Forscher der Universität Basel http://unibas.ch können mit Nanobodies Proteinfunktionen im Körper steuern. Die Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Behandlung schwerer Krankheiten: „Mit der Methode könnten all jene Krankheiten behandelt werden, die durch aberrante, aktive Proteine verursacht werden – da gehört etwa Alzheimer dazu“, sagt Markus Affolter Studienleiter vom Biozentrum der Universität Basel http://www.biozentrum.unibas.ch gegenüber pressetext.
Vielfältiger Einsatz
Kleinste Antikörperfragmente, die Nanobodies, lassen sich in der Forschung erfolgversprechend einsetzen. Gewonnen werden Nanobodies aus Antikörperfragmenten von Kamelen. Affolter und seinem Team ist es gelungen, einen Nanobody, der gegen Green Fluorecent Protein gerichtet ist, so zu funktionalisieren, dass er erfolgreich in der Grundlagenforschungsarbeit eingesetzt werden kann.
„Gewisse Nanobodies sind jetzt schon in der klinischen Forschung. Diese Nanobodies sind aber gegen Proteine gerichtet, die an der Zelloberfläche sind. Das heißt, sie können auch durch klassische Antikörper angegriffen werden. Nanobodies können aber auch intrazellulare Proteine, die an Kranheiten beteiligt sind, angreifen. So etwas ist neu und braucht noch viele Jahre“, sagt Affolter.
Nanobodies müssen es schaffen in die Zelle einzudringen. „Wir haben jetzt gezeigt, dass es geht. Aber wir bringen unsere Nanobodies ja in die Zelle, indem wir die Zelle den Nanobody selbst machen lassen“, sagt der Forschungsleiter. Als Therapeuticum müsste man den Nanobody ins Blut geben, und die kranken Zellen müssten ihn dann erst aufnehmen.
Bislang kaum beachtet
Zumindest konnten die Forscher dank der Eigenschaft der Nanobodies, GFP Fusionsproteine abzubauen, den Einfluss auf die Proteinfunktion im lebenden Organismus verfolgen. Als Modell zur Untersuchung ihrer Methode diente die Fruchtfliege Drosophila. Die Forschungsergebnisse sind insofern von Bedeutung, als sich zukünftig mithilfe von Nanobodies Proteinfunktionen im lebenden Organismus schneller und gezielter untersuchen und steuern lassen als mit herkömmlichen Methoden.
Proteine im Zellinneren künstlich durch Antikörper zu inaktivieren, ist normalerweise nicht möglich. Denn Antikörper bestehen aus einer Kette von tausend Aminosäuren. Sie können in Zellen weder eintreten noch darin funktionieren. Nanobodies haben lediglich eine Größe von rund 100 Aminosäuren. Diese stark reduzierte Größe und ihre Eigenschaft, sich im Zellinneren zu funktionsfähigen Proteinen zu falten, machen Nanobodies für die Grundlagenforschung so interessant.
Obwohl sie sich ebenso wie Antikörper zur Blockierung von Proteinfunktionen einsetzen lassen, fanden Nanobodies bislang kaum Beachtung. Durch ein genetisch gesteuertes Verfahren hat Emmanuel Caussinus aus Affolters Forschungsgruppe nun eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe sich Nanobodies an andere Funktionen koppeln lassen. Diese Methode erlaubt es, Proteine in lebendigen Lebewesen durch die künstlich hergestellten GFP-Nanobodies gezielt zu steuern und zu regulieren.
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Nanobody: Revolutionieren Medizin (Foto: D. S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank)