Neue Erkenntnisse über die anti-malaria-Medikament
Artemisinin ist abgeleitet von den Blättern und Blüten der jährlichen Beifuß (Artemisia annua) und wird in der traditionellen chinesischen Medizin schon seit Jahrhunderten. Die Wirksamkeit wurde untersucht, indem die chinesische Forscherin Tu Youyou. Ihre Forschung war 2015, ausgezeichnet mit dem Nobelpreis. Artemisinin und dessen semi-synthetische Derivate — allgemein bekannt als artemisinins — werden zur Behandlung der tropischen Infektionskrankheit malaria. Darüber hinaus können diese Moleküle auch Einfluss auf mehrere zelluläre Prozesse im Menschen. Zum Beispiel, artemisinins sind in der Lage, das Immunsystem aktivieren, die gegen mehrere Arten von Krebs oder zur Regulierung der Differenzierung von Pankreas-T-Zellen, die möglicherweise nützlich in der Therapie des diabetes.
Die molekularen Mechanismen bisher unbekannt
„Obwohl diese klinisch genehmigte Droge Klasse ist gut etabliert und wurde in gewissem Maße für Jahrhunderte, es war unklar, welche molekularen Mechanismen zugrunde liegen, die entsprechenden zellulären Aktivitäten, wie der target-protein rfhumecognition und modulation“, erklärt Dr. Vikram Kasaragod. Die Postdoc-Stipendiat in der Arbeitsgruppe von Professor Hermann Schindelin am Rudolf-Virchow-Zentrum ist das erste Autor dieser Artikel und sorgt mit dieser Arbeit einen signifikanten Zuwachs an wissen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Neuron.
Umfassendes Modell für die regulation des inhibitorischen neurotransmission entwickelt
Die strukturbiologen war der erste, der das lösen der Kristallstrukturen von zwei verschiedenen artemisinin-Derivate — artesunate und artemether-in einem Komplex mit gephyrin. Durch Bindung von inhibitorischen Glycin-und GABAA-Rezeptoren, gephyrin dient als zentrales gerüstprotein hemmende postsynapses in mammalian central nervous system. Gephyrin hat erst kürzlich wurde festgestellt, dass eine artemisinin-target-protein. Die Ergebnisse zeigen deutlich, wie artemisinins Ziel der universal-rezeptor-bindungstasche in gephyrin und konkurrieren mit dem hemmenden neurotransmitter-Rezeptoren für eine überlappende Bindungsstelle. Diese neuen Erkenntnisse könnten somit auch als ein wirksames Instrument dienen zum Verständnis der Physiologie des menschlichen Gehirns.
Nach Kasaragod, die Kristallstrukturen bilden, zusammen mit biochemischen, elektrophysiologischen und in-vivo-Daten, ein umfassendes Modell der regulation der inhibitorischen neurotransmission durch artemisinine. Ihm zufolge ist dieses Modell beschreibt deutlich die Wechselwirkungen zwischen Proteinen und Medikamenten.
Wichtiger Schritt für die Entwicklung von Medikamenten
„Unsere Daten liefern nicht nur eine solide Grundlage für das Verständnis, wie artemisinins erkannt werden, indem ein target-Molekül, sondern auch helfen, die Forscher entwickeln und optimieren Sie diese Wirkstoffe in sehr spezifischen Modulatoren von gephyrin. Diese Modulatoren können, spielen eine wichtige Rolle in der Behandlung von neurologischen Krankheiten, wie Alzheimer-Krankheit, Schizophrenie und Epilepsie“, sagt Schindelin, der leitende Ermittler.
Die veröffentlichten Daten in Euronen sind das Ergebnis einer interdisziplinären Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen an der Universität Würzburg, die University Medical Center in Hamburg und der Universität Kopenhagen.
