Molekulare Prothese gegen Gicht

Forscher von der ETH Zürich Institut für Biosysteme ( D-BSSE ) haben eine neue Methode für die präventiv und dauerhaft beheben die Ursache entwickelt Gicht . Es geht um ein biologisches Netzwerk implantiert , die den Harnsäurespiegel selbstständig regelt .

Schon Paracelsus wusste , macht die Dosis das Gift. Dies gilt nicht nur für den Körper eingeführt chemischen Substanzen , sondern auch die durch sie erzeugt wird. Die Harnsäure im Blut muss vor allem in der richtigen Dosierung sein . Wenn der Pegel zu hoch ist ( dh über 6,8 mg / dl Blut), kristallisiert die Harnsäure aus , was dazu führen kann Nierensteine und Gicht. Jedoch ist Harnsäure ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Entgiftungssystem , als sogenannte " Scavenger " von freien Radikalen, die zu neurologischen Störungen, Gehirnerkrankungen und Tumorbildungen führen . Ein Team von Forschern aus erneut ETH Zürich D-BSSE in Basel unter Leitung von Professor Martin Fussenegger ist nun beim Aufbau eines Netzwerks von Genen, die den Harnsäurekonzentration dauerhaft im Lot hält . Die Vorversuche bei Mäusen sind ermutigend. Die Forschungsergebnisse werden am Sonntag in der Zeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht.

Selbstregulierend Netzwerk

Bei den meisten Säugetieren, steuert das Enzym Urat-Oxidase, den Harnsäurespiegel. Als Menschen von den Affen entwickelten jedoch dieses Enzym verloren sie, weshalb wir leiden vermehrt an einer erhöhten Harnsäurekonzentration. Forscher der ETH Zürich über die Suche nach einem Weg zur Beseitigung des Mangels und die subtile Kontrolle des Harnsäurespiegels gesetzt. In diesem Sinne, zusammen haben sie ein biologisches Netzwerk aus Genen namens UREX. Die einzelnen Komponenten der UREX wurden "programmiert" von den Forschern unterschiedlich: a Harnsäuresensor misst und kontrolliert ständig die Konzentration im Blut. Wenn der Harnsäurespiegel eine alarmierende kon-zentration erreicht, gibt der Sensor diese Information an einen genetischen Schaltkreis. Diese sorgt dann dafür, dass die dritte Komponente des Netzwerks die richtige Menge an Enzym Urat-Oxidase in das Blut und die Harnsäurespiegel auf einem gesunden Gleichgewicht wieder hergestellt. Die drei Komponenten des Netzwerks so miteinander kommunizieren, und unabhängig und automatisch arbeiten ohne externe Unterstützung. Der Harnsäurespiegel kann daher dauerhaft mit UREX kontrolliert werden.

Gene unberührt gelassen

Die Gen-Netzwerk wird in einer einzigen Zelle integriert . Etwa zwei Millionen dieser Zellen in einer Gelatinekapsel Algen messen 0,2 mm im Durchmesser , um die Zellen vor einer Immunantwort Schutz eingeschlossen ist. Poren in der Kapsel sicherzustellen, dass die Zelle eine optimale Versorgung mit Nährstoffen , kann der Harnsäurespiegel durch den Sensor gemessen wird , und das Enzym kann seinen Weg in das Blut zu finden. Allerdings ist der Organismus nicht in Kontakt mit den Netz veränderten Genen . Auch wenn die Methode bei Menschen angewandt wird , wäre eine direkte Intervention in Erbgut des Patienten nicht notwendig. " Im Falle von Krankheiten auf einem Gendefekten beruhen , könnte es sinnvoll sein, genetisch verändertes Material direkt in die menschlichen Zellen einzuschleusen . Allerdings stellt sich auch Bedenken , da das Material nicht mehr entfernt werden " , erklärt Martin Fussenegger . Aber dies ist nicht der Fall bei dem neuen Verfahren : Das Implantat kann jederzeit entfernt werden, ohne Nachwirkungen .

Für den ETH-Professor , das Ergebnis ist ein Paradebeispiel dafür , was der relativ neue Forschungszweig der synthetischen Biologie erreichen können . " Viele medizinische Probleme werden durch die Einführung von chemischen Substanzen von außen gelöst , dh Medikamente , in den Körper In unserem Verfahren , wir reparieren ein defektes Stoffwechselweg und helfen dem Körper, sich selbst in der bestmöglichen Weise zu behandeln. " Martin Fussenegger nennt es liebevoll als "molekulare Prothese " eine künstliche Hilfe, die für die evolutionäre fehlende Enzym Urat-Oxidase kompensiert .

Gicht : eine Geißel der Menschheit

Etwa 1 % der Bevölkerung in den Industrieländern leidet unter dem ex -trem schmerzhafte Gelenkerkrankung Gicht aufgrund erhöhter Harnsäurespiegel . Es gibt viele Ursachen für den Anstieg der Harnsäurespiegel : eine genetische Veranlagung , Umwelteinflüsse oder eine unausgewogene Ernährung . Darüber hinaus kann es zu sogenannten führen Tumor Lyse-Syndrom nach Chemotherapie . Aufgrund der Intervention Tumorzellen zerfallen so schnell, dass zu viel Harnsäure findet seinen Weg in das Blut. Dies führt zu metabolischen Komplikationen und möglicherweise Nierenversagen.

Das Forscherteam der ETH Zürich erfolgreich die UREX Netzwerk an Mäusen getestet : wie erwartet , der Harnsäurekonzentration im Blut verringert wird, um einen stabilen und gesunden Niveau und die Harnsäure-Kristalle in den Nieren der Tiere aufgelöst. Die Forscher haben bereits eine Patentanmeldung eingereicht für das Netzwerk , aber die nächsten Schritte für die medizinische Anwendung sind jetzt in den Händen der anderen Partner . "Wir sind zuversichtlich, dass unser Netzwerk baldmöglichst alle nötigen Testreihen in der nicht allzu fernen Zukunft zu vervollständigen , aber nach unserer Erfahrung es länger, als Sie für ein fertiges Produkt auf den Markt kommen vielleicht hoffen nimmt " , dämpft Fussenegger . Sobald dies tut jedoch , Gicht und Nierensteine ​​wird ein Ding der Vergangenheit sein.

Quelle: ETH Zürich