04.11.2020 - Yonsei University

Ein Wurzelbakterium gegen Alzheimer

Rhizolutin löst Amyloid β- und Tau-Aggregate auf

Ein Bakterium aus dem Erdbereich um die Wurzeln von Ginseng-Pflanzen könnte einen neuen Ansatz für eine Alzheimer-Therapie liefern: Rhizolutin, eine neuartige Verbindungsklasse mit trizyklischem Gerüst, löst mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehende Protein-Aggregate auch sowohl im Reagenzglas als auch in lebenden Organismen signifikant auf, wie Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten.

Der Bereich um die Wurzeln von Pflanzen ist ein komplexes Ökosystem mit vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und diversen Mikroorganismen. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen wurde diese sogenannte Rhizosphäre bisher vernachlässigt, dabei hat sie Interessantes zu bieten. So hat ein Team um YoungSoo Kim (Yonsei University, Incheon, Rep. Korea) und Dong-Chan Oh (Seoul National University, Rep. Korea) einen als Rhizolutin bezeichneten Naturstoff identifiziert, der ein Ausgangspunkt für eine neuartige Therapie gegen Morbus Alzheimer sein könnte. Rhizolutin wird von einem Streptomyces-Stamm aus dem Wurzelbereich von Ginseng-Pflanzen produziert. Ginseng ist eine aus Asien stammende traditionelle Heilpflanze, deren Wurzeln als Stärkungsmittel gelten.

Durch Kultivierung in einem mit Ginseng-Pulver versetzten Medium gelang es den Forschern, die Rhizolutin-Produktion der Bakterien zu verzehnfachten, sodass sie die Struktur dieser neuartigen Verbindung aufklären konnten: Es handelt sich um ein bisher einzigartiges Gerüst aus drei verknüpften Ringen (ein 7/10/6-trizyklisches Dilacton aus einem Dimethylcyclodecatrien, das von einem sieben- und einem sechsgliedrigen Lacton-Ring flankiert wird).

Ein Screening von Naturstoff-Datenbanken ergab einen Treffer für Rhizolutin als möglichen Ausgangspunkt für einen Wirkstoff, der Amyloid-β (Aβ)-Plaques und Tau-Tangles, faserige Aggregate aus Tau-Proteinen, auflösen kann – beides typische Merkmale bei Alzheimer. Derartige Ablagerungen entstehen, wenn sogenannte Amyloid-β-Proteine auf eine falsche Weise zu β-Faltblättern gefaltet werden, die zu unlöslichen Plaques und Fasern aggregieren können. Diese führen zum Absterben von Nervenzellen, zu Nervenentzündungen, Hirnschwund und den damit verbundenen kognitiven Einschränkungen. Eine wirksame Behandlung von Alzheimer war bislang nicht in Sicht.

Anhand verschiedener in vitro und in vivo Versuche konnte das Team jetzt zeigen, dass Rhizolutin zu einer deutlichen Dissoziation unlöslicher Aβ- und Tau-Aggregate führt. In Kulturen von neuronalen und Glia-Zellen konnte Rhizolutin die durch Aβ hervorgerufenen Entzündungsvorgänge und das Absterben der Zellen deutlich verringern. Im Gehirn von Alzheimer-Mäusen war Rhizolutin in der Lage, vorhandene Aβ-Plaques signifikant aufzulösen. Der Vorgang scheint dabei ähnlich zu verlaufen wie die Entfernung falsch gefalteter Proteine bei einer Immuntherapie. Computersimulationen lassen vermuten, dass Rhizolutin in hydrophobe Bereich der aggregierten β-Faltblätter eindringt und so eine Dissoziation auslöst.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Naturstoffe
  • Streptomyces
  • Amyloid-Plaques
  • Tau-Proteine
  • Beta-Amyloid-Proteine
Mehr über Yonsei University
  • News

    Verkorkte Mikroflaschen

    Retard-Formulierungen, die Pharmaka über einen verlängerten Zeitraum freisetzen, sind noch lange nicht das Ende „intelligenter“ Wirkstoffträger. Moderne Arzneistoffe sollen zielgenau im erkrankten Organ, dem Biorhythmus folgend oder nur bei bestimmten physiologischen Zuständen freigesetzt w ... mehr

    Carl Zeiss und Yonsei Universität in Südkorea eröffnen Forschungszentrum

    Die medizinische Fakultät der südkoreanischen Yonsei Universität und Carl Zeiss haben am 20. April ein Advanced Imaging Center eröffnet. Die Universität stattete das neue Zentrum mit ZEISS Mikroskopsystemen für die biomedizinische Forschung aus. Dazu gehören unter anderem die Laser Scanning ... mehr

    Vier auf einen Streich

    Diagnostik und Therapie auf einen Streich: Koreanische Forscher um Tae Gwan Park und Jinwoo Cheon haben die Basis für einen Vier-in-Einem-Wirkstoff entwickelt, der Tumorzellen aufspüren, gezielt lahm legen und dabei makroskopisch wie mikroskopisch sichtbar machen soll. Wie sie in der Zeitsc ... mehr

Mehr über Seoul National University
Mehr über Angewandte Chemie
  • News

    Krebsmittel mit integrierter Lampe

    Therapien sollen hoch wirksam aber möglichst nebenwirkungsfrei sein – eine Herausforderung besonders im Fall von Krebs. Ein chinesisches Forschungsteam hat jetzt eine neuartige photodynamische Tumortherapie für die Behandlung tief liegender Tumore entwickelt, die ohne externe Bestrahlung au ... mehr

    Zelluläre Kommunikationsmittel

    Nicht nur Stickstoffmonoxid (NO), auch Schwefelwasserstoff (H2S) agiert als gasförmiges Signalmolekül mit ganz ähnlichen physiologischen Wirkungen. Viele der entscheidenden Fragen über ihr Zusammenspiel hängen von ihrer chemischen Reaktivität und der flüchtigen Existenz von HSNO ab, einem S ... mehr

    Angeknöpfte Biomoleküle

    Um Erkenntnissen über zelluläre Vorgänge gewinnen zu können, werden Informationen über Art, Ort und Wechselwirkungen beteiligter Biomoleküle benötigt. Dazu müssen diese markiert werden, ohne die physiologischen Prozesse zu beeinflussen (Bioorthogonalität). Das gelingt, indem die Marker per ... mehr