Erkennung von pathogenen Eiweißablagerungen durch ein spezifisches Antikörper-Fragment

Amyloidfibrillen findet man im Körper typischerweise bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit, Parkinson oder Diabetes mellitus Typ II. Die gebildeten faserigen Ablagerungen haben stets gleichartige strukturelle Eigenschaften, die ihre Erkennung mit spezifischen Molekülen ermöglichen. Beispiele derartiger Erkennungsmoleküle sind die Farbstoffe Kongorot oder Thioflavin T. Seit einigen Jahren kommen aber auch spezielle konformations-spezifische Antikörper zum Einsatz. Obwohl Antikörper für die Entwicklung und Anwendung von Amyloid-Immuntherapien eine wichtige Rolle spielen, sind die molekularen Grundlagen ihrer spezifischen Bindung an Amyloidfibrillen nur unzureichend verstanden.

Die Arbeitsgruppe von Marcus Fändrich hat sich bereits in früheren Arbeiten diesem Problem angenommen und ein Antikörper-Fragment entwickelt, welches spezifisch an Amyloidfibrillen bindet [1]. Dieses Antikörper-Fragment (B10, siehe Abb. 1) war mittels eines biotechnologischen Verfahrens (phage display) gewonnen worden und bindet zum Beispiel an Amyloidplaques von Alzheimer-Patienten. In ihrer aktuellen Studie hat die Arbeitsgruppe nun zusammen mit Wissenschaftlern aus Jena und von der Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg die molekularen Grundlagen der spezifischen Erkennung von Amyloidfibrillen mittels B10 untersucht [2].

Die dabei verwendeten biochemischen und biophysikalischen Techniken reichen von Röntgenkristallographie und Mutagenese bis hin zu chemischer Modifizierung kombiniert mit Bindungsstudien. Dabei zeigte sich, dass die Bindung von Amyloidfibrillen von elektrostatischen Wechselwirkungen mit den negativ geladenen chemischen Gruppen auf ihrer Oberfläche abhängt. Amyloidfibrillen besitzen also offensichtlich eine spezifische Oberflächenstruktur, die von anionischen chemischen Gruppen abhängt und die ihre spezifische Erkennung durch Antikörper ermöglicht. Die gewonnen Erkenntnisse sind für die weitere Entwicklung und Optimierung diagnostischer Verfahren oder therapeutischer Ansätze wichtig.