Donnerstag, Juni 13, 2024

Botox-Inhibitor mit Killer-Potenzial

Botox-Inhibitor mit Killer-Potenzial: Epitop-Targeting und Klickchemie führt zu einem vollsynthetischen effektiven Hemmstoff für das Botulium-Neurotoxin A.

Das Botulinumtoxin, eigentlich eines der stärksten Menschen bekannten Gifte, hat in der Kosmetik eine erstaunliche Karriere als häufig ziemlich sorglos verwendetes Anti-Faltenmittel hingelegt. Ein potentes Gegengift zu entwickeln, war bislang schwierig. Amerikanischen Wissenschaftlern ist jetzt die Herstellung eines effektiven Hemmstoffs für Botulinumtoxin A gelungen: Sie analysierten den Mechanismus, wie das Toxin in die Zelle gelangt, und verwendeten Klickchemie. Ihr neuartiges und effektives Design veröffentlichen sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie.

Botox-Inhibitor zielt auf Proteasefunktion und Zelleintrittsmechanismus ab

Das Botulinumtoxin A, abgekürzt BoNT/A setzt das Protein, das in den Nervenzellen die Freisetzung des Neurotransmitters Acetylcholin an den Synapsen fördert, durch proteolytische Spaltung außer Gefecht. Beziehen die Muskeln keine Informationen mehr von den Neuronen, entspannen sie sich. Die Krankheit Botulismus durch Clostridium-Infektionen kann insbesondere für Kleinkinder tödlich sein, aber sehr geringen Mengen dient BoNT auch der Therapie von Spasmen oder anderen Bewegungsstörungen. Ein prominenter Anwendungsbereich ist ebenfalls die ästhetische Korrektur, wie sie zum Beispiel in den sogenannten Botox-Partys praktiziert wird. Überdosierung oder falsche Anwendung von BoNT kann schwere Auswirkungen haben. Bislang wurden solche Vergiftungen mit Antikörpern behandelt. Die Forschungsgruppen um James R. Heath und Blake Farrow vom California Institute of Technology (Caltech) in Zusammenarbeit mit Indi Molecular (Culver City) richteten jedoch ihr Augenmerk auf die Proteasefunktion von BoNT/A und den Zelleintrittsmechanismus dieses Toxins, um einen spezifischen und effektiven Hemmstoff zu entwickeln.

Die Autoren schreiben: „Für den Botox-Inhibitor versuchten wir den Ansatz der zielgerichteten Synthese zu verallgemeinern. Die Tertiärstruktur der leichten Kette von BoNT gibt eine äußere Form vor, anhand derer wir einen wirksamen Hemmstoff konstruieren können“. Die Forscher entwickelten daher ein divalentes Molekül, das auf einer Seite das natürliche Substrat nachahmt und auf der anderen Seite selektiv an eine benachbarte unstrukturierte Stelle (Epitop) an der Toxinoberfläche bindet. Beide Molekülteile wurden durch eine Brücke aus Aminosäuren miteinander verbunden. Schlüssel für die Auswahl und Herstellung der Aminosäure-Brücke war die Kombination von Screening und In-situ-Klickchemie.

Inh-2 dringt mit dem Botulinumtoxin in die Zelle ein und hindert es dort an seiner Entfaltung

Das fertige Botox-Inhibitor-Molekül nannten die Forscher Inh-2. Wie ein trojanisches Pferd gelangt es, gebunden an sein Epitop auf der Toxinoberfläche, zusammen mit BoNT/A in die Zelle. Dort hebelt es genau dann die Proteasewirkung aus, wenn sich das Toxin nach Zelleintritt auffaltet und in Aktion treten will. Die Wirkungsweise von Inh-2 wurde erfolgreich in Assays und an ganzen Neuronen getestet. Inh-2 ist daher ein höchst aussichtsreicher Kandidat für ein wirksames neues, gezielt wirkendes Gegengift für das Botulinumtoxin. Anwendungen dürften sich generell in der Medizin ergeben – einschließlich wahrscheinlich der Behandlung nach misslungenen Botox-Parties.

Quelle: James R. Heath, California Institute of Technology, Pasadena (USA); Angewandte Chemie: Presseinfo 18/2015.

Related Articles

Aktuell

Gummibauch – eines der typischen Symptome bei Pankreatitis

Beim Abtasten wie ein Gummischlauch: der Gummibauch ist eines der wichtigen Symptome bei akuter und chronischer Pankreatitis (Bauchspeicheldrüsenentzündung). Unter dem Strich ist der sogenannte Gummibauch...
- Advertisement -

Latest Articles

Rolle von Vitamin C bei der Produktion der Hormone und im Körper

Vitamin C spielt eine entscheidende Rolle bei der Produktion sowie der Regulation der Hormone im Körper. Neben seiner großen Rolle im Zusammenhang mit Hormone ist...

Häufig bei Reizdarmsyndrom: psychosomatische Ursachen bei Reizdarm

Das Reizdarmsyndrom zählt zu den funktionellen gastrointestinalen ­Störungen, wobei meist auch psychosomatische Ursachen bei Reizdarm bestehen. Das Reizdarmsyndrom (IBS) ist eine häufige symptombasierte Erkrankung, die...

Weichteilrheuma: Therapiestrategien bei Fibromyalgie

Aufgrund der unauffälligen serologischen und bildgebenden Ergebnisse ist die Diagnose von Weichteilrheuma beziehungsweise Fibromyalgie nicht einfach. Weichteilrheuma nennt man auch, wobei die Fibromyalgie weder eine Modeerscheinung...