MELDUNG/172: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 03.08.10 (idw)
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen
→ Neuer Ansatz für Alzheimer-Therapie
DZNE und LMU-Forscher identifizieren wichtiges Zielmolekül
→ 2,5 Millionen Euro für die Risikobewertung von eingeatmeten Kohlenstoff-Nanopartikeln
→ Helmholtz Zentrum München findet schnelleren Weg,
um gezielt Gene im Säugetiergenom zu verändern
→ Nabelschnurblutbank - Treffen der 'Blutsbrüder' aus Deutschland und Brasilien
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE) - 30.07.2010
Neuer Ansatz für Alzheimer-Therapie
DZNE und LMU-Forscher identifizieren wichtiges Zielmolekül
München/Bonn, 30.Juli 2010. Das Protein ADAM10 kann die Bildung des für die Alzheimer-Erkrankung typischen Beta-Amyloids verhindern. Das zeigen Forscher des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und der Ludwigs-Maximilians-Universität (LMU) München. ADAM10 ist eine Art molekulare Schere und schneidet das Protein, aus dem das Beta-Amyloid entsteht, so dass das Beta-Amyloid gar nicht erst gebildet werden kann. Das macht ADAM10 zu einem wichtigen Zielmolekül für die Alzheimer Therapie. Ihre Ergebnisse beschreiben die Wissenschaftler jetzt in der Online-Ausgabe des EMBO Journal.
Im Gehirn von an Alzheimer Erkrankten kommen große Ablagerungen des Stoffes Beta-Amyloid in sogenannten Plaques vor. Die Vorstufen der Plaques stehen in Verdacht, für das Absterben von Nervenzellen und damit für die Gedächtnisstörungen der Alzheimer-Erkrankung verantwortlich zu sein. Das Hauptziel vieler Alzheimer-Therapien besteht daher darin, die Bildung von Beta-Amyloid zu verhindern. Dabei macht man sich zunutze, dass das Beta-Amyloid selbst aus dem sogenannten Amyloid-Vorläuferprotein (APP) ausgeschnitten wird. Verschiedene molekulare Scheren setzen an dem Vorläuferprotein an und schneiden unterschiedlich große Stücke heraus. Die Blockade dieser Scheren führt dazu, dass das Beta-Amyloid nicht mehr gebildet wird.
Den Forschern des DZNE und der LMU ist es jetzt gelungen, eine molekulare Schere, eine sogenannte Alpha-Sekretase, zu finden, die das Amyloid-Vorläuferprotein (APP) ohne die Bildung von Beta-Amyloid spaltet. Bisher kamen dafür drei verschiedene Scheren in Frage. Die Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass alleine ADAM10 für die spezifische Spaltung verantwortlich ist. Dazu haben Dr. Stefan Lichtenthaler und seine Mitarbeiter hochspezifische Antikörper entwickelt, die verschiedene Spaltprodukte des Vorläuferproteins in Hirnzellen von Mäusen und in menschlicher Zellkultur erkennen können. Mithilfe einer speziellen Technik, der RNA-Interferenz, blockierten die Forscher jeweils eines der drei Gene, welche für die drei in Frage kommenden ADAM-Scheren kodieren. Die Analyse der Spaltprodukte ergab, dass nur das ADAM10-Gen die Bildung der Beta-Amyloide verhindern kann. Die Ergebnisse konnten mithilfe einer zweiten Technik, der Massenspektrometrie bestätigt werden.
"Mit ADAM10 haben wir ein Zielmolekül identifiziert, das zentral an den molekularen Prozessen der Alzheimer-Krankheit beteiligt ist. Wir wissen, dass ADAM10 bei Alzheimer-Patienten weniger aktiv ist", so Lichtenthaler. Ist ADAM10 wenig aktiv, so wird das Vorläuferprotein vermehrt so geschnitten, dass die Beta-Amyloide gebildet werden.
"Es könnte sein, dass eine schwache Aktivität von ADAM10 die Anfälligkeit für eine Alzheimer Demenz erhöht. Wenn das so ist, könnte eine Stimulierung von ADAM10 ein wichtiger Mechanismus für eine Therapie sein. Unsere Antikörper eröffnen aber auch neue Möglichkeiten für die Diagnose und Prävention der Erkrankung", sagt Lichtenthaler. So könnten Antikörper als Marker dienen, um eine schwache ADAM10-Aktivität und damit ein mögliches erhöhtes Alzheimer-Risiko in der Rückenmarksflüssigkeit zu messen. Erste Versuchsreihen dazu sind bereits angelaufen.
Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.dzne.de
Kontakt:
Dr. Stefan Lichtenthaler
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
E-Mail: stefan.lichtenthaler@dzne.de
Sonja Jülich-Abbas
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Leiterin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit (komm.)
Email: sonja.juelich-abbas@dzne.de
Publikation:
ADAM10 is the Physiologically Relevant, Constitutive Alpha-Secretase of the Amyloid Precursor Protein in Primary Neurons.
Peer-Hendrik Kuhn, Huanhuan Wang, Bastian Dislich, Alessio Colombo, Ulrike Zeitschel, Joachim W. Ellwart, Elisabeth Kremmer, Steffen Roßner, and Stefan F. Lichtenthaler
EMBO Journal, published online, 30th July 2010
doi:10.1038/emboj.2010.167
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution1369
Quelle: Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE), Daniel Bayer, 30.07.2010
Philipps-Universität Marburg - 02.08.2010
BMBF fördert Marburger Verbundprojekt zur Nanoforschung an der Klinik für Pneumologie
Für Risikobewertung von eingeatmeten Kohlenstoff-Nanopartikeln werden 2,5 Millionen Euro bereitgestellt
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert im Rahmen des NanoCare-Programms für die Dauer von drei Jahren mit einem Gesamtvolumen von ca. 2.5 Mio - den Forschungsverbund 'Prädiktion humantoxikologischer Wirkung synthetischer Carbon Black Nanopartikel', der unter maßgeblicher Beteiligung des Marburger Labors für Zellbiologie der Lunge etabliert wurde. Neben der Marburger Arbeitsgruppe unter Leitung von Professor Dr. Bernd Müller gehören die Universität Lübeck, die technische Universität Karlsruhe, das Leibnitz-Forschungszentrum Borstel und das Fraunhofer Institut für Toxikologie und die Experimentelle Medizin Hannover zum Forschungsverbund. Bei diesem Forschungsprojekt werden gesundheitsrelevante Aspekte von künstlich hergestellten Nanopartikeln, winzig kleine Verbünde von Molekülen oder Atomen, untersucht. Das so gewonnene Wissen dient als Grundlage zur innovativen Materialforschung.
Der Forschungsverbund - Carbon Black - beschäftigt sich mit Kohlenstoff-Nanopartikeln in Form von industriellen Carbon Black (CBNP). Bei der zunehmenden Entwicklung, Produktion und Anwendung von Nanomaterialien nehmen Kohlenstoff-Nanopartikel in Form von industriellem Carbon Black (CBNP) aufgrund ihrer jährlichen Megatonnen-Produktion eine besondere Stellung ein. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) stufte sie als potenzielle Gefahr für den Menschen ein. Dabei ist unklar, inwieweit das Gefährdungspotenzial von den verschiedenen Eigenschaften der CBNP abhängt.
Mit einer Gasaustauschoberfläche von etwa 120m² und einer eingeatmeten Luftmenge von mehr als 10.000 Liter pro Tag ist die Lunge sowohl Haupteintrittspforte für Luftschadstoffe und -partikel als auch eines der am empfindlichsten auf Schadstoffe und Partikel reagierenden Organe. Gesamtziel des Verbundvorhabens 'Carbon Black' ist es, ein mehrstufiges Prüfsystem mit Testmodellen steigender Komplexität zu etablieren, um die für den Menschen schädlichen Auswirkungen von modifizierten und detailliert charakterisierten CBNP in den Atemwegen und der Lunge zu überprüfen. Die Besonderheit des mehrstufig angelegten Prüfsystems besteht in der gleichzeitigen Untersuchung der verschiedenen funktionellen Lungenbereiche wie Luftröhre, große und keine Bronchien sowie Lungenbläschen durch die einzelnen Expertengruppen. Dabei werden Untersuchungen in vivo (Gesamtorganismus), ex vivo (isolierte Zellen) und in vitro (Zellkulturen) durchgeführt. Die einzelnen Untersuchungsergebnisse fügen sich später wie Mosaiksteinchen zu einem Gesamtbild zusammen. Die systematische Analyse des Einflusses von CBNP-Modifikationen und ihrer potentiell giftigen Wirkung auf die Lunge hat Implikationen für die industrielle Herstellung, den Umgang und die Verwendung von künstlich hergestellten CBNP. Durch eine gezielte Auswahl toxikologisch unbedenklicher Modifikationen ließe sich ein mögliches Gesundheitsrisiko vermindern, ohne die technischen Anwendungsbereiche einzuschränken. Das hohe technische und wirtschaftliche Potenzial von Nanomaterialien und Technologien lässt erwarten, dass die Herstellung und Verwendung sowohl von Kohlenstoff- als auch anderen Nanomaterialien in Zukunft deutlich zunimmt. Dem Prüfverfahren für die Gesundheitsgefährdung für den Menschen, das der Forschungsverbund entwickeln wird, kommt große Bedeutung zu, da es dazu führen wird, dass nur weitestgehend unschädliche Substanzen industriell hergestellt werden. Prof. Dr. B. Müller betont daher die 'fundamentale gesellschaftliche Relevanz' der Forschung zur Risikobewertung inhalierter Nanopartikel.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Bernd Müller
Laboratory of Respiratory Cell Biology
Division of Pneumology
Department of Internal Medicine
Faculty of Medicine, Philipps University
Baldingerstrasse, 35033 Marburg
E-Mail: bmueller@staff.uni-marburg.de
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution376
Quelle: Philipps-Universität Marburg, Dr. Susanne Igler, 02.08.2010
Helmholtz Zentrum München / Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt - 02.08.2010
Helmholtz Zentrum München findet schnelleren Weg, um gezielt Gene im Säugetiergenom zu verändern
München, 02. August 2010. Schnell, gezielt und direkt - Forschern des Helmholtz Zentrums München ist es gelungen, ausgewählte Gene in Mäuseembryonen gezielt zu verändern. Dank sogenannter Zinkfinger-Nukleasen* werden Mutationen ohne den Umweg über Stammzellen etabliert. Langfristig können dadurch zeitsparend und vor allem universell Genveränderungen in Säugetieren untersucht werden. Diese Ergebnisse stellen die Wissenschaftler heute online in der Early Edition der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) vor.
Um Gene und ihre Funktionen bei Säugetieren zu verstehen, setzten Wissenschaftler bisher vor allem auf das Modellsystem Maus. Dafür erzeugen sie Mutationen in Stammzellen. Diese Veränderungen müssen anschließend in Chimären und dann in Embryonen etabliert werden. Am Helmholtz Zentrum München haben Prof. Dr. Wolfgang Wurst und sein Forscherteam einen schnelleren Weg gefunden. Ihnen ist es gelungen, mittels Zinkfinger-Nukleasen* und ausgewählter Genfragmente gezielte Veränderungen - direkt in befruchteten Eizellen der Maus - vorzunehmen. Vorteil der Methode: Neben der Zeitersparnis und dem höheren Grad an Effizienz ist vor allem die Anwendbarkeit auf andere Säugetierzellen zukunftsweisend.
Werkzeuge für die Umsetzung sind künstlich hergestellte Zinkfinger-Nukleasen*. Die Enzyme erlauben es, die DNS an genau der gewünschten Stelle aufzuschneiden. Zusammen mit Genstücken, die die zu untersuchenden Veränderungen enthalten, werden die Enzyme direkt in einzellige Mäuseembryonen injiziert. Das zelleigene Reparatursystem baut mit einer Häufigkeit von 1,7 bis 4,5 Prozent Häufigkeit das gewünschte Genfragment in die Mäuse-DNS ein. So haben die Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München bereits vitale Mäuse mit gezielt ausgetauschten Genen gezüchtet.
Jetzt arbeiten die Forscher daran, die Wirksamkeit der Methode zu verbessern. Sie untersuchen außerdem die Anwendbarkeit auf andere Organismen, damit den Wissenschaftlern neben Mäusen weitere Modellsysteme zur Verfügung stehen. Gleichzeitig verheißt die Methode auch neue Ansatzmöglichkeiten für Therapeutika. "Denn", so Professor Wurst, "langfristig ist denkbar, dass so nicht nur neue Gene eingebracht, sondern auch Defekte gegen Gesunde ausgetauscht werden können."
Weitere Informationen
* Hintergrund
Zinkfinger-Nukleasen:
Enzyme, die Zinkfinger-Proteine schneiden und damit DNS-Brüche induzieren. Zinkfinger-Proteine lagern sich sehr spezifisch an bestimmte Stellen der DNS an.
Originalveröffentlichung:
Melanie Meyer, Martin Hrabé de Angelis, Wolfgang Wurst und Ralf Kühn (2010):
Gene targeting by homologous recombination in mouse zygotes mediated by zinc-finger nucleases. Proceedings of the National Academy of Sciences
Early Edition, online am 02.08.2010
Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.helmholtz-muenchen.de/presse-und-medien/pressemitteilungen/pressemitteilungen-2010/pressemitteilung-2010-detail/article/13392/9/index.html
Das Institut für Entwicklungsgenetik
beschäftigt sich mit der funktionellen Analyse des Säugetiergenoms, vor allem der Entwicklung von Tiermodellen, die zum Studium der Pathogenese von Erkrankungen eingesetzt werden können, sowie der Entwicklung von Methoden zur Analyse der Genfunktion in Säugetieren und Fischen. Zentrales Ziel ist es, genetisch determinierte Krankheiten des zentralen Nervensystems, des Auges und des Skeletts zu erforschen und die molekularen Mechanismen zu erkennen, welche die Embryonalentwicklung steuern.
Das Helmholtz Zentrum München
ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit insgesamt 30.000 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.
www.helmholtz-muenchen.de
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution44
Quelle: Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Michael van den Heuvel, 02.08.2010
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf - 02.08.2010
Nabelschnurblutbank - Treffen der 'Blutsbrüder' aus Deutschland und Brasilien
Mit Indianerspielen hat die 'Blutsbrüderschaft' der beiden Jungen, Julian (13) aus Brüggen und Gabriel (12) aus Curitiba in Brasilien, nichts zu tun: Als beide Kinder noch im Babyalter waren, erhielt der damals elf Monate alte Gabriel Belo-Santos eine Stammzellspende aus Nabelschnurblut von der José-Carreras-Stammzellbank des Düsseldorfer Universitätsklinikums.
Die Spende war die einzige Heilungsmöglichkeit der angeborenen schweren Störung seines Immunsystems (SCID), an der zwei seiner älteren Geschwister bereits gestorben waren. Gabriel war das erste Kind in Lateinamerika, das gegen diese Erkrankung mit einer Stammzellspende erfolgreich behandelt werden konnte. Empfänger- und Spenderfamilien trafen sich nun am 'Ausgangspunkt' dieser besonderen Lebensgeschichte, in der Düsseldorfer Stammzellbank - dabei sind die beiden fast gleichaltrigen Jungen, die sich jetzt zum allerersten Mal getroffen haben.
Für das Transplantat, das Gabriels Leben rettete, wurden Stammzellen aus der Nabelschnurblutspende benutzt, die die Mutter des Spenders Julian Blinne aus Brüggen, Petra Blinne, nach Julians Geburt 1996 in der Düsseldorfer Stammzellbank kostenlos einlagern ließ. "Ich hätte mir damals nicht träumen lassen, dass wir damit ein Leben auf der anderen Seite der Welt retten können", sagt Petra Blinne. Gabriel Belo-Santos hätte mit seiner Erkrankung unbehandelt eine Lebenserwartung von wenigen Monaten gehabt. Er hätte, um zu Überleben, abgeschirmt in einer mikrobiologisch sterilen Umgebung leben müssen. Heute ist er ein gesunder Junge mit einem normalen Leben, wie seine Altersgenossen auch.
Nach ihm erhielten inzwischen 190 Kinder im Clinical Hospital von Curitiba ebenfalls eine Stammzelltransplantation, darunter auch seiner kleiner Bruder André, der mit demselben Gendefekt auf die Welt kam. Im Jahr 2006 reiste Gabriels Mutter zum ersten Mal nach Deutschland, um der Familie Blinne zu danken. Der Kontakt kam über die José Carreras Stammzellbank des Universitätsklinikums zustande.
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution223
Quelle: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Rolf Willhardt, 02.08.2010
Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de
veröffentlicht im Schattenblick zum 4. August 2010