3-D-Proteinstruktur: Zünder für die Medikamentenentwicklung

Interleukin-6-Rezeptor-Modell als erster Schritt gegen Entzündungskrankheiten

Australischen CSIRO-Forschern ist es gelungen, ein Protein, das für die Entwicklung schwerer Krankheiten eine Rolle spielt, dreidimensional abzubilden. Die Struktur könnte zur Herstellung neuer Medikamente führen, die Erkrankungen wie Osteoporose, Krebs oder rheumatoide Arthritis stoppen. Bei dem in 3-D dargestellten Protein handelt es sich um den Interleukin-6-Rezeptor. Der Rezeptor befindet sich an der Oberfläche vieler Zelltypen und bindet spezifisch an das im Immunsystem zirkulierende Hormon Interleukin-6. „Diese Interaktion steht unter anderem mit der Entwicklung der postmenopausalen Osteoporose, Autoimmunerkrankungen, Entzündungserkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis und Prostata-Krebs in Verbindung“, erklärte CSIRO-Forscher Jose Varghese.
Das Forscherteam bestimmte die dreidimensionale Atomstruktur des Interleukin-6-Rezeptors mittels Röntgenstrahl-Kristallographie. Dabei wird aus dem Reinprotein ein Kristall gezüchtet durch den ein Röntgenstrahl gelenkt wird. Es entstehen einzigartige Muster, mit Hilfe derer die Struktur bestimmt wird. Darüber hinaus entwickelten die Wissenschaftler ein theoretisches Atommodell wie der Interleukin-6-Rezeptor mit dem Hormon zusammen spielt. Es ist dies der letzte Teil eines Puzzles, das zeigt, wie diese Interaktion eine biochemische Veränderung in den dafür sensiblen Zellen auslösen könnte.

Man hofft, dass die 3-D-Struktur die Basis für die Entwicklung von Substanzen bildet, die die Fähigkeit besitzen, die biologische Aktivität von Interleukin-6 zu beeinträchtigen oder zu fördern. „Interleukin-6 spielt auch eine zentrale Rolle im Abwehrsystem des Körpers und hat eine Reihe von Immun-Aktivitäten, mittels derer das Hormon die Antikörperproduktion ebenso wie die Produktion von Zellen des Immunsystems anregt“, erläuterte Richard Simpson vom Ludwig Institute for Cancer Research. Es induziert viele der unmittelbaren biochemischen Veränderungen, die in der Folge zu Entzündungen führen. Diese Entzündungen wiederum verändern bestimmte Proteinwerte, die zu den schädigenden Auswirkungen einer Entzündung beitragen können.

Die selbe Methode wurde auch für die Entwicklung des Grippemittels Relenza angewendet. Das Mittel hindert das Virus an der Replikation und verkürzt damit die Dauer der Erkrankung.