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Infektiologie 24. Oktober 2007

Genschalter

Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Bakteriengene gezielt eingeschaltet werden können – mithilfe des Medikaments Aspirin, wie in Nature Methods veröffentlicht wurde (2007, DOI: 10.1038/nmeth1107). Virulenzfaktoren schließen Körperzellen auf, die Keime können eindringen und sich vermehren. Gesteuert wird die Produktion der Virulenzfaktoren vom Bakteriengenom. „Da sich immer eine große Zahl dieser Proteine an der Infektion beteiligt, ist es sehr schwer, die Rolle und Bedeutung einzelner Virulenzfaktoren zu bestimmen“, erklärte Prof. Dr. Carlos A. Guzman vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig. „Das wird erst möglich, wenn wir die Gene ganz gezielt anschalten können.“
Zwar habe es entsprechende künstliche genetische Schalter bereits gegeben, so Guzman: „Sie hatten aber Nebenwirkungen oder waren nicht effizient genug und ließen eine ungestörte Beobachtung im ganzen Organismus nicht zu.“ Der Durchbruch ist Guzmans Team mit der Acetyl-Salicylsäure (ASS) gelungen.
Die Wissenschaftler konstruierten einen Promotor, der empfindlich auf ASS reagiert. Befindet sich ASS in seiner Umgebung, wird das Gen abgelesen und in ein Protein übersetzt. Fehlt ASS, schaltet der Promotor das Gen ab. Dies erlaubt eine gezielte Aktivierung zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Infektionsprozesses.
Den Funktionstest für den ASS-empfindlichen Genschalter führten die Forscher an Krebszellen durch. „Wir haben Bakterien der Gattung Salmonella zunächst den neuen Genschalter eingepflanzt“, so Guzmann. Dort steuert er die Funktion eines Gens, das für die Aktivierung eines Krebsmedikaments verantwortlich ist. Salmonellen können sich in bestimmten Maus-Tumorzellen ansammeln.
Verabreicht man den Mäusen nun Aspirin sowie das Krebsmedikament, produzieren die Salmonellen tatsächlich den Aktivator für die Bildung des Zytostatikums und die Tumore schrumpfen. Der Vorteil hierbei ist, dass dieser Prozess gezielt in den Tumoren abläuft und somit weniger Nebenwirkungen auftreten.
Die Studienautoren haben mit der erfolgreichen Bekämpfung des Krebses bewiesen, dass man mit Aspirin Gene anschalten kann. Sie wollen ihre Aufmerksamkeit auch den Infektionen zuwenden und verstehen, wie sich Infektionserreger und Wirte gegenseitig beeinflussen.

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