Therapien ohne Nebenwirkungen entwickeln
“No active drug without Nanocillus – No side effects with Nanocillus!“ So besagt es das Poster des iGEM-Teams 2016, welches das neunte Mal in Folge Gold für Freiburg geholt hat. 16 Studierende aus vier Fakultäten arbeiteten seit April 2016 an ihrer Idee, mithilfe von Bakteriensporen Nebenwirkungen medikamentöser Therapien zu reduzieren. Bei der Abschlussveranstaltung erhielt das Team, das vom BIOSS Centre for Biological Signalling Studies gefördert wurde, eine Goldmedaille. Der Wettbewerb „international Genetically Engineered Machine“, kurz iGEM, ist der größte internationale Forschungswettbewerb für Studierende in der Synthetischen Biologie. Die amerikanischen Universitäten in Boston und Austin, Texas, sowie das California Institute of Technology, das Massachusetts Institute of Technology und die Universität Princeton haben den Wettbewerb 2004 zum ersten Mal veranstaltet. Dieses Jahr, zwölf Jahre nach Beginn, ist die Zahl der teilnehmenden Teams auf mehr als 300 gestiegen. Damit stieg auch die Reichweite des Wettbewerbs. Teams aus aller Welt kommen am Ende jedes „iGEM-Jahres“ in Boston zusammen, um ihre Erfolge zu feiern und Preise in verschiedenen Kategorien zu gewinnen.
Das Projekt des diesjährigen Freiburger Teams trägt den Titel „Nanocillus – cause spore is more!“. Das Team hat genetisch veränderte Sporen entwickelt, die auf ihrer Oberfläche zwei verschiedene Komponenten tragen. Eine dieser Komponenten besteht aus einem sogenannten Nanobody, auch Einzeldomänenantikörper genannt, der auf einem Oberflächenprotein der Sporen verankert ist. Durch diese Einzeldomänenantikörper bindet die Spore an ein vorher ausgewähltes Antigen. Bei der zweiten Komponente handelt es sich um ein Enzym, das ebenfalls an einem Oberflächenprotein der Spore verankert ist. Dieses Enzym ist verantwortlich für die Aktivierung von Wirkstoffen, da viele Medikamente in ihrer inaktiven Vorstufe verabreicht werden. Bei gängigen Therapien werden diese in der Leber umgewandelt und von dort im ganzen Körper verteilt. Die Verteilung über den Blutkreislauf führt allerdings auch dazu, dass gesundes Gewebe ebenfalls angegriffen wird – dies ist die Ursache der meisten bekannten Nebenwirkungen.
Eine Anwendungsmöglichkeit dieses Systems ist die Therapie von Colitis ulcerosa. Die Darmerkrankung führt bei Betroffenen zu wiederkehrenden Entzündungen im Dickdarm. Diese entzündeten Stellen zu erkennen und zu binden ist die Aufgabe der Nanobody-tragenden Spore. Hat die Spore an eine solche Stelle gebunden, nimmt die Patientin oder der Patient das inaktive Medikament ein, das von den Enzymen auf der Spore im Dickdarm aktiviert wird, sobald beide aufeinander treffen. So vermeidet das Freiburger Team, dass das Medikament in der Leber umgesetzt und durch die Blutgefäße verteilt wird.
Unterstützt wurde das Team von Prof. Dr. Wolfgang Schamel, Dr. Maximilian Ulbrich und Dr. Nicole Gensch vom BIOSS sowie Dr. Adrian Fischer und Luisa Keilholz aus vorherigen iGEM-Teams. Das BIOSS stellte, wie auch in den letzten Jahren, neben finanziellen Mitteln und den Räumlichkeiten auch Material und Geräte zur Verfügung.
Weitere Informationen und Eindrücke aus Boston:
http://2016.igem.org/Team:Freiburg
Kontakt:
Blog-Beitrag über das Projekt:
http://scilogs.spektrum.de/signalblog/nanocillus-cause-spore-is-more/
