Künstliche Zellorganellen helfen beim Abbau von freien Radikalen

21. Juli 2013, 18:12
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Synthetische Peroxisome verwandeln giftige Sauerstoffverbindungen zu Wasser und Sauerstoff

Schweizer Wissenschafter haben künstliche Zellorganellen hergestellt, die den Körper dabei unterstützen können, giftige Sauerstoffverbindungen abzubauen. Die Ergebnisse der Forscher von der Universität Basel, die in der Fachzeitschrift "Nano Letters" veröffentlicht wurde, könnten den Weg zu neuen Medikamenten ebnen, welche direkt in der Zelle auf pathologische Zustände einwirken.

Freie Sauerstoffradikale entstehen entweder im Körper als Nebenprodukt des Stoffwechsels, oder durch Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung und Abgase. Ist ihre Konzentration im Organismus so erhöht, dass der natürliche Schutzmechanismus mit der Entgiftung überfordert ist, entsteht oxidativer Stress, der mit der Entstehung von verschiedenen Krankheiten wie Krebs oder Arthritis in Verbindung gebracht wird.

Normalerweise werden die aggressiven Moleküle durch körpereigene Antioxidantien in Schach gehalten. Dabei spielen sich in der Zelle befindliche Organellen, sogenannte Peroxisome, eine wichtige Rolle, da sie helfen, die Konzentration der freien Sauerstoffradikalen zu regulieren.

Künstliche Peroxisome

Der Forschungsgruppe um Cornelia Palivan vom Departement Chemie der Universität Basel ist nun die Herstellung von künstlichen Peroxisomen gelungen, die das natürliche Organell imitieren. Die Wissenschafter entwickelten ein auf polymeren Nanokapseln basierendes Zellorganell, in das zwei verschiedene Arten von Enzymen eingeschlossen sind, welche freie Sauerstoffradikale zu Wasser und Sauerstoff umwandeln können.

Um die Funktionsweise in der Zelle zu überprüfen, wurde die Membran der künstlichen Peroxisome, die für den Austausch von Substraten und Produkten genutzt wird, mit Membranproteinen versehen. Die Resultate zeigen, dass die künstlichen Peroxisome von der Zelle aufgenommen werden und dort sehr effizient die natürlichen Peroxisome im Entgiftungsprozess unterstützen.

Diese Art von Wirkprinzip stellt einen wichtigen Schritt für die Entwicklung neuartiger Medikamente dar, da sie direkt auf zellulärer Ebene in die Störung des Systems eingreift und somit im Sinne der personalisierten Medizin eine am Patienten orientierte Behandlung ermöglichen könnte. (red, derstandard.at, 21.07.2013)

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