Substanz aus Grüntee macht Alzheimer-Plaques unschädlich

Berliner Molekularmediziner haben aufgeklärt, wie ein Wirkstoff aus grünem Tee die giftigen Eiweißablagerungen der Alzheimer-Krankheit unschädlich macht.

Die Forscher um Jan Bieschke und Erich Wanker vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin haben dazu Umbauprozesse untersucht, die durch die Substanz EGCG (EpiGalloCatechin-3-Gallat) in geschädigten Nervenzellen ausgelöst werden. Sie berichten im Fachjournal PNAS (12. April 2010, Online-Vorabveröffentlichung) von ihrer Entdeckung.

Ablagerungen fehlerhaft gefalteter Eiweiße in Nervenzellen verursachen die typischen Plaques, wie etwa im Gehirn eines Alzheimer-Patienten. Substanzen aus Grünem Tee gehen gegen die Plaques vor.

Die EGCG Substanz bindet offenbar zunächst an die faserigen Eiweißablagerungen und wandelt sie in ungiftige und damit für die Nervenzellen harmlose, kugelige Eiweißaggregate um. Neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer oder Chorea Huntington gehen einher mit gefährlichen Eiweißablagerungen in den Nervenzellen des Gehirns. Diese Ablagerungen sind die Folge von Proteinfehlfaltungen. Sie entstehen in einem mehrstufigen Vorgang, sind für die Nervenzellen giftig und verursachen ihren Untergang. In ihren Versuchen hatten die Berliner Proteinforscher toxische Eiweißablagerungen in Zellen eingebracht, die ein Modell für molekulare Prozesse der Alzheimerschen Erkrankung bilden. Die Zellen zeigten daraufhin einen geringeren Stoffwechsel, außerdem war ihre Zellhülle weniger stabil, beides Anzeichen für eine Schädigung durch die Plaques.

Diese Effekte verschwanden nach Behandlung mit EGCG und die Zellen konnten die toxischen Eiweißablagerungen abbauen. Die Forscher konnten damit erstmals den Mechanismus der Inaktivierung im Detail aufklären. Das Besondere bei der Inaktivierung ist dabei, so die Forscher, dass die giftigen Eiweißablagerungen nicht aufgelöst, sondern durch EGCG direkt in ungiftige Ablagerungen umgewandelt werden. Damit können während des Prozesses keine kleineren Bruchstücke der Eiweißablagerungen entstehen. Diese stehen im Verdacht, besonders giftig für Nervenzellen zu sein.
Wie Erich Wanker schon in früheren Studien zeigen konnte, kann EGCG auch vorbeugend die Bildung der giftiger Eiweißablagerungen verhindern. Hierbei bindet die Substanz in einer sehr frühen Phase direkt an die noch ungefalteten Eiweiße und verhindert damit deren Fehlfaltung. Das gilt für verschiedene Erkrankungen, die auf Proteinfehlfaltung zurückgehen, neben Alzheimer sind das Chorea Huntingtion und Morbus Parkinson. Für die gesundheitsförderlichen Effekte von EGCG bezüglich Eiweiß-Ablagerungen interessieren sich auch Mediziner aus anderen Disziplinen. Forscher aus Hamburg wollen mit der Substanz aus dem grünen Tee die Ausbreitung von HIV unterbinden (mehr...).

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

• Neue Studie zur Biotechnologie in Ostdeutschland
• Krebsgen sorgt für stimmige Chromosomen-Verteilung
• Pradaxa schafft 120 Arbeitsplätze bei Boehringer Ingelheim
• Versprengte Zellen lassen Hirntumore wiederkehren
• Synapsen-Bildung auf Mikrostrukturplatten nachgestellt

Krebsgen sorgt für stimmige Chromosomen-Verteilung

Ein Team deutscher Zellbiologen aus Marburg, Jena, Heidelberg und Berlin hat ein Gen gefunden, das Fehlverteilungen von Chromosomen vermeiden hilft und somit  Krebserkrankungen verhindern kann.

Wie die Wissenschaftler im Fachjournal Nature Cell Biology (April 2010, Online-Vorabveröffentlichung) berichten, wirkt das Gen namens CHK2 offenbar als Tumorsuppressor bei Lungenkrebs.

Der Spindelapparat (grün) zieht die beiden Kopien der Chromosomen auf die gegenüberliegenden Seiten einer sich teilenden Zelle.Quelle: Philipps-Universität Marburg/AG Bastians

Wenn sich Körperzellen teilen, werden die zuvor verdoppelten Chromosomen auf die Tochterzellen verteilt. Eines der Hauptkennzeichen menschlicher Krebserkrankungen sind Chromosomen-Fehlverteilungen, die während der Kernteilung entstehen, der so genannten Mitose. „Wir wollten Gene identifizieren, die häufig in Tumoren inaktiviert sind und deshalb zu Chromosomen-Fehlverteilungen führen“, erläutert der Krebsforscher Holger Bastians von der Philipps-Universität Marburg.

Schon frühere Studien hatten das Gen CHK2 mit verschiedenen Krebserkrankungen in Verbindung gebracht. Die Forschergruppe untersuchte nun Lungen-Tumorgewebe von über 100 Patienten, bei denen Chromosomen-Fehlverteilungen sehr häufig vorkommen. Dabei zeigte sich, dass das Gen bei über der Hälfte der Proben fehlte oder defekt war. Die Marburger Wissenschaftler vermuten daher, CHK2 könne ein wichtiger Tumorsuppressor bei Lungenkrebs sein.

Bislang gingen Forscher davon aus, dass das Genprodukt von CHK2, ein Phosphat-übertragendes Enzym, lediglich daran beteiligt ist, wenn Zellen auf eine Beschädigung der Erbsubstanz DNA reagieren. Die aktuelle Studie belegt deutet nun auf eine weitere Funktion des Enzyms hin: es sorgt für den ordnungsgemäßen Verlauf der Zellteilung. Wenn CHK2 fehlt, bilden menschliche Zellen in Kultur den so genannten Spindelapparat nicht korrekt, der die Chromosomen auf gegenüberliegende Seiten der sich teilenden Zelle zieht. Dadurch kommt es zu einer fehlerhaften Verteilung der Chromosomen, wie sie für Tumore typisch ist. „CHK2 wirkt dabei nicht alleine, sondern beeinflusst den Tumorsuppressor BRCA1, der sehr häufig in Brusttumoren inaktiviert ist“, so Bastians. Die Wissenschaftler zeigen weiter,  dass eine Modifizierung von BRCA1 durch CHK2 essentiell ist, um eine korrekte Chromosomenverteilung sicherzustellen. Die Forscher wollen nun besser verstehen, welche Funktionen die beiden Gene beim mitotischen Spindelaufbau erfüllen und ob sich daraus neue therapeutische Ansätze ergeben können.

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• Neue Studie zur Biotechnologie in Ostdeutschland
• Pradaxa schafft 120 Arbeitsplätze bei Boehringer Ingelheim
• Versprengte Zellen lassen Hirntumore wiederkehren
• Synapsen-Bildung auf Mikrostrukturplatten nachgestellt

Pradaxa schafft 120 Arbeitsplätze bei Boehringer Ingelheim

Boehringer Ingelheims neuer Thrombosehemmer Pradaxa sorgt für neue Arbeitsplätze am Standort Ingelheim.

Am 15. April feierte der Familienkonzern Richtfest für ein neues Produktionsgebäude, in dessen Ausbau 119 Millionen Euro investiert wurden. Der neue Betrieb soll bis 2011 fertig gestellt sein. Mit der Investition entstehen 120 Arbeitsplätze in Ingelheim.

In der sogenannten Puros-Einheit sollen ab 2012 Kapseln des Thrombosehemmers Paradaxa hergestellt werden.Quelle: Boehringer Ingelheim

Patienten mit Vorhofflimmern haben ein fünffach erhöhtes Risiko für einen Schlaganfall; die damit verbundenen Schlaganfälle sind in der Regel auch besonders schwer in ihrem Verlauf. Dafür steht bislang nur eine über 50 Jahre alte Wirkstoffgruppe zur Verfügung – die sogenannten Vitamin K-Antagonisten, die Patienten zwar gut vor Schlaganfällen schützen, jedoch eine Reihe von Einschränkungen beinhalten und häufig sehr schwierig in der Anwendung sind.Die Herstellung von Pradaxa stelle sehr hohe Anforderungen an die pharmazeutische Produktion, betonte Martin Wanning, bei Boehringer Ingelheim verantwortlich für die weltweite Infrastruktur. „Mit moderner Technik und unseren hochqualifizierten Mitarbeitern können wir die Produktion nach der Erweiterung auf das Dreifache der bisherigen Menge steigern. Durch die Erweiterung des Puros-Betriebes kann Boehringer Ingelheim in Zukunft 1,5 Milliarden Kapseln pro Jahr produzieren.“ Im Mai vergangenen Jahres hatte Boehringer Ingelheim das erste Modul des neuen Betriebes eingeweiht und 64 Millionen Euro investiert und damit auch 60 neue Arbeitsplätze am Standort Ingelheim geschaffen. Seitdem werden in diesem Betrieb in drei aufwendigen Prozessschritten bereits Wirkstoffpellets für Pradaxa hergestellt.

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• Versprengte Zellen lassen Hirntumore wiederkehren
• Synapsen-Bildung auf Mikrostrukturplatten nachgestellt

Versprengte Zellen lassen Hirntumore wiederkehren

Bonner Neurobiologen haben entdeckt, warum bestimmte Hirntumoren nach einer Operation aufs Neue zu wuchern anfangen.

Dazu haben Forscher um Björn Scheffler vom Institut für Institut für Rekonstruktive Neurobiologie „vergessene Tumorzellen“ untersucht, die nach einer OP und Behandlung von Patienten mit einem Glioblastom im Gehirn überdauern. Die Bonner Forscher berichten in der Fachzeitschrift Annals of Neurology (April 2010, Online-Vorabveröffentlichung) über ihre Ergebnisse.

Das Glioblastom ist ein besonders tückischer Hirntumor: zwar lässt er sich oft weitestgehend chirurgisch entfernen. Dabei entnimmt der Chirurg vom Zentrum der Wucherung aus beginnend krankhaftes Gewebe, bis der Tumor vollständig entfernt scheint. So gut wie immer bilden sich danach aber neue Wucherungen. Grund dafür ist, dass nach der Operation versprengte Krebszellen im Gehirn verbleiben. Die Bonner Wissenschaftler haben diese Residualzellen nun erstmals genauer unter die Lupe genommen. Von der Bonner Neurochirurgie wurden den Forschern für die Untersuchungen neben Proben aus der Haupttumormasse auch kleine angrenzende diagnostische Gewebeproben von 33 Patienten zur Verfügung gestellt. "Daraus haben wir dann ganz gezielt die wenigen entarteten Zellen gewonnen, die normalerweise im Patienten verblieben wären", erläutert Björn Scheffler.

Bei der Untersuchung der Residualzellen machten die Forscher eine erstaunliche Entdeckung: "Die Krebszellen in der Umgebung des Tumors haben ganz andere Eigenschaften als die aus dem Zentrum der Wucherung", sagt der Neuroonkologe Martin Glas. "Sie sind zum Beispiel beweglicher, sie bilden andere Rezeptoren, sie reagieren anders auf Bestrahlung oder chemotherapeutische Substanzen."
Möglicherweise erklärt dieser Befund auch die mageren Erfolge gegen den häufigsten bösartigen Hirntumor:Obwohl die Krebserkrankung seit mehr als einem halben Jahrhundert intensiv erforscht wird, ist eine Heilung bislang nicht möglich. Durchschnittlich überleben die Patienten nach der Erstdiagnose nur etwa 15 Monate. Zwar rücken die Ärzte den Residualzellen nach der Operation mit Bestrahlung und Chemotherapie zu Leibe. Doch diese Waffen bleiben auf lange Sicht anscheinend stumpf. Die neuen Ergebnisse könnten der Medizin helfen, ihr Waffenarsenal gegen die verbleibenden Krebszellen zu schärfen. Bislang wurden Therapien nur an dem entnommenen Tumorgewebe erprobt. Doch selbst wenn ein Medikament den eigentlichen Tumor zerstören kann, muss das nicht auch für die bösartigen Residualzellen gelten. Für neue Therapieansätze muss nach Ansicht der Forscher aber zunächst die Biologie der „vergessenen“ Zellen noch besser erforscht werden.

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• Synapsen-Bildung auf Mikrostrukturplatten nachgestellt

Synapsen-Bildung auf Mikrostrukturplatten nachgestellt

Frankfurter Hinforscher haben ein System entwickelt, mit dem sich die Vernetzung von Nervenzellen im Labor nachstellen und im Detail untersuchen lässt.

Wie die Forscher um Erin Schuman im Fachjournal Neuron (15. April 2010, Bd.66, S.57) berichten, eignet sich ihr neues Zellkultursystem vor allem, um die Synapsenbildung und damit den Aufbau von Gedächtnisleistungen zu verstehen. Die Frankfurter Forscher ließen zwei voneinander getrennte Populationen von Nervenzellen auf einer fotolithografisch strukturierten Platte aufwachsen. Diese Nervenzellen breiteten ihre Nervenfortsätze durch feine Mikrokanäle aus, trafen aufeinander und gingen synaptische Verbindungen ein. Senkrecht zu den Mikrokanälen wurde ein Versorgungskanal eingebaut, der es den Forschern ermöglichte, kleinste Gruppen von Synapsen mittels Substanzen oder Neurotransmittern zu beeinflussen. Die Kammern sind zugänglich für bildgebende Verfahren: somit können die Forscher die Dynamik der Synapsen und die Bewegung der Moleküle innerhalb der Nervenzellen sichtbar machen können.

Synapsen sind die Kontaktzonen zwischen zwei Nervenzellen. Während Reize in den Nervenfortsätzen auf elektrischem Wege geschieht, wird der synaptische Spalt durch biochemische Signale überbrückt. Die Synapsenbildung gilt Neuroforschern als Schlüssel zum besseren Verständnis der Gedächtnisleistungen des Gehirns. Auch für die Entwicklung neuer pharmakologischer Wirkstoffe ist die Synapsenforschung wichtig.Nachdem sie gezeigt hatten, dass sich in den etwa 150 Kanälen auf der Mikroplatte funktionsfähige Synapsen bilden, entwickelten die Hirnforscher die Anordnung weiter, um die Synapsen gezielt stimulieren zu können. Über einen  Versorgungskanal in der Versuchsanordnung können die Synapsen direkt über gelöste Substanzen beeinflusst werden. Auch kann die Menge der wirksamen Substanzen zeitlich gut reguliert werden: Innerhalb einer Minute lässt sich die Zufuhr ein- und ausschalten. So ist es möglich, die Kurzsignale nachzuahmen, die der natürlichen Sprache des Nervensystems sehr nahe kommen.

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