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Arzneimittelinteraktionen auf der Spur

Eine Forschungsgruppe des CeMM-Forschungszentrums für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften entwickelte in Kooperation mit internationalen Wissenschaftlern eine Methode, mit der durch die thermische Stabilisation von Proteinen in einem Schritt bei sämtlichen Proteinen einer Zelle gleichzeitig festgestellt werden kann, ob diese mit einem zugegebenen Wirkstoff oder Metabolit in Wechselwirkung treten.

Foto: CeMM Forschungszentrums für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
Wiener Forscher fischen Bindungspartner von Medikamenten aus Zellen. Die neue Methode ermöglicht das Screening nach Wechselwirkungspartnern und ein besseres Verständnis der Medikamenten-Wirkung.

 

CeMM-Forscher können in einem Schritt bei sämtlichen Proteinen einer Zelle gleichzeitig feststellen, ob diese mit einem zugegebenen Wirkstoff oder Metabolit wechselwirken. 

Im Fachmagazin Nature Methods beschreiben Forscher vom CeMM-Forschungszentrum der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, wie sich mögliche Interaktionspartner von Proteinen finden lassen, ohne die Substanzen chemisch zu ändern.

Bindet eine Substanz an ein Protein, ändert sich meist deren Gerinnungspunkt. Dem CeMM-Direktor Giulio Superti-Furga zufolge sei es bei dieser Methode nicht erforderlich, im Vorhinein festzulegen, wonach man suche. Stattdessen könne man einfach mögliche Bindungspartner aus einem Meer von Eiweißstoffen „herausfischen“. Die Methode habe auch den Vorteil, dass die Wechselwirkungen in ihrer natürlichen Umgebung stattfänden und durch solche Veränderungen weder gestört noch ausgelöst werden.

Herausfinden, welche chemischen Substanzen mit welchen Proteinen interagieren

Mit den in der Krebstherapie eingesetzten Wirkstoffen Methotrexat und (S)-Crizotinib sowie dem dem zellulären, das Immunsystem anregenden Metaboliten 2′3′-cGAMP konnten die Forscher zeigen, dass die neue Technik bei unterschiedlichen Proteinen funktioniert. Die Forscher identifizierten den mit 2’3′-cGAMP verwandten Transmembranrezeptor STING, der an der Immunsignalisierung beteiligt ist.

Mit der laut Superti-Furga auch für Arzneimittelforscher revolutionären Technologie lasse sich wesentlich einfacher herauszufinden, „wie Substanzen wirklich wirken“. Man könne nun „eine um die andere Substanz“ in Zelllinien oder Blutzellen von Patienten nach deren Wirkungsstellen untersuchen. Superti-Furga geht davon aus, dass die Methode an seinem Institut nun stark zum Einsatz kommen werde, aber auch weltweit sehr gefragt sein werde.

Kilian V M Huber, Karin M Olek, André C Müller, Chris Soon Heng Tan, Keiryn L Bennett, Jacques Colinge, Giulio Superti-Furga
Proteome-wide drug and metabolite interaction mapping by thermal-stability profiling
Nature Methods, Published online 21 September 2015, doi:10.1038/nmeth.3590

Funding: Österreichische Akademie der Wissenschaften, Europäische Union (FP7 259348, ASSET); Österreichischer Wissenschaftsfonds (FWF F4711, MPN)

Quelle: APA, CeMM

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