Vorteilhafte Spiegelbilder

Antikörper werden heute synthetisch hergestellt und kommen bei vielen verschiedenen Erkrankungen erfolgreich zum Einsatz. Allerdings kann das Immunsystem der Patienten auf die Antikörper reagieren. »Für den Körper sind sie letztlich körperfremde Eindringlinge, die es zu bekämpfen gilt, ebenso wie es mit Krankheitserregern geschieht«, erklärt Projektleiter Dr. Jörg D. Hoheisel in einer Pressemitteilung des DKFZ.

In »Cell Chemical Biology« beschreiben die Wissenschaftler um Erstautor Joachim Weidmann nun, wie sie eine DNA-Ligase synthetisieren, die aus D-Aminosäuren zusammengesetzt ist. In der Natur finden sich sonst fast nur Proteine, die aus L-Aminosäuren bestehen.

»Ein Antikörper-Medikament, das aus spiegelbildlichen D-Aminosäuren anstelle der natürlichen L-Aminosäuren besteht, würde voraussichtlich keine Immunantwort hervorrufen, da D-Moleküle vom Immunsystem nicht erkannt werden«, hofft Hoheisel. Zudem könnten die spiegelbildlichen Antikörper auch länger ihre therapeutische Wirkung entfalten, da sie im Körper nur langsam biologisch abgebaut würden. Sie könnten sogar oral eingenommen werden. Die Verdauungsenzyme im Körper würden ihnen nichts anhaben.

Die DKFZ-Wissenschaftler wollen sich auf lange Sicht aber bei Weitem nicht damit begnügen, nur einzelne Moleküle nachzubauen: »Unser langfristiges Ziel ist es, einfache, künstliche biologische Systeme in spiegelbildlicher Form zu kreieren, die denen in der Natur entsprechen, aber nicht mit der Umwelt interagieren«, informiert Hoheisel.

Die Spiegelbildversion einer DNA-Ligase aus D-Aminosäuren ist ein erster Schritt in diese Richtung. Ligasen fügen DNA-Stücke zusammen. Die Spiegelbild-Ligase kann aus ebenfalls spiegelbildlichen DNA-Stücken ein vollständiges Spiegelbild-Gen zusammenzusetzen. Weitere Enzyme in D-Form, die die DNA vervielfältigen und in RNA übersetzen, stehen ebenfalls schon zur Verfügung. »An dieser Stelle ist im Moment Schluss«, so Hoheisel. Als Nächstes benötige man eine spiegelbildliche Struktur, die die Funktion der Ribosomen in der Zelle übernimmt. Gelingt auch das, dann hätten die Forscher laut Hoheisel ein System zusammengestellt, mit dem alle Arten von Proteinen relativ einfach im Reagenzglas herstellbar sind.