Wenn ein Organ im Körper einem anderen etwas mitzuteilen hat, geschieht das häufig mit kleinen Eiweißmolekülen, mit so genannten Peptiden. Wenn Hormone den Blutzuckerspiegel regulieren, Wachstumsfaktoren die Entwicklung von Zellen steuern oder das Immunsystem zum Angriff bläst – meist sind diese kleinen Ketten aus Aminosäurebausteinen die Boten. Das macht sie zu beliebten Studienobjekten für die Pharmaforschung, denn wenn der Körper krank ist, sind sie der ideale Ansatzpunkt, um in das Geschehen einzugreifen. Das Problem: als Medikamente sind natürliche Peptide nicht sehr geeignet, denn der Magen-Darm-Trakt verdaut sie ebenso schnell wie das Eiweiß im Steak und auch im Blut zerlegen Enzyme sie schnell in ihre Einzelteile. Also suchen Wissenschaftler Aus- und Umwege mit denen sich die kleinen Signalmoleküle zumindest für eine gewisse Zeit stabilisieren lassen. Beispiel: Ein Peptid, das HI-Viren daran hindert in neue Zellen einzudringen. Das Medikament gibt es, es wird bereits klinisch eingesetzt.
"Das Anti-Aids Peptid, das zur Zeit bereits im Markt ist, wird in so großen Dosen gebraucht, damit es therapeutisch wirksam ist, dass es unwirtschaftlich ist - Dosen pro Tag von 5000, 8000 Euro oder so etwas, das ist schier wirtschaftlich unvernünftig."
Professor Christian Birr von der Universität Heidelberg ist Spezialist für die Synthese stabiler Peptide. Er trickst die Abbaumechanismen aus, indem er die Ketten zu Ringen verknüpft, Brücken einbaut oder Aminosäuren verwendet, die der Körper nicht erkennt und damit nicht abbauen kann.
"Das ist wie Legoland. Das Peptidgebiet hat so etwas davon, aus diesen Baukastenelementen die verschiedenste Strukturen aufzubauen, und die Phantasie des Peptidchemikers ist hier wirklich stimuliert durch die natürlichen Gegebenheiten."
Das Peptid, das HI-Viren an der Ausbreitung im Körper hindern soll, ist sehr anfällig. Damit es seine Wirkung entfalten kann, muss es zwei mal am Tag in großen Mengen gespritzt werden. Um die Verdauung auszutricksen, hat Ursula Dietrich vom Institut für Biomedizinische Forschung in Frankfurt eine neue Strategie entwickelt. Sie setzt auf multimere Peptide:
"Ein multimeres Peptid ist einfach ein vervielfachtes Peptid, also man hat nicht nur eine funktionelle Domäne, sondern man hat zum Beispiel Moleküle, in denen sieben solcher funktionellen Domänen vereint sind. Entsprechend ist das ganze sieben mal größer als ein Peptid."
Das ist stabiler, einfach, weil es größer ist. Die Verdauungsenzyme können nicht so leicht angreifen und auch wenn es nur noch halb so groß ist, bleibt seine Funktion noch erhalten. Außerdem lässt es sich sehr praktisch herstellen. Sie hat Nierenzellen in einer Kulturbrühe genetisch so verändert, dass sie auch Sonderfunktionen in das Medikament einbauen kann und wenn die Nierenzellen mit dem Bau fertig sind, geben sie das Eiweißmolekül einfach an die Kulturbrühe ab und müssen nur noch gereinigt werden. Allerdings ist das Motto "viel hilft viel" nicht ohne Tücken.
"Auf der anderen Seite wird das Molekül natürlich größer und das kann natürlich auch wieder nachteilig sein für bestimmte Fragestellungen. Wenn man wie gerade in unserem Fall die HIV Infektion von Zellen hemmen will, das funktioniert ja auf einer Ebene, wo das Virus schon sehr nah an der Zellmembran dran ist, und da muss man ja noch dazwischen können mit seinem therapeutischen Molekü. Je größer das ist, desto schlechter funktioniert das unter Umständen auch. Also es gibt da schon eine Limitierung was die Größe dieser Moleküle angeht."
"Das Anti-Aids Peptid, das zur Zeit bereits im Markt ist, wird in so großen Dosen gebraucht, damit es therapeutisch wirksam ist, dass es unwirtschaftlich ist - Dosen pro Tag von 5000, 8000 Euro oder so etwas, das ist schier wirtschaftlich unvernünftig."
Professor Christian Birr von der Universität Heidelberg ist Spezialist für die Synthese stabiler Peptide. Er trickst die Abbaumechanismen aus, indem er die Ketten zu Ringen verknüpft, Brücken einbaut oder Aminosäuren verwendet, die der Körper nicht erkennt und damit nicht abbauen kann.
"Das ist wie Legoland. Das Peptidgebiet hat so etwas davon, aus diesen Baukastenelementen die verschiedenste Strukturen aufzubauen, und die Phantasie des Peptidchemikers ist hier wirklich stimuliert durch die natürlichen Gegebenheiten."
Das Peptid, das HI-Viren an der Ausbreitung im Körper hindern soll, ist sehr anfällig. Damit es seine Wirkung entfalten kann, muss es zwei mal am Tag in großen Mengen gespritzt werden. Um die Verdauung auszutricksen, hat Ursula Dietrich vom Institut für Biomedizinische Forschung in Frankfurt eine neue Strategie entwickelt. Sie setzt auf multimere Peptide:
"Ein multimeres Peptid ist einfach ein vervielfachtes Peptid, also man hat nicht nur eine funktionelle Domäne, sondern man hat zum Beispiel Moleküle, in denen sieben solcher funktionellen Domänen vereint sind. Entsprechend ist das ganze sieben mal größer als ein Peptid."
Das ist stabiler, einfach, weil es größer ist. Die Verdauungsenzyme können nicht so leicht angreifen und auch wenn es nur noch halb so groß ist, bleibt seine Funktion noch erhalten. Außerdem lässt es sich sehr praktisch herstellen. Sie hat Nierenzellen in einer Kulturbrühe genetisch so verändert, dass sie auch Sonderfunktionen in das Medikament einbauen kann und wenn die Nierenzellen mit dem Bau fertig sind, geben sie das Eiweißmolekül einfach an die Kulturbrühe ab und müssen nur noch gereinigt werden. Allerdings ist das Motto "viel hilft viel" nicht ohne Tücken.
"Auf der anderen Seite wird das Molekül natürlich größer und das kann natürlich auch wieder nachteilig sein für bestimmte Fragestellungen. Wenn man wie gerade in unserem Fall die HIV Infektion von Zellen hemmen will, das funktioniert ja auf einer Ebene, wo das Virus schon sehr nah an der Zellmembran dran ist, und da muss man ja noch dazwischen können mit seinem therapeutischen Molekü. Je größer das ist, desto schlechter funktioniert das unter Umständen auch. Also es gibt da schon eine Limitierung was die Größe dieser Moleküle angeht."