Maßanzug für ein Alzheimer-Medikament

Proteinkristalle des humanen Enzyms Glutaminylzyklase und atomare Struktur des neuen Inhibitors
Alzheimer-Forschung: Proteinkristalle des humanen Enzyms Glutaminylzyklase und atomare Struktur des neuen Inhibitors. (Foto: Lisa-Marie Funk/ Georg-August-Universität Göttingen)

Bei der Grundlagenforschung auf dem Weg zur Entwicklung eines Alzheimer-Medikaments haben deutsche Wissenschaftler neue Enzym-Hemmstoffe entwickelt. Damit könnte die Alzheimer-Entstehung künftig medikamentös ausgebremst werden.

Mit über 1,2 Millionen Betroffenen allein in Deutschland und weltweit über 50 Millionen Erkrankten stellen Alzheimer-Krankheit und Demenz derzeit eine der größten medizinischen und gesellschaftlichen Herausforderungen dar. 

Forschende der Universität Göttingen sowie des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie Leipzig-Halle haben jetzt einen vielversprechenden Ansatz beschrieben, die Alzheimer-Krankheit zu behandeln. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Biochemistry erschienen.

Für die Studie arbeitete Professor Dr. Kai Tittmann vom Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften gemeinsam mit der Fakultät für Chemie der Universität Göttingen sowie dem Fraunhofer IZI in Halle zusammen. Bereits vor einigen Jahren hatte das Team aus Halle die Entdeckung gemacht, dass ein bestimmtes Enzym des Hormonstoffwechsels aus dem menschlichen Gehirn neben seiner eigentlichen biologischen Funktion, der Hormonreifung, eine kritische, pathophysiologische Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit spielt. Erste Inhibitoren dieses Enzyms, die bestimmte Stoffwechselvorgänge hemmen, lieferten bereits vielversprechende Ergebnisse.

Wichtige Grundlage für Ausbau weiterer Inhibitoren

Um diesen Wirkstoffen einen chemischen Maßanzug zu verpassen, untersuchte das Forschungsteam den Reaktionsmechanismus des Enzyms durch Proteinkristallographie. „So konnten wir erstmalig ,Schnappschüsse‘ des arbeitenden Enzyms erhalten“, sagt Hauptautor Tittmann. Dadurch war es möglich, neuartige Inhibitoren zu bauen, deren Designprinzip der natürlichen Reaktion nachempfunden ist. Diese führen daher zu einer hochselektiven Bindung ohne die Gefahr gefährlicher Nebenwirkungen. Den Wissenschaftlern gelang es zudem, mit dem neuen Wirkstoff eine atomare Struktur des menschlichen Enzyms zu lösen. Dies bildet eine wichtige Grundlage für den weiteren Ausbau der Inhibitoren. „Wir sind zuversichtlich, dass unsere Ergebnisse zur Entwicklung einer neuen, hochselektiven Generation von Alzheimer-Medikamenten führen wird“, erklärt Demuth.

Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie der Alzheimer Forschung Initiative e.V. unterstützt.