Veröffentlicht: 18.12.12
Science

Cleveres Gen-Konstrukt bekämpft metabolisches Syndrom

Forscher um ETH-Professor Martin Fussenegger haben ein neues genetisches Netzwerk geschaffen, das mit einem Schlag die verschiedenen Krankheitsbilder des sogenannten metabolischen Syndroms kurieren könnte. Bei Mäusen funktioniert es bereits.

Peter Rüegg
Schmeckt gut, ist aber ungesund: Wer Fastfood zur Gewohnheit werden lässt und zu wenig Bewegung hat, muss mit verschiedenen Symptomen des metabolischen Syndroms wie Bluthochdruck, Übergewicht und Diabetes rechnen. (Bild: SteFou!/Flickr)
Schmeckt gut, ist aber ungesund: Wer Fastfood zur Gewohnheit werden lässt und zu wenig Bewegung hat, muss mit verschiedenen Symptomen des metabolischen Syndroms wie Bluthochdruck, Übergewicht und Diabetes rechnen. (Bild: SteFou!/Flickr) (Grossbild)

Zu viel vom falschen Essen, zu wenig Bewegung: Immer mehr Menschen in Industrienationen zollen früher oder später ihrer Lebensweise Tribut. Bluthochdruck, veränderte Blutfettwerte, Insulinresistenz als Vorläufer von Diabetes und Bauchfett sind charakteristisch für das metabolische Syndrom, dem «Killer des 21. Jahrhunderts». Denn dieses ist für die Entstehung von koronaren Herzkrankheiten der entscheidende Risikofaktor. Weltweit sterben heute weitaus mehr Leute an Herzkranzgefässerkrankungen als an Krebs.

Doch bislang gibt es keine ganzheitliche Therapie gegen das unheilvolle metabolische Syndrom. Die Medizin diagnostiziert und behandelt jedes einzelne Krankheitsbild des Syndroms separat. «Dabei sind alle diese Krankheiten miteinander verknüpft», sagt ETH-Professor Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme in Basel. Seine Forschungsgruppe hat nun einen Ansatz gefunden, mit dem alle Krankheitsbilder des metabolischen Syndroms gleichzeitig therapieren könnte.

Blutdrucksenker startet Kaskade

Die Biotechnologen haben eine synthetische Signalkette aus verschiedenen biologischen Molekülen konstruiert, die mit dem Blutdruck senkenden Medikament Guanabenz startet und durch dessen Dosis kontrollieren lässt. Auf das Startsignal hin kommt in der Zelle eine Kettenreaktion in Gang, die im Zellkern in der Herstellung eines «Superhormons» gipfelt. Dieses besteht unter anderem aus GLP1, das über eine molekulare Brücke mit Leptin verbunden wird. GLP1 senkt den Blutzuckerspiegel, Leptin hemmt das Hungergefühl und spielt deshalb eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Fettstoffwechsels.

Die Kombination aus dem bereits für die Klinik zugelassenen Medikament Guanabenz und dem durch das synthetische Signal erzeugte «Superhormon» bekämpft gleichzeitig alle drei Krankheitsbilder des metabolischen Syndroms.

Getestet haben die Forscher ihr Netzwerk in einem Modellversuch mit diabetischen, fettleibigen und unter Bluthochdruck leidenden Mäusen. Diesen Tieren fehlt das Sättigungshormon Leptin. Sie haben deshalb stets Hunger und fressen mehr als ihnen gut tut. Ihnen pflanzten die ETH-Biotechnologen ein Implantat mit 10 Millionen Zellen, von denen jede einzelne den künstlichen Signalweg enthielt, unter die Haut.

Konstrukt in Maus erfolgreich

Auf Guanabenz sprachen die Tiere sehr gut an: Die Konzentration von GLP1 und Leptin stieg markant an, und 24 Stunden nach Abgabe des Medikaments erhöhte sich aufgrund des GLP1-Gehalts auch die Insulinsekretion. Nach nur drei Tagen sanken im Blut die Pegel von Cholesterin und weiteren freien Fettsäuren – ein gutes Zeichen, dass sich die Tiere vom metabolischen Syndrom erholten. Überschüssiges Guanabenz, das nicht für die Aktivierung des Netzwerks verwendet wurde, senkte überdies den Blutdruck ab.

«Dieses Verfahren ist auch für eine Therapie des metabolischen Syndroms beim Menschen realistisch», schätzt Fussenegger. GLP1 wird bereits heute als Alternative zu Insulin im Kampf gegen Diabetes verabreicht. Leptin hingegen müsste durch ein anderes ähnlich wirkendes Hormon ersetzt werden. «Leptin hat die Hoffnung als Therapeutikum gegen Fettleibigkeit nicht erfüllt, weil fettleibige Patienten genügend Leptin haben, dagegen aber resistent geworden sind», erklärt der ETH-Professor. Er ist aber zuversichtlich, dass sie eine Alternative als Sättigungshormon in ihr Netzwerk einbauen können. Leptin hätten sie lediglich eingesetzt, um das Prinzip zu beweisen.

Bei der Planung und beim Aufbau dieses Netzwerkes konnten die Forscher auf bisheriges Know-how der Fussenegger-Gruppe zurückgreifen. Die erfindungsreichen Wissenschaftler haben bereits Gen-Netzwerke gegen Diabetes oder Gicht mit ähnlichen biologischen Komponenten, deren Eigenschaften bestens bekannt sind, zusammengebaut. «Dass das Blutdruckmittel Guanabenz als Startknopf eingesetzt werden kann, haben wir jedoch nur per Zufall herausgefunden», sagt der Basler ETH-Professor.

Selbst wenn er überzeugt ist, dass ein in dieser Weise konzipiertes Gen-Konstrukt das metabolische Syndrom mit seinen vielfältigen Krankheitsbildern therapieren könnte, möchte Fussenegger derzeit kein Versprechen abgeben, wann ein entsprechendes Produkt auf den Markt kommt.

Literaturhinweis

Ye H, Charpin-El Hamri G, Zwicky K, Christen M, Folcher M, Fussenegger M. Pharmaceutically controlled designer circuit for the treatment of the metabolic syndrome. PNAS online, doi: 10.1073/pnas.1216801110.

 
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