Proteinanalysen für personalisierte Medizin
Neues Wissen zu Proteinen erm?glicht Forschenden die Entwicklung innovativer und klinisch nutzbarer Techniken zum Beispiel für Parkinsonpatienten.
Therapien, die s?mtlichen Patienten, die an derselben Krankheit leiden, gleich gut die?nen, gibt es bis heute nicht. Viele konventio?nelle Therapien sind oft nur bei einem Teil der Betroffenen wirksam. Und manche Pa?tienten sprechen zwar zuerst auf ein Medi?kament an, erleiden sp?ter aber unerkl?r?bare Ru?ckf?lle. Die ?One size fits all??-Pille bleibt bis heute eine Illusion.
So etwa bei der Parkinson-Krank?heit: Das Medikament Levodopa, das ?rzte dagegen einsetzen, schl?gt bei einigen Pa?tienten gut an und unterdrückt das Zittern. Bei anderen hingegen verst?rkt es den Ab?bau kognitiver Funktionen des Gehirns und verschlimmert damit den Zustand der Be?troffenen. Mit g?ngigen Diagnosemethoden k?nnen Mediziner jedoch nicht im Voraus erkennen, ob und wie Patienten auf verab?reichte Medikamente reagieren oder ob sie eine alternative Therapie brauchen.
Biomarker für Parkinson
Hier will die Proteinforscherin Paola Picotti im Rahmen der ETH?-Bereichsinitiative ?Personalized Health and Related Techno?logies? (PHRT) ansetzen. Die Professorin für molekulare Systembiologie plant ein Projekt zur Entwicklung von Biomarkern für die Früherkennung und Klassifizierung von Subtypen der Parkinson?-Krankheit. Die zugrunde? liegende Technologie stammt aus der Proteomik (siehe Kasten).
Proteomik - Wissen über die Gesamtheit der Proteine
Wa?hrend das Genom das gesam?te Erbgut (sa?mtliche Gene) eines Lebewesens oder Virus beschreibt, steht das Proteom fu?r sa?mtliche Proteine in einem Lebewesen zu einem bestimmten Zeitpunkt unter definierten Bedingungen. Zum Bei?spiel alle Proteine eines Patienten zum Zeitpunkt eines Gesundheits?checks. Proteine sind Bausteine des Lebens: Die aus Aminosa?uren bestehenden Eiweissmoleku?le haben vielfa?ltige Aufgaben. Sie wehren als Antiko?rper Krankheiten ab und ermo?glichen als Enzyme den Metabolismus. Die Proteomik bezeich?net die Erforschung des Proteoms mit biochemischen Methoden.
Das Proteom ist, anders als das Genom (die Gesamtheit aller Gene), dynamisch. Es ?ndert sich aufgrund von Reizen aus der Umwelt, Krankheiten oder Wirkstoffen laufend. ?An spezifischen Proteinen la?sst sich ha?ufig ablesen, ob ein Organismus gesund oder krank ist?, sagt Picotti. Die Grundlagen fu?r ihr neues Projekt schuf die Forsche?rin vor wenigen Jahren. Sie entwickelte eine Protein?messtechnik, um in beliebigen biologischen Proben neben allen ?normalen? Proteinen auch jene zu analysie?ren, deren Struktur sich vera?ndert hat. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, um Parkinson fru?hzeitig diag?nostizieren zu ko?nnen.
Bisher gingen die Forschenden davon aus, dass sich bei an Parkinson Erkrankten sogenannte Amyloid?-Pla?ques bilden, welche die Nervenzellen scha?digen. Amyloi?de entstehen aus Proteinen, deren Struktur sich vera?n?dert. Die entarteten Proteine stecken weitere an und verklumpen zu unauflo?slichen Amyloiden. Picotti konn?te in ihrer Vorstudie in Proben von Parkinson?-Patienten solche entarteten Proteine messen. Allerdings war ihre Testgruppe damals zu klein, um statistisch relevant zu sein.
Auf der Suche nach Biomarkern für die Fru?herken?nung und Diagnose von Parkinson wird Picotti nun Proteine in Proben einer grossen Kohorte holl?ndischer Patienten und Patientinnen analysieren und vergleichen. Diese wurden im Abstand von zehn Jahren zweimal untersucht, wobei die erste Untersuchung zu einem fru?hen Zeitpunkt des Krankheitsverlaufs stattfand. ?Wir mo?chten herausfinden, ob wir Proteinstrukturen und Symptome, wie kognitive Defizite, miteinander korrelieren ko?nnen?, erkla?rt Picotti. Zur Kontrolle werden auch gesunde Probanden untersucht.
Die ETH-Professorin erhofft sich davon auch Hinweise fu?r eine ku?nftige Parkinson-Therapie. U?blicherweise werden Medikamente im Reagenzglas entwickelt. Oft sind sie dort zwar erfolgreich, nicht aber bei der Behandlung von Patienten und Patientinnen. Mit ihrer Technik kann Picotti in menschlichem Gewebe herausfinden, ob und wie ein Wirkstoff(kandidat) mit Proteinen wechselwirkt. Dadurch lassen sich geeignete Medikamente von ungeeigneten unterscheiden und individuell passende L?sungen finden.
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