Ein Molekül aus Methan-oxidierenden Bakterien könnte eine neue Therapieoption gegen die Kupferspeicherkrankheit bieten. Im Rattenmodell gelang es Forschern, das Kupfer in der Leber effizient auf Normalwert zu bringen.
Die Kupferspeicherkrankheit Morbus Wilson ist eine seltene, erbliche Störung des Kupferstoffwechsels in der Leber. Durch eine defekte Ausscheidung über die Galle kommt es bei Patienten zur Anreichung von Kupfer vor allem in Leber und Gehirn. Unbehandelt führt die Krankheit oft zum Tod, doch bei frühzeitiger Diagnose und konsequenter Therapie können Betroffene mit einer normalen Lebenserwartung – ohne erhebliche Beeinträchtigungen – rechnen.
Bei den derzeitigen Behandlungen der Krankheit kommen verschiedene Wirkstoffe zum Einsatz, wie etwa Chelat-Bildner, die überschüssiges Leberkupfer binden und dessen Ausscheidung fördern. Dies kann zwar die Menge an Kupfer allmählich reduzieren, häufig sinken die Werte jedoch nicht in den Normalbereich.
Im Vergleich zu den synthetischen Chelat-Bildnern sind Methan-oxidierende Bakterien wahre Kupferjäger: Durch ihren lebensnotwendigen Bedarf an Kupfer haben sie ihre Methode der sicheren und wirksamen Kupfermobilisierung optimiert: Die Bakterien produzieren und scheiden das Molekül Methanobactin aus, das Kupfer sehr effizient bindet und nachfolgend aufgenommen wird. Dabei produzieren die unterschiedlichen Bakterienstämme jeweils ihr typisches Methanobactin, sodass es sich um eine ganze Familie sogenannter Chalkophore handelt. Trotz struktureller Unterschiede sind alle Vertreter hochgradig kupferspezifisch und mobilisieren das essenzielle Übergangsmetall.
Ein internationales Forscherteam hat daher Vertreter aus unterschiedlichen Gruppen der Methanobactine im Hinblick auf eine effiziente Kupferausscheidung im Rattenmodell für Morbus Wilson untersucht. Die Forscher legten dabei einen besonderen Fokus auf einen Wirkstoffkandidaten: Das Methanobactin mit dem Namen ARBM101. Um die Behandlungssicherheit und Wirkungsdauer zu testen, entwickelten die Wissenschaftler eine neue Behandlung aus wöchentlichen Anwendungen, gefolgt von monatelangen Behandlungspausen.
Die Ergebnisse zeigten: Der Wirkstoff ARBM101 senkte tatsächlich das Kupfer in der Leber innerhalb von acht Tagen auf normale physiologische Werte und machte somit eine kontinuierliche Behandlung überflüssig. Zudem war der Wirkstoff im Modell sehr gut verträglich und negative Effekte in anderen Organen konnten nicht beobachtet werden.
Kurze Behandlung, lange Pausen
Die Forschungsergebnisse sind von besonderer Bedeutung, da sie nicht nur eine sichere und effiziente Option sind, sondern auch den Therapiezeitraum erheblich verkürzen und Ruhepausen zwischen den Behandlungen ermöglichen. „Eine Schlüsselerkenntnis unserer Arbeit ist, dass Moleküle zur Behandlung von Metallüberschuss Erkrankungen, eben nicht nur sehr spezifisch für das jeweilige Metall sein müssen, sondern diese nach Bindung auch mobil halten, ihre Reaktivität abschirmen und sie sicher zur Ausscheidung bringen müssen. Das zeigt uns die Natur meisterhaft in Form der Methanobactine“, ergänzt Studienleiter Prof. Hans Zischka.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung von Helmholtz Munich. Hier findet ihr die Originalpublikation.
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