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Leukämie Zellteilung von Leukämiezellen aufhalten

Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Bei der Leukämie werden verstärkt Leukozyten gebildet, was die normale Blutbildung hemmt und zur Schädigung von Organen führt. Freiburger Wissenschaftler haben nun eine Substanz entdeckt, die Leukämiezellen an der ungebremsten Zellteilung hindert. Ihre Erkenntnisse können zu neuen Wirkstoffen in der Krebstherapie führen.

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Molekülmodell des neu identifizierten Wirkstoffs (gelb), gebunden an ein epigenetisches Leseprotein aus der BET-Familie (grau). Der Wirkstoff verhindert die Bindung des Leseproteins an ein Histonprotein (türkis).
Molekülmodell des neu identifizierten Wirkstoffs (gelb), gebunden an ein epigenetisches Leseprotein aus der BET-Familie (grau). Der Wirkstoff verhindert die Bindung des Leseproteins an ein Histonprotein (türkis).
(Bild: AG Pharmazeutische Bioinformatik)

Freiburg – Wissenschaftler der Albert-Ludwigs-Universität und des Universitätsklinikums Freiburg aus dem Sonderforschungsbereich Medizinische Epigenetik haben einen neuen Wirkstoff entdeckt, der die Zellteilung von Leukämiezellen unterdrückt und bei der Bekämpfung von Krebs eine wichtige Rolle spielen könnte.

Juniorprofessor Dr. Stefan Günther leitete das Forschungsprojekt, außerdem sind die Arbeitsgruppen um Prof. Dr. Manfred Jung vom Institut für Pharmazeutische Wissenschaften, Prof. Dr. Oliver Einsle vom Institut für Biochemie sowie um Prof. Dr. Roland Schüle vom Universitätsklinikum Freiburg im Rahmen des SFB 992 Medizinische Epigenetik daran beteiligt.

Der Wirkstoff XD14 blockiert die Funktion einiger Proteine aus der BET-Familie, die auch als epigenetische Leseproteine bezeichnet werden: Sie erkennen epigenetische Veränderungen an so genannten Histonproteinen und geben dieses Signal weiter, um z.B. eine Zellteilung auszulösen. Im Falle von Leukämie kann es durch genetische Mutationen zu einer Störung in der Signalkette kommen: Die Zellen teilen sich ungebremst weiter und schädigen so den gesamten Organismus.

Virtuelles Screening half bei den Untersuchungen

Den neuen Wirkstoff haben die Wissenschaftler mit einem so genannten „Virtuellen Screening“ ermittelt: Die Arbeitsgruppe Pharmazeutische Bioinformatik, geleitet von Stefan Günther, untersuchte etwa zehn Millionen Moleküle in einem Computermodell auf deren Eigenschaften. Ziel war es, die wenigen Substanzen zu identifizieren, deren Bindungskraft so groß ist, dass sie die Signalweitergabe bestimmter Proteine der BET-Familie unterdrücken kann. Die aufwändigen Berechnungen wurden in einem Rechnerverbund der Universitäten Baden-Württembergs, dem bwGRID, umgesetzt. Eine der ermittelten Substanzen haben die Wissenschaftler unter anderem an 60 verschiedenen Arten von Krebszellen getestet. Die Forscher wiesen in dem Experiment nach, dass der Wirkstoff die Zellteilung von Leukämiezellen stark unterdrücken kann. Sie untersuchen nun, ob sich das Molekül als Medikament eignet.

Epigenetische Merkmale analysieren

Etwa 20 verschiedene Arbeitsgruppen von der Albert-Ludwigs-Universität, dem Universitätsklinikum Freiburg und dem Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik erforschen in enger Zusammenarbeit epigenetische Mechanismen, um neue Strategien zur Bekämpfung von Krankheiten zu entwickeln. Die DNA speichert Informationen über genetische Merkmale und vererbt diese durch die Zellteilung weiter. Epigenetische Merkmale hingegen werden vererbt, ohne dass sie im genetischen Code verankert sind.

Originalpublikation: Xavier Lucas, Daniel Wohlwend, Martin Hügle, Karin Schmidtkunz, Stefan Gerhardt, Roland Schüle, Manfred Jung, Oliver Einsle und Stefan Günther (2013). 4-Acyl Pyrroles Mimic Acetylated Lysines in Histone Code Reading; Angewandte Chemie International Edition. doi: 10.1002/anie.201307652

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