Krebs und Virusinfektionen erfolgreich behandeln dank Spektroskopie

Verbesserte Behandlung von Krebs in Aussicht

Die Entwicklung einer speziellen Art der Spektroskopie könnte zukünftig die Behandlung von Krebs verbessern und zur Herstellung von neuen Medikamenten für Krebs und verschiedene Virusinfektionen führen.

Zur Zeit wird von Forschenden der University of Houston eine Art der Spektroskopie entwickelt, um zu bestimmen, wie sogenannte Ribosomen Proteine in Zellen herstellen. Durch eine verbessertes Verständnis dieses Prozesses könnte die Entwicklung von Arzneimitteln gegen Krebs und verschiedene Virusinfektionen vorangetrieben werden.

Was ist die Spektroskopie?

In der Spektroskopie wird die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie gemessen, wodurch die Eigenschaften und das Volumen zellulärer Materie bestimmt werden kann, erläutern die an der neuen Forschungsarbeit beteiligten Fachleute der University of Houston in einer aktuellen Pressemitteilung.

Ribosomen produzieren Proteine

In ihrer Studie untersuchten sie mit Hilfe der Spektroskopie sogenannte Ribosomen. Diese stellen Proteine in den Zellen her. Doch woher wissen die Ribosomen eigentlich, dass sie Proteine produzieren sollen?

Damit ein Ribosom weiß, was genau seine Aufgabe ist, wird sogenannte Boten-RNA benötigt. Solche Boten-RNA enthält Codes für die Herstellung von Proteinen, welche auch als Codons bezeichnet werden, erläutern die Forschenden.

Wenn bei der Definition eines vorgelagerten Codons aber Fehler auftreten, löst dies quasi einen Dominoeffekt aus, welcher sich auf den Rest des Botenstoffs überträgt. Dieser Prozess hat weitreichende negative Auswirkungen auf die betroffene Zelle.

Was ist Translokation?

Beim Zusammenbau der Proteine muss das Ribosom präzise von einem Codon zum nächsten springen, berichten die Forschenden. Dieser Vorgang werde als Translokation bezeichnet.

Viele Viren enthalten jedoch genomische Sequenzen, die so kompliziert sein können, dass sie Codons beeinflussen und so die Proteinzusammensetzung nach diesem Codon neu definieren. Laut den Fachleuten nennt man diesen Prozess Frameshifting.

Multiplex-Superauflösungs-Kraftspektroskopie

Die Forschenden der University of Houston entwickeln zur Zeit eine sogenannte Multiplex-Superauflösungs-Kraftspektroskopie.

Mit dieser werden „wir die Leistungshübe von Elongationsfaktoren (EF-G) und ihren Mutanten, den Enzymen, die während der Translokation mit dem Ribosom interagieren, an normalen und viralen mRNA-Sequenzen und in Gegenwart von Antibiotika messen”, erklärt Professor Yuhong Wang von der University of Houston die zukünftigen Forschungsziele.

Durch die Erstellung eines neuen Modells der Ribosomen-Translokation mit sogenannten Sub-Codon-Schritten könnten in Zukunft potenzielle Angriffspunkte für Arzneimittel gegen damit verbundene Krankheiten identifiziert werden.

Einfluss auf die Behandlung von Krebs

Die Fachleute erklären weiter, dass es beispielsweise möglich sei, die Aktivität von EF-G in Krebszellen und funktionsschwachen Nervenzellen zu beeinflussen. Sie kann herunter- oder heraufgesetzt werden.

Krankheiten behandeln und neue Medikamente entwickeln

Dies ermöglicht es einerseits Krebserkrankungen zu behandeln und andererseits können so spezielle antivirale Medikamente entwickelt werden. Diese Arzneimittel zielen dann nur auf die spezifischen viralen Frameshifting-Motive ab, fügt Professor Wang hinzu.

Das Team hat kürzlich eine Unterstützung von 1,2 Millionen Dollar vom National Institute of General Medical Sciences erhalten, um die Forschung weiter voranzutreiben. (as)