel zur Expression von HIF. Die Aktivierung dieses Transkriptionsfaktors wiederum führt zur Bildung neuer Blutgefäße (Angiogenese) und ermöglicht so die Versorgung des Tumors mit Sauerstoff und Nährstoffen. So bildet HIF einen interessanten Ansatzpunkt einer potentiellen Intervention, um die Blutgefäßneubildung zu blockieren.

Wir vermuten, dass die Fähigkeit von S1P zur Akkumulation von HIF maßgeblich die angio-genesefördernden Eigenschaften von S1P bestimmt. Dies soll anhand von Genexpressionsstudien in Zellen, denen HIF fehlt, bestimmt werden. Weiter postulieren wir, dass S1P nach Freisetzung aus Tumorzellen insbesondere auf Makrophagen (Mf) einwirkt und diese so umprogrammiert, dass sie das Tumorwachstum fördern, anstatt Tumorzellen anzugreifen und zu töten. In einem chemisch induzierten Tumormodell werden wir klären, welche der beiden Sphingosinkinasen (Sphingosinkinase-1 oder -2, SphK1/SphK2) für die Bildung von S1P in Tumorzellen verantwortlich ist und ob die Bildung von S1P über diese Enzyme die Umprogrammierung von Makrophagen beeinflusst.

Unsere Untersuchungen sollen dazu beitragen, die Bildung von S1P in Tumorzellen und die angiogenesefördernde Rolle der durch S1P reprogrammierten Makrophagen besser zu verstehen.

Kontakt:
Prof. Bernhard Brüne Goethe-Universität Frankfurt
Fakultät für Medizin Institut für Biochemie I (Pathobiochemie)

Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert die Fortsetzung dieses Forschungsprojekt mit weiteren 160.000 €, nachdem für die erste Förderphase bereits ein ähnlich hoher Betrag bewilligt wurde.
Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden insgesamt über 190 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

Weitere Informationen zur Stiftung:
http://www.wilhelm-sander-stiftung.de/

Zu dieser Mitteilung finden Sie Bilder unter:
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Das aus apoptotischen Tumorzellen freigesetzte S1P programmiert über die Expression von HIF-1alpha Makrophagen, die dann über proangiogenetische Mediatoren die Angiogenese im Tumor fördern.

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution890

Quelle: Wilhelm Sander-Stiftung, Bernhard Knappe, 30.11.2009

Raute

Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 2. Dezember 2009