Forscher identifizierten eine chemische Verbindung, die bisher in der Krebstherapie genutzt wird. Mit der Entdeckung liefert das Team jetzt neue Therapiemöglichkeiten bei Malaria und Toxoplasmose.
Indem man in Krebszellen den Eiweißstoff Tubulin blockiert, hindert man die Zellen daran, sich erfolgreich zu teilen und somit zu vermehren. Dieses Prinzip wird seit Langem erfolgreich bei Chemotherapien eingesetzt, indem Patienten tubulinhemmende Substanzen verabreicht werden.
Ein Forschungsteam hat diesen Konzept nun auf einzellige Parasiten ausgeweitet, darunter den Erreger der Malaria und der Toxoplasmose – denn auch deren Zellen brauchen Tubulin für die Zellteilung. „Wenn dieses Protein nicht mehr so arbeitet, wie es soll, trifft das den Parasiten hart“, sagt Ashwani Sharma.
„Daher ist Tubulin ein guter Angriffspunkt für Medikamente. In der Tumorforschung ist das Protein dahingehend schon sehr lange bekannt, in der Parasitologie aber hat es bisher kaum Aufmerksamkeit bekommen.“ Von Lebewesen zu Lebewesen unterscheidet sich das Protein an einigen wenigen, aber wichtigen Stellen. Um Wirkstoffe gegen Tubulin bei einzelligen Parasiten zu finden und es zu blockieren, muss also die genaue Struktur des Proteins bekannt sein.
Die Forscher isolierten daher Tubulin aus den Zellen des Wimperntierchens. „Sein Protein ist quasi identisch zu dem in Apicomplexa“, erklärt Natacha Gaillard. „Und das erspart es uns, mit Malariaerregern im Labor arbeiten zu müssen.“ Den Wissenschaftlern gelang es, die molekulare Struktur des Proteins zu entschlüsseln. Dann suchten sie eine chemische Verbindung, die das Protein hemmen kann.
Eine Substanz-Datenbank lieferte schließlich fünf Kandidaten als potenzielle Wirkstoffe – im Labor bestätigte sich eine chemische Verbindung als wirksam. Die Forscher tauften sie Parabulin. „Sie hindert Tubulin daran, lange stabile Proteinfilamente auszubilden. So blockiert sie auch eine erfolgreiche Zellteilung“, sagt Gaillard. Parabulin blockiert das Protein genau an der Stelle, an der im menschlichen Tubulin analog die Krebsmedikamente andocken.
Forscher der University of California testeten die Verbindung an Toxoplasmose-Erregern in menschlichen Zellen und konnten feststellen, dass der Parasit sich so gut wie nicht mehr vermehren konnte Auf die menschlichen Zellen hingegen hatte Parabulin quasi keine Wirkung. „Das ist ein gutes Zeichen: Die Substanz wirkt anscheinend ausschließlich auf das Tubulin des Parasiten – eine Grundvoraussetzung, um es als Medikament gegen Infektionskrankheiten einsetzen zu können“, erklärt Sharma.
Die Vermutung liegt nahe, dass Parabulin nicht nur gegen Toxoplasmose-Erreger wirkt, sondern gegen alle Vertreter der Apicomplexa, wie auch den Erreger der Malaria – ein potenzieller Kandidat für die Entwicklung weiterer Medikamente.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Paul Scherrer Instituts (PSI). Hier findet ihr die Originalpublikation.
Bildquelle: Bill Craighead, unsplash.