Versuch einer Proteintherapie
Aktueller Stand des Forschungsprojektes
Liebe Eltern, liebe Förderer der Elternhilfe für Kinder mit Rett-Syndrom
Nun bin ich wieder an der Reihe, einen Bericht über das von der Elternhilfe
finanzierte Projekt »Versuch einer Proteintherapie für das Rett-Syndrom« zu
schreiben.
Seit nunmehr zweieinhalb Jahren arbeiten wir an diesem Projekt. Herr Prakasha
Kempaiah wird mit einer BAT IIa/Halbe-Stelle über die Fördergelder finanziert
und arbeitet ausschließlich für dieses Projekt.
Ziel des Projektes ist es, ein gentechnologisches Protein herzustellen, das
in der Lage sein soll, das in Tiermodellen fehlende MeCP2 ersetzen zu können und
somit eine therapeutische Wirkung zu erzielen. Ein Erfolg dieses Projektes ist
die Voraussetzung, um eine Therapie beim Menschen mit dem rekombinanten Protein
durchführen zu können.
Um dieses Ziel zu erreichen, sah das Projekt folgende Schritte vor:
- Produktion eines rekombinanten MeCP2-Proteins, das die Zellmembran sowie
die Hirnblutschranke frei penetrieren kann. - Untersuchung der biologischen Aktivität in Zellkulturen und im Tiermodell.
- Herausfinden der therapeutischen Dosierung und Überprüfung der
therapeutischen Wirksamkeit in Tiermodellen.
Zu 1: Produktion eines rekombinanten MeCP2-Proteins
Wir könnten nach aufwendigen und zeitintensiven Optimierungsschritten die
Proteinproduktion eines rekombinanten MeCP2 in Bakterien erheblich steigern,
sodass ausreichende Proteinmengen für die Experimente in Zellkulturen und in
Tiermodellen zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse der Experimente in
Zellkulturen zeigen, dass das von uns produzierte Protein in der Tat frei
Zellmembranen passieren kann und sich in den Zellkernen anreichert. Darüber
hinaus gelang uns eindeutig zu zeigen, dass das Protein auch die
Gehirnblutschranke passiert und von Nervenzellen aufgenommen wird.
Hier ist ein Schnitt der Großhirnrinde einer mit dem TAT-MeCP2-EGFP Protein
intraperitoneal injizierten Maus dargestellt. Die leuchtende Zellen sind
Nervenzellen, die das Protein aufgenommen haben.
Dies stellt eine Vergrößerung einer Zelle dar, die die Anreicherung des Proteins
im Kern zeigt.
Abbildung eines Schnittes des Kleinhirns der gleichen Maus.
Zu 2:
Versuch im Tiermodell
Um die Aktivität eines Proteins untersuchen
zu können, benötigt man
ein Mess-System. Ein dazu geeignetes
Zellsystem ist durch die Fibroblasten
von Patientinnen mit einer Mutation
im MeCP2-Gen dargestellt. Hierzu ist
es jedoch notwendig – aufgrund der
Inaktivierung des X-Chromosoms –
Zellen, die das nicht mutierte MeCP2-
Protein exprimieren, von denen, die das
mutierte MeCP2-Protein exprimieren,
zu trennen. Mit einem speziellen Verfahren
haben wir dieses Ziel erreicht
und somit konnten wir die Wirkung
des rekombinanten MeCP2-Proteins
in den Zellen von Patientinnen mit
einer Mutation im MeCP2-Gen untersuchen.
Die Ergebnisse zeigen, dass
das von uns produzierte Protein in der
Lage ist, die von einem fehlenden oder
mutierten MeCP2 Protein verursachte
pathologische Veränderung in den Zellen
(»Hyperacetylierung von Histon H3
und H4 K16«) fast vollständig zurückzubilden.
Wir können auch zeigen, dass
eine ähnliche Wirkung – obwohl nicht
so markant wie in der Zellkultur – auch
in den Gehirnzellen zu verzeichnen ist.
Zu 3:
Therapeutische Dosierung
und Wirksamkeit
Zur Zeit haben wir bereits angefangen,
Experimente in Tiermodellen durchzuführen.
Die Vorstellung ist, dass wir das
Protein intraperitoneal (in der Bauchhöhle)
injizieren und dass das Protein
die Gehirnzellen erreicht. Die aktuellen
Ergebnisse ermöglichen z. Zt. kaum,
Schlussfolgerungen bezüglich des therapeutischen
Effektes des rekombinanten
Proteins zu ziehen. Bei den Experimenten
im Tiermodell sollten eine Reihe
an Parametern variiert werden, um
die Fragen der therapeutischen Wirksamkeit
abschließend beantworten zu
können. Im letzen RettLand habe ich
bereits über die Problematik der Zucht
des Rett-Syndrom-Tiermodells berichtet.
Im Wesentlichen brauchen wir deutlich
mehr Nachkommen männlicher
betroffener Tiere, um unsere Experimente
durchführen zu können. Zur Zeit
werden einige tierzüchterische Überlegungen
entwickelt, um die Anzahl der
Tiere erhöhen zu können.
Ich möchte mich im Namen aller Mitarbeiter,
die an dem Projekt beteiligt
sind, bei Ihnen herzlich bedanken, da
ohne Ihr Engagement das Projekt nicht
möglich gewesen wäre.
Ihr PD Dr. Franco Laccone