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Mit Fisch und Wurm auf Medikamentensuche - Unter Tausenden von Wirkstoffen suchen Forscher nach einem Mittel gegen eine seltene Erkrankung

Zerebrale Blutgefäße des Zebrafischembryos am zweiten Tag der Normalentwicklung Foto: Brent Derry

Zerebrale Blutgefäße des Zebrafischembryos am zweiten Tag der Normalentwicklung Foto: Brent Derry

Wer unter ihnen leidet, hat schlechte Karten: Seltene Erkrankungen sind meist wenig erforscht und häufig nicht heilbar. Pharmakonzerne interessieren sich kaum für sie, denn die teure Wirkstoffentwicklung lohnt sich wegen der geringen Fallzahlen nicht. Stattdessen springt die Wissenschaft ein. Der Potsdamer Zoophysiologe Salim Seyfried und sein kanadischer Kollege Brent Derry suchen nach Wirkstoffen gegen eine Erkrankung, die zu schweren Blutungen im Gehirn, Epilepsie und Schlaganfällen führt. Ihre wichtigsten Instrumente sind dabei zwei Modellorganismen: die Eier des Zebrafisches und ein Fadenwurm.

Seinem Namen macht er erst unter dem Mikroskop alle Ehre: Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans schlängelt sich elegant durch sein Nährmedium. Dessen nur ein Millimeter langer Körper ist transparent und offenbart die feinen inneren Strukturen. Als ähnlich filigran und transparent entpuppen sich in der Vergrößerung die Eier des Zebrafisches, die sich – gerade einmal eineinhalb Stunden alt – auf dem Weg zum Embryo befinden. Während die Würmer im gelartigen Nährmedium auf der Petrischale zu Tausenden auf der Suche nach Bakterien sind, schwimmen die Fischeier bewegungslos in einer blauen Flüssigkeit. Beide Organismen erfüllen hier im zoophysiologischen Labor eine wichtige Aufgabe: Mit ihrer Hilfe suchen Salim Seyfried, Professor für Zoophysiologie an der Uni Potsdam, und der kanadische Zellforscher Brent Derry vom Hospital for Sick Children in Toronto nach einem Wirkstoff gegen die sogenannten Zerebralen Kavernösen Malformationen (CCM). Sie verursachen Fehlbildungen von Blutgefäßzellen, was Gehirnblutungen mit gravierenden Folgen auslösen kann. 

Schlaganfälle, Epilepsie, Behinderungen – die Symptome der Erkrankung sind schwerwiegend. Ein Medikament dagegen gibt es bisher nicht. Bislang konnten Wissenschaftler drei Genmutationen identifizieren, die als Auslöser gelten. Obwohl CCM zu den seltenen Krankheiten zählt, gehen Schätzungen davon aus, dass weltweit rund einer von 250 Menschen einen der möglichen drei Gendefekte in sich trägt. „Es ist wie eine tickende Zeitbombe“, beschreibt Derry. Wann und ob die Krankheit ausbricht, ist nicht vorhersagbar.

Seyfried und Derry, der für vier Monate zu Gast in Potsdam ist, gehören zu einem von der EU geförderten Konsortium aus insgesamt sechs Wissenschaftlerteams. In Deutschland, Kanada und Frankreich untersuchen sie Tausende von Wirkstoffen, um unter ihnen einen zu finden, der CCM heilen kann. Ihre Modellorganismen besitzen jene Genmutationen, die die Erkrankung im Menschen auslösen. In beiden Organismen verursachen diese deutliche Defekte – ein Ballonherz im Fischembryo und Zellveränderungen in den Würmern. Für 48 Stunden versehen die Forscher Fischeier und Würmer mit jeweils einem der Wirkstoffe. Anschließend untersuchen sie die Organismen nach Krankheitszeichen. Sie hoffen, die berühmte Nadel im Heuhaufen zu finden – eine Substanz, die die Erkrankung in den Organismen trotz Gendefekt verhindert. Gleichzeitig ermitteln die Forscher, welche Proteine und molekularen Mechanismen der Krankheit zugrunde liegen.

Die Zusammenarbeit der Wissenschaftler im Konsortium ist eng. Derry ist zusammen mit seiner Familie nach Potsdam gekommen, um mehr über den hier genutzten Modellorganismus, den Zebrafisch, zu lernen und die Methoden auch in seinem eigenen Labor in Toronto anwenden zu können.

7.000 Stoffe haben die Wissenschaftler bisher im Vorscreening untersucht. Weitere 50.000 werden folgen. „Wir haben fünf bis zehn Verbindungen, die sehr vielversprechend sind“, erklärt Derry. Die Forscher hoffen, im großen Screening weitere 200 Wirkstoffe identifizieren zu können. Mit diesen werden dann in Frankreich weitere Studien an Mäusen und menschlichen Zellkulturen durchgeführt. Hier untersuchen die Wissenschaftler, ob die Wirkstoffe ihre heilende Wirkung auch in diesen Modellen entfalten. Letztlich sind klinische Studien notwendig, um tatsächlich ein Medikament zu entwickeln.

Der Weg bis dahin ist noch weit, es werden Jahre oder Jahrzehnte vergehen. Die Erforschung von CCM ist aber auch aus anderen Gründen wertvoll: „Mit unseren Untersuchungen werden wir das Wissen über andere, ähnliche Erkrankungen erweitern – wie etwa die molekularen Ursachen von Schlaganfällen“, sagt Salim Seyfried. 

Text: Heike Kampe
Online gestellt: Agnetha Lang
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktion@uni-potsdam.nomorespam.de