Ob als Biowaffe missbraucht oder "nur" in Form der Tierseuche – Anthrax, der Milzbrand, ist eine ernstzunehmende Bedrohung. Ein kanadisch- amerikanisches Team hat nun eine Methode entwickelt, um die Wirksamkeit eines Anthratoxin- Hemmstoffs zu erhöhen. Der Trick: Sie bauen den Wirkstoff in winzige, auf der Oberfläche von Liposomen schwimmende „Flöße“ ein.
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Die fatale Wirkung der Anthrax-Erreger beruht auf dem Zusammenwirken dreier verschiedener Gifte: dem ödemischen Faktor, dem lethalen Faktor und dem protektiven Antigen. Letzteres geleitet die beiden anderen Giftstoffe in die Zelle, der lethale Faktor zerstört die weißen Blutkörperchen des befallenen Organismus. Wird daher die Bindung des lethalen Faktor an das protektive Antigen unterbunden, kann dieser nicht mehr in die Zellen eindringen, und das Fortschreiten der Krankheit wird gestoppt.
Peptid hemmt Wirkungskette des Anthrax-Gifs
Vor einiger Zeit schon wurde ein Peptid entwickelt, das an das protektive Antigen bindet und damit die Bindung des lethalen Faktors blockiert. Dazu müssen mehrere Peptidmoleküle an das Antigen andocken. Um die Peptide zu "bündeln" wurden sie an ein Lipid (Fettmolekül) angeknüpft und diese Fettmoleküle in Liposomen, winzige Fettbläschen, eingebaut. Dabei muss eine bestimmte Konzentrationsschwelle an Peptid pro Liposom überschritten sein, denn die Peptidmoleküle müssen mindestens so nah beeinander sein, wie es der Entfernung zwischen den einzelnen Peptidbindestellen auf dem protektiven Antigen entspricht.
Jetzt hat ein Team um Jeremy Mogridge von der Universität von Toronto und Ravi S. Kane vom Rensselaer Polytechnic Institute in New York, USA, die Peptide weiter zusammenrücken lassen. Die benötigte Wirkstoffkonzentration kann damit weiter gesenkt werden und die Wirksamkeit des Anti-Anthrax-Mittels erhöht. Die Hülle von Liposomen besteht, wie natürliche Zellmenbranen, aus einer Art zweidimensionaler Flüssigkeit aus Fettmolekülen. Die Zusammensetzung natürlicher Zellmembranen ist dabei nicht gleichmäßig, es finden sich winzige Domänen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, die eine wichtige Rolle bei vielen physiologischen Prozessen spielen.
Peptid-„Flöße“ auf Liposomen-„Haut“
Wenn Liposomen aus gesättigten und ungesättigten Fetten sowie 20 Prozent Cholesterin hergestellt werden, entstehen zwei verschiedene Phasen in ihrer Außenschicht. Als Folge reichert sich das Peptid in einer der beiden an und "schwimmt" dann, dicht bei dicht, wie auf winzigen "Flößen" auf der Liposomenoberfläche. Die Anthrax-hemmende Wirkung der Peptide konnte auf diese Weise deutlich verstärkt werden.
Alternativ können die Mikrodomänen auch durch einen externen Stimulus, wie eine veränderte Ionenkonzentration, Temperatur, Licht oder Enzyme, erzeugt werden: So bilden etwa Liposomen, die das Lipid Phosphatidylserin (PS) enthalten, PS-reiche Domänen, sobald Calcium- Ionen zugegeben werden – eine Möglichkeit, Hemmstoffe erst am richtigen Zielort zu aktivieren.
(Gesellschaft Deutscher Chemiker, 07.03.2007 – NPO)
