Auch Bakterien haben eine Schwachstelle. Nämlich Zucker. Sogar das Anthrax-Bakterium, dessen gefährliche langlebige Sporenform in den terroristischen Briefen verschickt wurde, macht da keine Ausnahme. Denn auf der Oberfläche seiner Sporen sitzen zahlreiche Zuckermoleküle. Einerseits profitiert das Bakterium davon, denn die Zucker übernehmen beim Befall von anderen Lebewesen eine Mittlerfunktion. Andererseits aber sind diese Zucker bei Anthrax wie eine Erkennungsmarke. Amerikanische Wissenschaftler hatten nämlich vergangenes Jahr einen ganz besonderen Zucker gefunden, der nur auf Anthrax-Sporen vorkommt. In so einer süßen Hülle sahen die Chemiker Peter Seeberger und Daniel Werz von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich die ideale Möglichkeit, um das Bakterium anzugreifen.
"Dieses Molekül besteht aus vier Teilen, ein Teil davon ist ausschließlich bei Anthrax-Bakterien zu finden, und dieser Teil, da er eben nur auf Anthrax-Bakterien zu finden ist, sollte es möglich machen, eine ganz spezifische Immunantwort gegen dieses Antigen zu ermöglichen und so dann auch eventuell einen Impfstoff zu entwickeln. "
Was einfach klingt, ist in Wirklichkeit hoch kompliziert und langwierig. 25 Syntheseschritte waren notwendig, um den Vierfachzucker im Labor nachzubauen. Dabei köchelte Daniel Werz die Molekülsuppe ein halbes Jahr lang, bis er am Schluss nur noch eine Art molekularen Haken anbringen musste. Für ein Trägerprotein. Erst wenn eine Substanz ein Trägerprotein enthält, kann ein Lebewesen mit einer Immunantwort reagieren. Daniel Werz:
"Also wir haben diesen Zucker synthetisiert, dann habe ich diesen Zucker an ein Protein gekoppelt und seit etwa zwei Monaten werden Tests in Mäusen gemacht und vor etwa zwei Wochen haben wir die ersten positiven Resultate erhalten, dass Antikörper gebildet wurden. "
Wenn die nächsten Versuche ebenso erfolgreich verlaufen, stehen die Chancen für einen neuen Impfstoff gegen Anthrax gut. Denn im Gegensatz zu dem bisherigen Impfstoff auf herkömmlicher Proteinbasis wäre ein Impfstoff auf Zuckerbasis gut verträglich. So wie andere potentielle Impfstoffe auf Zuckerbasis, denen nach Ansicht von Peter Seeberger die Zukunft gehört. Der Professor für Chemie hat mit neuen superschnellen Synthesegeräten die Zuckerforschung aus dem Dornröschenschlaf geholt.
"Das Potential der Zucker war lange Zeit nicht bekannt. Der Grund lag darin, dass Zucker sehr, sehr schwer analysierbar sind und in verschiedensten Formen auf verschiedensten Zellen und deren Oberflächen vorkommen. Der Vorteil, Zucker in der Impfstoffforschung anzuwenden, liegt daran, dass die Zucker auf der Oberfläche sich nur ganz schwer verändern lassen von einem Parasiten oder einem Bakterium. Eiweißstoffe, die auf gewissen Parasiten zu finden sind, lassen sich leichter verändern."
Die Folge: mancher Impfstoff auf Proteinbasis verliert möglicherweise irgendwann seine Wirkung. Nicht so die Zucker. Deshalb untersuchen die Schweizer Chemiker eine ganze Reihe von Impfstoff-Kandidaten. Gegen Tuberkulose-Bakterien zum Beispiel und gegen Hirnhautentzündung durch Hämophilus influenzae. Am weitesten gediehen ist ein Impfstoff gegen Malaria, der nächstes Jahr in die klinische Testphase kommt. Aber auch an einem Impfstoff gegen Vogelgrippe arbeiten die Forscher.
Das Problem dabei: Es sind 16 Zuckermoleküle beteiligt, deren genauer Wirkmechanismus noch unklar ist. Vielversprechender scheinen hingegen Impfstoff-Kandidaten gegen Krebs, denn auch bestimmte Krebsarten tragen ganz typische Zuckermoleküle auf der Oberfläche. Dabei würde eine Impfung jedoch nicht vor einem Ausbruch von Krebs schützen, sondern nur vor dessen Verbreitung. Denn erst wenn die Krebs-Art bekannt ist, kann man sie gezielt vernichten.
"Die Idee wäre jetzt, nach der operativen Entfernung des Primärtumors diese kohlenhydratbasierte Impfung vorzunehmen und damit etwaige verbleibende Überbleibsel von Krebszellen noch aus dem System zu verbannen und damit die Metastasenbildung zu verhindern. "
"Dieses Molekül besteht aus vier Teilen, ein Teil davon ist ausschließlich bei Anthrax-Bakterien zu finden, und dieser Teil, da er eben nur auf Anthrax-Bakterien zu finden ist, sollte es möglich machen, eine ganz spezifische Immunantwort gegen dieses Antigen zu ermöglichen und so dann auch eventuell einen Impfstoff zu entwickeln. "
Was einfach klingt, ist in Wirklichkeit hoch kompliziert und langwierig. 25 Syntheseschritte waren notwendig, um den Vierfachzucker im Labor nachzubauen. Dabei köchelte Daniel Werz die Molekülsuppe ein halbes Jahr lang, bis er am Schluss nur noch eine Art molekularen Haken anbringen musste. Für ein Trägerprotein. Erst wenn eine Substanz ein Trägerprotein enthält, kann ein Lebewesen mit einer Immunantwort reagieren. Daniel Werz:
"Also wir haben diesen Zucker synthetisiert, dann habe ich diesen Zucker an ein Protein gekoppelt und seit etwa zwei Monaten werden Tests in Mäusen gemacht und vor etwa zwei Wochen haben wir die ersten positiven Resultate erhalten, dass Antikörper gebildet wurden. "
Wenn die nächsten Versuche ebenso erfolgreich verlaufen, stehen die Chancen für einen neuen Impfstoff gegen Anthrax gut. Denn im Gegensatz zu dem bisherigen Impfstoff auf herkömmlicher Proteinbasis wäre ein Impfstoff auf Zuckerbasis gut verträglich. So wie andere potentielle Impfstoffe auf Zuckerbasis, denen nach Ansicht von Peter Seeberger die Zukunft gehört. Der Professor für Chemie hat mit neuen superschnellen Synthesegeräten die Zuckerforschung aus dem Dornröschenschlaf geholt.
"Das Potential der Zucker war lange Zeit nicht bekannt. Der Grund lag darin, dass Zucker sehr, sehr schwer analysierbar sind und in verschiedensten Formen auf verschiedensten Zellen und deren Oberflächen vorkommen. Der Vorteil, Zucker in der Impfstoffforschung anzuwenden, liegt daran, dass die Zucker auf der Oberfläche sich nur ganz schwer verändern lassen von einem Parasiten oder einem Bakterium. Eiweißstoffe, die auf gewissen Parasiten zu finden sind, lassen sich leichter verändern."
Die Folge: mancher Impfstoff auf Proteinbasis verliert möglicherweise irgendwann seine Wirkung. Nicht so die Zucker. Deshalb untersuchen die Schweizer Chemiker eine ganze Reihe von Impfstoff-Kandidaten. Gegen Tuberkulose-Bakterien zum Beispiel und gegen Hirnhautentzündung durch Hämophilus influenzae. Am weitesten gediehen ist ein Impfstoff gegen Malaria, der nächstes Jahr in die klinische Testphase kommt. Aber auch an einem Impfstoff gegen Vogelgrippe arbeiten die Forscher.
Das Problem dabei: Es sind 16 Zuckermoleküle beteiligt, deren genauer Wirkmechanismus noch unklar ist. Vielversprechender scheinen hingegen Impfstoff-Kandidaten gegen Krebs, denn auch bestimmte Krebsarten tragen ganz typische Zuckermoleküle auf der Oberfläche. Dabei würde eine Impfung jedoch nicht vor einem Ausbruch von Krebs schützen, sondern nur vor dessen Verbreitung. Denn erst wenn die Krebs-Art bekannt ist, kann man sie gezielt vernichten.
"Die Idee wäre jetzt, nach der operativen Entfernung des Primärtumors diese kohlenhydratbasierte Impfung vorzunehmen und damit etwaige verbleibende Überbleibsel von Krebszellen noch aus dem System zu verbannen und damit die Metastasenbildung zu verhindern. "