Anthrax: Struktur aller Toxine vollständig aufgeklärt

Molekularer Aufbau des Ödemfaktors soll Entwicklung eines Gegenmittels erleichtern

Wissenschaftler des Boston Medical Research Institute und der University of Chicago haben die 3D-Struktur des Ödemfaktors, einer Komponente des tödlichen Milzbrandtoxins, aufgeklärt. Somit ist nun der molekulare Aufbau aller drei Bestandteile des Toxins bekannt. Die Kenntnisse der Molekülstruktur des Giftstoffs soll die Entwicklung eines Gegenmittels erleichtern. Zurzeit gibt es noch kein Medikament gegen Milzbrandtoxine.

Eine Milzbrandinfektion kann im frühen Stadium mit Antibiotika behandelt werden, bei fortschreitender Toxinfreisetzung wird es zunehmend schwieriger, den Verlauf der Erkrankung mit Antibiotika zu stoppen. Der Ödemfaktor gilt so lange als harmlos, bis sich das Protein mit dem Botenstoff Calmodulin verbindet. Das Protein ist zuständig für zahlreiche kalziumabhängige Prozesse im Körper. Die Forschergruppe konnte nun nachweisen, dass die Verbindung zur Veränderung der Molekülform führt. Dies führt in der Folge zu einer Überproduktion des Signalstoffs AMP, das zum Tod der Zelle führt.

Mit den Kenntnissen der vollständigen Struktur soll die Suche nach Wirkstoffen, die diese Bindungsstelle blockieren, vorangetrieben werden. “Noch vor drei Jahren, beim Start des Projekts, war Bacillus anthracis ein obskures Pathogen in der Landwirtschaft. Jetzt steht Anthrax an vorderster Front des medizinischen Interesses und innerhalb weniger Monate nach dem ersten Bioterrorismus-Fall ist es bereits gelungen, die Struktur aller drei Toxine aufzuklären. Wir hoffen, dass diese Arbeit rasch zu neuen Therapien führen wird”, erklärte Studiendirektor Wei-Jen Tang von der University of Chicago.

Anthrax-Bakterien produzieren drei Toxine, die sich in ihrer Wirkweise ergänzen: das Schutzantigen, den Letal- sowie den Ödemfaktor. Während das Schutzantigen den beiden anderen Faktoren den Eintritt in die Zellen ermöglicht, zerstört der Letalfaktor Zellen des Immunsystems. Der Ödemfaktor führt zur Flüssigkeitsansammlung in der Lunge und anderen Organen, mit der Konsequenz, dass die tödliche Wirkung des Letalfaktors um das Zehn- bis Hundertfache verstärkt wird.