Dem Rinderwahnsinn auf der Spur

14. August 2013
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Obwohl die BSE-Krise bereits gut 20 Jahre zurück liegt, sind die Ursachen in vielen Aspekten ein Mysterium geblieben. Forschern ist es nun gelungen, detaillierte Einblicke in den Bildungsmechanismus von Oligomeren des Prion-Proteins zu gewinnen.

Das besondere Charakteristikum von Rinderwahnsinn (BSE) und der verwandten Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen ist, dass die Übertragung des Erregers auf einem infektiösen Eiweißstoff beruht und weder Bakterien noch Viren involviert. Dieser Einweißstoff ist als Prion-Protein bekannt. Eigentlich handelt es sich um ein harmloses Protein im menschlichen Körper. Gefährlich wird es, wenn sich einzelne Moleküle des Prion-Proteins zu Oligomeren zusammenlagern und dabei ihre dreidimensionale Struktur verändern. Das geschieht nicht nur im Verlauf von Prionen-Erkrankungen, sondern auch durch Alterung oder spezifische Punktmutationen. Diese oligomeren Strukturen sind auch Träger der Infektiosität: Sie können zwischen Individuen übertragen werden und prägen dann im neuen Wirt ihre Struktur auch Molekülen des Prion-Proteins auf, die zunächst nicht als Oligomere vorlagen.

Detaillierte Einblicke

Dr. Kai Schlepckow in der Arbeitsgruppe von Prof. Harald Schwalbe an der Goethe-Universität ist es erstmals gelungen, detaillierte Einblicke in den Bildungsmechanismus von Oligomeren des Prion-Proteins zu gewinnen. „Wir konnten quasi für jede einzelne Aminosäure nachverfolgen, zu welchem Zeitpunkt sie in den Aggregationsprozess eingreift. Dieser Prozess ist viel komplexer, als man bisher angenommen hat“, berichtet Prof. Schwalbe. Diese Informationen sind von zentraler Bedeutung, da es ohne sie nicht möglich sein wird, Therapeutika zu entwickeln, die die Bildung infektiöser Partikel unterbinden.

Molekül verhält sich nicht gleichförmig

Mit Hilfe der Kernmagnetresonanzspektroskopie (NMR-Spektroskopie) konnte der Prozess der Oligomerisierung mit atomarer Auflösung verfolgt werden. Auf diese Weise war es möglich, verschiedene Bereiche des Prion-Protein-Moleküls auf ihre spezifischen Beiträge zur Oligomerisierung zu untersuchen. „Wir waren fasziniert zu sehen, dass sich das Molekül während der Oligomerisierung nicht gleichförmig verhält. Vielmehr sind verschiedene Molekülbereiche in unterschiedliche Abschnitte dieses Prozesses involviert. Somit können wir den Bildungsmechanismus von Oligomeren des Prion-Proteins mit bisher nicht erreichter Genauigkeit beschreiben“, fasst Dr. Schlepckow die Ergebnisse der Studie zusammen.

Originalpublikation:

Molecular Mechanism of Prion Protein Oligomerization at Atomic Resolution
Kai Schlepckow et al.; Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.201305184, 2013

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1 Kommentar:

Ärztin

Die jakob creuzfeld-Krankeit ist selten. Beim Menschen ist, trotz übertraghbarkeit vom Rind auf den Menschen, die befürchtete Seuche ausgeblieben. BSE beim Menschen blieb eine seltene Kranklheit mit vorangegengener excessivere Disposition. Und warum?
Weil zur Erkrankung mit BSE eine genetische Disposition erforderlich ist, die Gott sei Dank, selten ist. Beim Rind konnte die Krankheit so endemisch werden, weil fast alle Rinder, Zuchtauslese-bedingt, genetisch miteinader verwandt sind. Die gängige Praxis der Insemination mit Bullensperma einzelner ausgesuchter Zuchtbullen hat die genetische Vielfalt und damit die biologische Auslese unterlaufen. Unter Rinderzüchtern ist dieses Problem bekannt, weshalb unter Anderem heute auch vielfältigere Rinderrassen- und Kreuzungen gezüchtet werden.
Auch in der Humanmedizin sind unterbundene Ausleseprozesse aufgrund der guten medizinischen Versorgung Ursache der Zunahme verschiedener Zivilisationskrankheiten. Der kindliche Diabetes Typ II ist nur ein Beispiel dafür.
Therapeutika können die genetische Auslese kranker Individuen ebenso unterbinden wie geburtshilfliche Maßnahmen.
Für BSE und die Jakob-Creuzfeldsche Erkrankung gilt, dass die genetische Disposition für den Ausbruch der Erkrankung verantwortlich ist. In diesem Sinne wäre eine genetische Untersuchung und Beratung beim familiären Auftreten dieser Erkrankung m.E. sinnvoller als ein neues Therapeutikum zu entwickeln, welches im Verlauf dann die Ausbreitung der Erkrankung begünstigt.

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