Bei einer Kontaktallergie reagiert das Immunsystem auf eigentlich harmlose Stoffe. Einer der Schlüssel für diese Reaktion sind so genannte Aptamere. Aptamere sind einzelne DNA Moleküle. Sie sind im Gegensatz zur DNA, die als Doppelstrang vorliegt, nur einzelsträngig. Während die beiden Stränge im Doppel wie mit einer Art Mini-Klettverschluss zusammenhängen und im Chromosom in Form zweier paralleler Stränge mit ihren „Klebeflächen“ zueinander liegen, können sich die einzelsträngigen Aptamere an andere Moleküle heften. Das kann deren Funktion beeinflussen.
Woran sich ein Aptamer anheften kann, hängt von der Abfolge seiner Bausteine ab. Unterschiedliche Aptamere binden daher an verschiedene Moleküle, und zwar sehr spezifisch. Und genau dieser Punkt ist es, der sie für die Wirkstoff-Forschung interessant macht.
Angeln in der Aptamer-Bibliothek
„Heute lassen sich relativ einfach riesige Bibliotheken von Aptameren herstellen, deren Sequenz sich nach dem Zufallsprinzip unterscheidet“, erklärt Prof. Günter Mayer vom Limes-Institut der Universität Bonn. Das Akronym Limes steht für „Life and Medical Sciences“. „Manche dieser Bibliotheken enthalten millionenfach mehr potenzielle Wirkstoffe, als Menschen auf der Erde leben“, sagt Günter Mayer.
Möchte man eine bestimmte Zielstruktur mit Aptameren hemmen, muss man sie lediglich als Angelhaken benutzen: Wenn man sie in den Mix eintaucht, bleiben daran genau die passenden Aptamerfäden hängen.
„Wir haben auf diese Weise Aptamere isoliert, die sich an ein bestimmtes Immun-Protein namens CCL22 heften“, erklärt Mayer. „Diese Treffer haben wir dann chemisch modifiziert und so weiter optimiert.“
Lockstoff des Immunsystems mit DNA-Strang fangen
CCL22 ist ein so genanntes Chemokin. Darunter versteht man Substanzen, die die Wanderung von Zellen im Körper steuern. Wenn etwa bestimmte Immunzellen Bausteine eines Bakteriums oder eines Virus aufspüren, schütten sie Chemokine aus und rufen damit die körpereigenen Abwehrtruppen zur Hilfe.
Ähnliches passiert auch bei Kontaktallergien: Dabei werden körpereigene Proteine durch das Allergen – etwa eine nickelhaltige Halskette – modifiziert. Diese eigentlich harmlosen Veränderungen erkennt das Immunsystem als fremd, was unter anderem zur Ausschüttung von CCL22 führt. Das CCL22 lockt dann seinerseits so genannte T-Zellen an, die zum Ort des Geschehens wandern. Die Folge ist eine allergische Reaktion.
Aptamer-Salbe hilft Mäusen
„Wir haben nun Mäusen ein Aptamer gegen CCL22 verabreicht“, erklärt Mayers Kollegin Professorin Irmgard Förster. Die Wissenschaftlerin forscht am Limes-Institut der Uni Bonn zum Thema „Immunologie und Umwelt“. „Das Chemokin wurde dadurch gewissermaßen blockiert. Bildlich gesprochen, konnte die Nase der T-Zellen den mit dem Aptamer verklebten Lockstoff nicht mehr wahrnehmen.“
Die allergische Hautreaktion ging daher nach der Behandlung mit dem Aptamer zurück. Erstaunlicherweise klappte das auch, wenn der Wirkstoff in Form einer Salbe auf die entzündeten Stellen aufgetragen wurde. „Wir konnten damit erstmals zeigen, dass sich Aptamere auch in dieser Form verabreichen lassen“, betont Günter Mayer. „Die beiden Erstautorinnen Anna Jonczyk und Marlene Gottschalk, die die Experimente durchgeführt haben, waren von diesem Ergebnis selbst überrascht und begeistert von dem zukünftigen therapeutischen Potential.“
Ansatz muss sich erst beim Menschen bewähren
Die Forschenden wollen nun untersuchen, ob das auch bei anderen Hautkrankheiten funktioniert. „Eventuell lassen sich auch Erkrankungen wie die Neurodermitis oder sogar bösartige Melanome mit speziellen Aptamer-Cremes gegen dieses oder andere Zielproteine behandeln“, hofft Irmgard Förster. „Allerdings gelten unsere Ergebnisse bislang nur für Mäuse. Ob sich der Ansatz auch bei Menschen bewährt, bleibt abzuwarten.“
Kontakt:
Limes-Institut der Universität Bonn
Prof. Dr. Günter Mayer
E-Mail: gmayer@uni-bonn.de
Prof. Dr. Irmgard Förster
E-Mail: irmgard.foerster@uni-bonn.de
https://doi.org/10.1016/j.omtn.2024.102254
www.uni-bonn.de
