Protein blockiert Schleimproduktion

Ein neuer potenzieller Wirkstoff könnte in Zukunft die Asthmatherapie ergänzen. Das Protein MANS blockiert im Mausmodell die teils lebensbedrohliche Schleimproduktion bei asthmatischen Anfällen.

Jedes Jahr sterben etwa 180.000 Menschen an Asthma. Die Menge des produzierten Schleims, der die Bronchiolen verstopft, scheint hierbei eine maßgebliche Rolle zu spielen. Je größer die Schleimproduktion ist, desto höher ist das Risiko, bei einem Asthmaanfall zu sterben. An diesem Punkt setzt ein neuer potenzieller Wirkstoff ein. Das Protein MANS (myristoylated N-terminal sequence) blockiert im Mausmodell erfolgreich die Schleimproduktion, berichten Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Medicine.

Bereits vor drei Jahren stieß das internationale Forschungsteam um Kenneth Adler von der North Carolina State University auf das Protein MARCKS (myristoylated alanine-rich C-kinase substrate), dass an der Schleimproduktion in humanen Bronchialepithelzellen entscheidend beteiligt ist. Ein kleiner Teil von MARCKS – bestehend aus nur 24 Aminosäuren – reichte in Zellkultur aus, um die Produktion des zähflüssigen Schleims zu stoppen. Im Vergleich dazu hatte ein Kontrollpeptid derselben Sequenz mit einem eingebauten Fehler keinerlei Auswirkung.

Um den Effekt im lebenden Organismus zu testen, arbeiteten die Wissenschaftler mit Mäusen, die an Asthma ähnlichen Symptomen litten. Sie unterteilten die Mäuse in drei Gruppen. Eine Gruppe erhielt MANS in Konzentrationen von 10, 100 oder 140 ml (entspricht 1 bis 15 mg/kg). Die zweite Gruppe bekam das fehlerhafte Kontrollpeptid in den Konzentrationen 100 und 140 ml und eine dritte Gruppe behandelten die Forscher lediglich mit einer Salzlösung ohne jede Wirkstoffkomponente.

Heftige Reaktion

Fünfzehn Minuten nach dieser Behandlung lösten die Wissenschaftler künstlich mit einem Allergen einen asthmatischen Anfall aus. Mäuse, die nur die Salzlösung verabreicht bekommen hatten, reagierten heftig auf das Allergen. Ihre Schleimproduktion stieg auf den fünffachen Wert an. Die Vorbehandlung mit dem Wirkstoff MANS hingegen erbrachte eine konzentrationsabhängige Blockade der bronchialen Schleimproduktion, während die Behandlung mit dem fehlerhaften Kontrollpeptid in keiner Dosierung einen Effekt zeigte. Histologische Untersuchungen der Atemwege ergaben bis 24 Stunden nach Einnahme keinerlei Hinweise auf Verletzungen oder Giftigkeit der verabreichten Peptide.

Der genaue Mechanismus der Blockade liegt allerdings noch im Dunkeln. Versuche mit einer entsprechenden Knock-Out-Maus liegen zurzeit noch nicht vor. Arbeiten an unterschiedlichen isolierten oder kultivierten Zelltypen lassen jedoch eine Beteiligung des Aktinfilaments vermuten. Möglicherweise ist die Ausschüttung der schleimhaltigen Granula dadurch gestört. Dies würde jedoch bedeuten, dass die Schleimproduktion keineswegs zum Erliegen kommt. Vielmehr ist nur seine Ausfuhr blockiert und der produzierte Schleim würde sich in den bronchialen Endothelzellen ansammeln. Die Folgen davon lassen sich derzeit noch nicht absehen. So könnten die Endothelzellen auf Grund der Volumenzunahme ab einer bestimmten Größe einfach platzen. Oder sie sterben ab, da sie nach außen keinen Schleim mehr abgeben können. Welche der beiden Möglichkeiten der Realität entspricht, werden erst Langzeitstudien belegen können. Bis dahin bleibt die Hoffnung auf ein die Asthmatherapie ergänzendes Medikament, das auch bei anderen chronischen Krankheiten wie bei der cystischen Fibrose oder chronischer Bronchitis eine Zukunft hat.

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