Haifisch-Antikörper helfen bei der Optimierung menschlicher Antikörper: Lernen vom Haifisch

MÜNCHEN (sr) – Maßgeschneiderte Antikörper gelten als aussichtsreiche Mittel gegen eine Vielzahl schwerer Krankheiten.

Da sie präzise bestimmte Strukturen auf der Oberfläche von Viren, Bakterien oder Zellen erkennen können, werden sie bereits erfolgreich in einer Vielzahl von Krankheiten eingesetzt, so auch in der Multiplen Sklerose. Bei allen Schritten, von der Produktion über die Lagerung bis hin zum therapeutischen Einsatz, ist die Stabilität der empfindlichen Antikörper ein entscheidender Faktor.

Neue Ansätze zur Stabilisierung von Antikörpern erhoffte sich ein internationales Wissenschaftlerteam aus Memphis (Tennessee, USA) und München vom Vergleich von Säugetier-Antikörpern mit denen von Haifischen. Haifische gibt es bereits seit 500 Millionen Jahren. Sie gehören entwicklungsbiologisch zu den ältesten Tieren, die über ein „modernes“ Immunsystem verfügen. Damit der Hai im Salzwasser überleben kann, enthält sein Blut große Mengen an Harnstoff. Dieser schützt den Hai zwar vor Wasserverlust, kann aber gleichzeitig auch empfindliche Proteinmoleküle wie die Antikörper destabilisieren. „Menschliche Antikörper würden unter diesen Bedingungen zusammenbrechen. Hai-Antikörper müssen also strukturelle Eigenschaften besitzen, die sie besonders widerstandsfähig machen“, sagt Matthias J. Feige, Erstautor einer kürzlich in der Fachzeitschrift „PNAS“ zu diesem Thema erschienen Publikation. „Dieses Geheimnis wollten wir lüften.“

Die genauere Untersuchung der Struktur des Haifisch-Antikörpers zeigte, dass sich die für Antikörper typische Struktur offenbar schon vor mehr als 500 Millionen Jahren entwickelt hat. Auch den Grund für die hohe Stabilität der Haifisch-Antikörper konnten die Forscher aufklären: Sie resultiert aus einer zusätzlichen Salzbrücke zwischen strukturell wichtigen Aminosäureketten sowie einem besonders großen speziellen Strukturelement des Antikörpers. Den Forschern gelang es, beide Stabilisierungsprinzipen in menschliche Antikörper einzubauen. Tatsächlich führte die Kombination beider Prinzipien zu deutlich stabileren menschlichen Antikörpern. Ihr Schmelzpunkt lag zehn Grad höher als der des ursprünglichen Moleküls. In naher Zukunft, so hoffen die Forscher, werden diese Erkenntnisse dazu beitragen, verbesserte therapeutische und diagnostische Antikörper aufbauen zu können. Sie sollten sich einfacher herstellen und besser lagern lassen sowie im menschlichen Organismus länger aktiv bleiben, um ihr ganzes therapeutisches Potential entfalten zu können.

Quelle: Pressemitteilung Technische Universität München vom 15. Mai 2014