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Biomedizinische Forschung wird mit neun Millionen Mark gestärkt

21.12.1999 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Neue Angriffspunkte für neue Arzneimittel zu finden: Dies ist eines der Hauptanliegen des Sonderforschungsbereiches 487. Zum 1. Januar 2000 wird diese neue Forschungseinrichtung der Universität Würzburg mit der Arbeit beginnen.

Im November hatte der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) die Einrichtung und Finanzierung des neuen Sonderforschungsbereiches 487 "Regulatorische Membranproteine: Vom Erkennungsmechanismus zur pharmakologischen Zielstruktur" beschlossen. Für die erste dreijährige Förderperiode erhält die Universität Würzburg rund 7,5 Millionen Mark von der DFG. Darüber hinaus wurden circa 1,5 Millionen Mark für ein Hochleistungsmassenspektrometer bewilligt. Dieses Analysengerät dient der Identifizierung von Molekülen.

Im neuen Sonderforschungsbereich (SFB) werden Mediziner und Biologen zusammenarbeiten. Sprecher ist Prof. Dr. Martin Lohse vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie. Das Interesse der Wissenschaftler gilt Proteinen an der Zelloberfläche, die Funktionen der Zelle regulieren. Solche Proteine sind schon heute ein bevorzugter Angriffspunkt von Arzneimitteln, und eine Hauptaufgabe des SFB 487 soll es sein, neue Angriffspunkte für neue Arzneimittel zu finden.

Zellen sind von der Außenwelt durch eine dünne Haut, die Membran, getrennt. In ihr befinden sich viele Proteine, die Membranproteine genannt werden und verschiedene Funktionen haben: Einige sind dazu da, die Membran zu verstärken, andere sorgen dafür, dass Zellen aneinander haften können, wieder andere erlauben die Aufnahme und Ausscheidung von Stoffen, und viele dienen der Kommunikation. Besonders interessant für die Arzneitherapie sind Membranproteine, welche die Funktionen von Zellen steuern. Hierzu gehören zum Beispiel Rezeptoren, also die Empfänger für Hormone und andere chemische Überträgerstoffe, oder Transporter, die Stoffe durch die Membran bringen.

Membranproteine sind schwer zu untersuchen, weil sie für ihre Funktion die natürliche Membranumgebung benötigen - oder eine künstliche Umgebung, die der natürlichen nahe kommt. Oft werden sie als "black box" betrachtet, bei der lediglich bekannt ist, was herauskommt, wenn man etwas hineinwirft. So weiß man laut Prof. Lohse zum Beispiel bei vielen Rezeptoren, dass ihre enzymatische Aktivität steigt oder dass sie an andere Proteine binden, wenn sie von ihrem Hormon stimuliert werden. Wie aber diese Signalumsetzung im einzelnen geschieht, sei nicht bekannt. Deshalb solle es eine Aufgabe des neuen SFB sein, den Aufbau solcher Membranproteine herauszufinden. Dadurch soll auch geklärt werden, wie solche Membranproteine ihre Partner erkennen, das heißt wie sie zum Beispiel ein Hormon binden, oder wie sie mit anderen Proteinen in Wechselwirkung treten.

Das genaue Wissen um diese Erkennungsprozesse lässt sich dann in einem zweiten Schritt für die Suche nach neuartigen Arzneimitteln nutzen: Es sollen die Stellen von Membranproteinen gefunden werden, an denen kleine Moleküle binden und die Funktion der Membranproteine beeinflussen können. Da die im SFB untersuchten Membranproteine alle regulatorischen Charakter haben, das heißt die Funktion ganzer Zellen steuern können, sollten solche kleinen Moleküle die Funktionen von Zellen und Organen verändern - und dies ist die Grundlage jeder Arzneitherapie.

Weit fortgeschritten sind in diesem Bereich beispielsweise Arbeiten über den hormonähnlichen Botenstoff Interleukin-4 und seinen Rezeptor. Beide spielen eine wichtige Rolle bei Allergien, und ihre Hemmung wäre eine neue Strategie zur Behandlung von Allergien und auch von Asthma. Der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Walter Sebald am Biozentrum der Universität Würzburg ist es gelungen, die Strukturen von Interleukin-4 und seinem Rezeptor aufzuklären und ein künstliches Interleukin-4 herzustellen, das den Rezeptor nicht mehr aktiviert. Dieses ist auch im Experiment in der Lage, verschiedene allergische Phänomene zu unterdrücken. Sein Einsatz in der Arzneitherapie wird derzeit untersucht.

Ein weiterer Themenschwerpunkt des SFB 487 ist die Aufdeckung bisher unbekannter Signalwege. In mehreren Würzburger Arbeitsgruppen gibt es hierzu bruchstückhafte Erkenntnisse, die sich derzeit noch nicht zu einem stimmigen Ganzen zusammenfügen lassen, die aber auf die Existenz von unbekannten Signalwegen hindeuten. Dies gilt zum Beispiel für schnelle Wirkungen von Steroidhormonen - dazu gehören Östrogene, Testosteron und die Hormone der Nebenniere - sowie für den Transport von Glucose in die Zellen und für Hormone, die Wachstum und Entwicklung steuern. Für die vermuteten Signalwege soll in den kommenden Jahren ein schlüssiges Konzept gefunden werden.

Die Errichtung des neuen SFB erfolgte in einer Phase zunehmender Konkurrenz um diese begehrten Forschungseinrichtungen: Von 30 bereits positiv begutachteten Anträgen bewilligte die DFG letztlich nur 21. Zwei Würzburger Sonderforschungsbereiche werden Ende 1999 ihre Arbeit beenden, weil sie ihre Höchstförderdauer erreicht haben: Es handelt sich um den SFB 172 "Molekulare Mechanismen kanzerogener Primärveränderungen" und um den SFB 176 "Molekulare Grundlagen der Signalübertragung und des Stofftransportes in Membranen. Somit geht die Universität Würzburg mit insgesamt sieben Sonderforschungsbereichen ins neue Jahr.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Martin Lohse, Sprecher des SFB 487, T (0931) 201-5400, Fax (0931) 201-3539, E-Mail:

sfb-487@toxi.uni-wuerzburg.de
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