Forscher entdecken Enzym-Erbkrankheit

Foto: Zellen

Die mikroskopische Aufnahme
zeigt starke Anreicherungen von
Heparansulfat (blau-rote Färbung)
in Zellen; © Universität Bielefeld

Ihre Folgen zeigen sich bei Mäusen im fortschreitenden Verlust der geistigen Fähigkeiten, vor allem Vergesslichkeit, Lern- und Koordinationsschwierigkeiten. Dierks und sein Team haben nicht nur die Krankheit identifiziert – sie haben auch ein Therapiekonzept entwickelt.

Enzyme steuern den Bau und die Aufspaltung von Nähr- und Botenstoffen im menschlichen Körper. Wenn der Körper wegen einer vererbten Störung ein fehlerhaftes Enzym produziert, dann versagt diese Steuerung: Der Mensch wird krank, zum Beispiel weil sich in seinem Körper Stoffe anreichern, die nicht mehr gespalten werden können.

Die Forscher haben herausgefunden, dass eine Schädigung des Enzyms Arylsulfatase G (ARSG) in Mäusen die Krankheit MPS IIIE auslöst. Eigentlich ist das Enzym mit dafür zuständig, das Kohlenhydrat Heparansulfat aufzuspalten. Das geschieht innerhalb der Zellen – in den Lysosomen. In diesen „Recyclinganlagen“ der Zellen werden nicht mehr benötigte Heparansulfat-Moleküle in ihre kleinsten Bausteine zerlegt, aus denen später wieder neue Moleküle zusammengesetzt werden.

Das Heparansulfat ist ein langkettiges Molekül. Diese Kette kann immer nur von einem Ende her zerlegt werden und immer nur Stück für Stück. Das geschieht durch verschiedene Enzyme, zu denen ARSG gehört. Wenn eins von den Enzymen aufgrund eines genetischen Defekts aus-fällt, bricht die gesamte Zersetzung ab. Die Molekülketten bleiben liegen und reichern sich im Lysosom immer weiter an, das schließlich aufhört, zu arbeiten. Dann werden auch andere Stoffe, wie zum Beispiel Proteine und Fette, nicht mehr abgebaut und sammeln sich an. Das Lysosom dehnt sich immer weiter aus, bis es die gesamte Zelle schädigt und schließlich unter-gehen lässt.

Der große Erfolg der Forscher: Durch ihre Erkenntnisse lässt sich eine Therapie für die Erbkrankheit entwickeln und an den Mäusen testen. Sie stellen das ARSG-Enzym künstlich her – in einem biotechnologischen Verfahren mithilfe gentechnisch veränderter Zellkulturen. Bei erkrankten Mäusen, denen regelmäßig eine Lösung mit dem Enzym gespritzt wird, sollten die Schädigungen der Organe gestoppt werden. Ähnliche Behandlungen waren laut Dierks auch bei Patienten mit anderen Mucopolysaccharidose-Erkrankungen erfolgreich.

MEDICA.de; Quelle: Universität Bielefeld