Organabstoßung nach Transplantationen und der Schwangerschaftsbluthochdruck - auf den ersten Blick haben sie nichts Gemeinsames. Und doch fanden die Mediziner jetzt eine Gemeinsamkeit. An beiden Vorgängen ist ein bestimmtes Molekül, ein so genannter Autoimmunantikörper beteiligt. Autoimmunantikörper sind Antikörper, die sich gegen das eigene Immunsystem richten. In dem Falle gegen einen AT1 genannten Rezeptor.
Der Rezeptor kommt beispielsweise in den Herzmuskelzellen vor und ist dort verantwortlich für die Kontraktionsrate der Herzmuskelzellen, für die Arrhythmien. Der Antikörper blockiert den Rezeptor, er blockiert die Wechselwirkung mit den eigentlichen Wechselwirkungspartnern, den eigentlichen Liganden, und damit kann diese Kontraktion nicht mehr genau reguliert werden...
...sagt Professor Andrea Robitzki vom Lehrstuhl für Molekularbiologisch-Biochemische Prozesstechnik der Universität Leipzig. Im Körper löst diese Blockade eine Kaskade biochemischer Abläufe und Stoffwechselveränderungen aus, an deren Ende die Gefäße in den Organen beziehungsweise im Fötus verstopfen und diese dann abgestoßen werden. Die Leipziger Biotechnologen nutzen das Andocken des Antikörpers an den Herzmuskelrezeptor AT1, um diesen aufzuspüren. Dazu haben sie einen daumennagelgroßen Chip entwickelt, auf dessen einigen Tausend hauchdünnen Elektroden Herzmuskelzellen von Ratten schlagen.
Wenn sie eine Probe der Körperflüssigkeiten auf diese Herzmuskelzellen geben, dann bedeutet das, dass sie die Abnahme der Herzmuskelkontraktionsrate messen. Und nun ist die Abnahme in äußerst geringem Maß realisiert. Innerhalb einer Minute etwa 20 bis 30 Raten. Das wäre optisch gar nicht mehr aufzunehmen oder zu detektieren.
Wohl aber mit den Elektroden, die wie ein Mini-Elektrokardiogramm arbeiten und die feinen Ströme registrieren, die beim Schlagen der Herzzellen entstehen. Dabei genügt schon das Ankoppeln von einem oder zwei Autoimmunantikörpern, um die Kontraktionen der Herzzellen zu verändern und mit Hilfe der Elektroden zu erkennen. Bislang brauchten die Ärzte große Mengen Blut, um die Antikörper nachweisen zu können. Für den klinischen Alltag waren die Tests ungeeignet. Jetzt genügt der sprichwörtliche Tropfen Blut, um herauszufinden, ob eine Schwangere an Bluthochdruck leidet oder eine Organabstoßung droht.
Je frühzeitiger sie die Informationen der Patientin, dem Patienten geben können, desto früher können sie mit Therapie beginnen, und natürlich den Bluthochdruck während der Schwangerschaft vermeiden oder der Transplantatabstoßung entgegenwirken.
Was Andrea Robitzki besonders freut - die Kombination aus Zellen und elektrophysiologischer Ableitung ist nicht auf Herzzellen und Abstoßungsreaktionen beschränkt. Überall wo es entscheidend ist, nur wenige Moleküle zu entdecken, könnte der mit lebenden Zellen bestückte Chip in angepasster Form eingesetzt werden. Ihr nächstes Projekt: Den empfindlichen Biochip zur Krebserkennung einsetzen, wo er schnell und genau Tumormarker entdecken soll.
Der Rezeptor kommt beispielsweise in den Herzmuskelzellen vor und ist dort verantwortlich für die Kontraktionsrate der Herzmuskelzellen, für die Arrhythmien. Der Antikörper blockiert den Rezeptor, er blockiert die Wechselwirkung mit den eigentlichen Wechselwirkungspartnern, den eigentlichen Liganden, und damit kann diese Kontraktion nicht mehr genau reguliert werden...
...sagt Professor Andrea Robitzki vom Lehrstuhl für Molekularbiologisch-Biochemische Prozesstechnik der Universität Leipzig. Im Körper löst diese Blockade eine Kaskade biochemischer Abläufe und Stoffwechselveränderungen aus, an deren Ende die Gefäße in den Organen beziehungsweise im Fötus verstopfen und diese dann abgestoßen werden. Die Leipziger Biotechnologen nutzen das Andocken des Antikörpers an den Herzmuskelrezeptor AT1, um diesen aufzuspüren. Dazu haben sie einen daumennagelgroßen Chip entwickelt, auf dessen einigen Tausend hauchdünnen Elektroden Herzmuskelzellen von Ratten schlagen.
Wenn sie eine Probe der Körperflüssigkeiten auf diese Herzmuskelzellen geben, dann bedeutet das, dass sie die Abnahme der Herzmuskelkontraktionsrate messen. Und nun ist die Abnahme in äußerst geringem Maß realisiert. Innerhalb einer Minute etwa 20 bis 30 Raten. Das wäre optisch gar nicht mehr aufzunehmen oder zu detektieren.
Wohl aber mit den Elektroden, die wie ein Mini-Elektrokardiogramm arbeiten und die feinen Ströme registrieren, die beim Schlagen der Herzzellen entstehen. Dabei genügt schon das Ankoppeln von einem oder zwei Autoimmunantikörpern, um die Kontraktionen der Herzzellen zu verändern und mit Hilfe der Elektroden zu erkennen. Bislang brauchten die Ärzte große Mengen Blut, um die Antikörper nachweisen zu können. Für den klinischen Alltag waren die Tests ungeeignet. Jetzt genügt der sprichwörtliche Tropfen Blut, um herauszufinden, ob eine Schwangere an Bluthochdruck leidet oder eine Organabstoßung droht.
Je frühzeitiger sie die Informationen der Patientin, dem Patienten geben können, desto früher können sie mit Therapie beginnen, und natürlich den Bluthochdruck während der Schwangerschaft vermeiden oder der Transplantatabstoßung entgegenwirken.
Was Andrea Robitzki besonders freut - die Kombination aus Zellen und elektrophysiologischer Ableitung ist nicht auf Herzzellen und Abstoßungsreaktionen beschränkt. Überall wo es entscheidend ist, nur wenige Moleküle zu entdecken, könnte der mit lebenden Zellen bestückte Chip in angepasster Form eingesetzt werden. Ihr nächstes Projekt: Den empfindlichen Biochip zur Krebserkennung einsetzen, wo er schnell und genau Tumormarker entdecken soll.