Antikörper als Sonden für jedes einzelne menschliche Eiweiß

Antikörper sind nicht nur wichtige Bestandteile der menschlichen und tierischen Immunabwehr. Sie können auch dazu dienen, die Geheimnisse der Proteine zu entschlüsseln und damit helfen, zu verstehen, wie Zellen funktionieren. Die Europäische Union fördert jetzt ein EU-weites Forschernetzwerk. Ziel ist es, Antikörper gezielt so herzustellen, dass sie jedes einzelne menschliche Eiweiß aufspüren können. 30.000 bis 100.000 verschiedene Antikörper werden benötigt, um die Aufgabe zu bewältigen - ein Unterfangen von den Ausmaßen des Humangenomprojekts.

"Die drei Milliarden Buchstaben der menschlichen Gene zu kennen heißt noch lange nicht, zu verstehen, was ihr biologischer Sinn ist", sagt Prof. Stefan Dübel von der TU Braunschweig, der in der von ihm geleiteten "Antikörperfabrik" bereits auf nationaler Ebene mit Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ähnliche Ziele verfolgt. "Hierzu muss man eine weitere Gruppe von Stoffen untersuchen, die Eiweiße (Proteine). Eiweiße sind die Substanzen, die unser Körper mithilfe der Information auf den Genen herstellt, sie sind sozusagen die Übersetzung der Erbsubstanz in räumliche und biochemisch funktionelle Einheiten. Um eine Analogie zu benutzen: Die Gene sind nur der Bauplan für ein Haus, die Eiweiße aber die wirklichen Mauersteine, Dachziegel und Rohrleitungen. Und sie sind wesentlich schwerer wissenschaftlich zu untersuchen als DNA, da man für jedes einzelne Protein eine eigene, völlig neu zu erzeugende Nachweis-Sonde braucht. Hat man solche Sonden aber einmal hergestellt, so kann man einzelne Eiweiße in der Zelle färben und damit ihre Verteilung in Zelle und Gewebe ermitteln. Mehr noch, das Eiweiß kann gereinigt und auf weitere Funktionen getestet werden. Dies ist notwendig, weil für den größten Teil der auf den Genen verschlüsselten Proteinstrukturen die Funktion noch nicht bekannt ist."

Die Sonden, die die Forscher nun in großer Zahl erzeugen, sind vor allem Antikörper-Moleküle, die in unserem Körper die Aufgabe haben, uns gegen Krankheitserreger zu schützen, indem sie daran "andocken" (binden), um die Erreger so für die Immunabwehr zu markieren. Damit bieten sie beste Voraussetzungen, um auch an neue, unbekannte Proteine zu binden. Die Braunschweiger Wissenschaftler können diese Immunantwort im Reagenzglas nachahmen, sodass keine Versuchtiere mehr zur Herstellung von Antikörpern notwendig sind. Geplant ist sogar, eine Roboterstraße zur Erzeugung dieser Bindemoleküle einzurichten, um den großen Bedarf besser handhaben zu können.

Diese Antikörperfabrik ist nun auch Bestandteil eines europaweiten Netzes zur Herstellung von Bindern gegen jedes menschliche Eiweiß, denn die Europäische Kommission fördert ab dem Sommer die Vernetzung der Labors, die solche Sonden suchen, unter dem Titel "Proteome Binders". Ende letzter Woche fand das erste Treffen der Mitglieder dieses Netzwerkes aus ganz Europa in Heidelberg statt, an dem auch eine Reihe Braunschweiger Forscher beteiligt waren. Prof. Dübel sieht darin eine optimale Ergänzung zum Braunschweiger Ansatz: "Die wissenschaftliche Aufgabe ist so umfangreich, dass wir sie auf viele verschiedene Labors verteilen müssen - jede helfende Hand verbessert unsere Erfolgschancen. Immerhin werden wir 30.000 bis 100.000 verschiedene Antikörper herstellen müssen. Im Moment hat Europa auf diesem Forschungsgebiet noch einen Vorsprung vor den USA, diese Chance wollen wir nutzen, indem alle Labors europaweit zusammenarbeiten. Denn insbesondere für die Krebsforschung wird dieses Programm sicher weitere Durchbrüche bringen."

Quelle: idw / Technische Universität Braunschweig