CD-Labor for Rezeptor Biotechnologie II

Pflanzenextrakte und deren Wechselwirkung mit bestimmten Hormonrezeptoren werden hier untersucht. Zum einen gilt dabei das Interesse der Bindung von Bestandteilen der Extrakte an Steroidrezeptoren und zum anderen den Effekten dieser Bindungen auf Struktur und Funktion der Rezeptoren.

Natürliche Pflanzenextrakte können als Nahrungsergänzungsmittel die Gesundheit sehr wirksam verbessern. Tatsächlich können sie auch als Arzneimittel (Herbal Remedy) vertrieben werden, wenn ihre Wirkweisen und Zusammensetzungen sowie die natürlichen Schwankungen dieser Zusammensetzungen bekannt sind. Für Extrakte, die bei hormonbedingten Erkrankungen heilende Wirkungen zeigen, werden genau diese Aspekte erforscht. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, dass die Wirkung bei diesen Extrakten durch eine Bindung bestimmter Bestandteile an Steroidrezeptoren entsteht. Speziell von Interesse sind die Rezeptoren aus der Steroid-Thyroid-Superfamilie.

Zu beachten ist, dass Pflanzenextrakte – im Gegensatz zu synthetisch erzeugten Medikamenten – bis zu mehreren Hundert verschiedenen Substanzen enthalten können. Zur Untersuchung der Wirkweise solcher Extrakte kann also nicht eine einfache monokausale Analyse dienen, sondern es müssen neue Wege beschritten werden.

Einer dieser Wege ist der sogenannte Ligandenbindungstest, für den Hefezellen genetisch so modifiziert werden, dass sie Steroidrezeptoren auf ihrer Zelloberfläche darbieten. Die Bindung von Wirkstoffen (Liganden) an diese Rezeptoren kann anhand der Verdrängung anderer, markierter Liganden gemessen werden. Eine weitere Variante ist der Transaktivierungstest, bei dem der genomische Weg der Wirkungsweise von Steroidrezeptoren in Hefe nachgebaut und an die Synthese eines Reporterproteins „gekoppelt wird. Eine Aktivierung des Rezeptors kann leicht anhand des Reporterproteins erkannt werden. Zusätzlich wird dabei die Heterodimerisierung – also die Zusammensetzung eines Rezeptorproteins aus verschiedenen Untereinheiten – berücksichtigt.

Unter Zuhilfenahme diverser Methoden (HPLC, HPLC-MS, CEC-MS, In-vitro-Tests) werden die verschiedenen Komponenten der Pflanzenextrakte identifiziert und isoliert. Gleiches geschieht mit den Stoffwechselprodukten, die durch den Abbau der Pflanzenextrakte im Körper entstehen. Dies wird auch die Grundlage für die Identifikation sogenannter Biomarker darstellen, die Aufschluss über den Abbau der Pflanzenextrakte im Körper geben. Zusätzlich wird der Hormon-induzierte Transport eines Rezeptors durch Poren in der Hülle des Zellkerns simuliert.

Insgesamt erlaubt die Arbeit, das Verständnis von bestimmten Pflanzenextrakten und deren Wirkweisen im Körper zu verbessern.