Chemische Kreativität mit Experimenten fokussieren

FRANKFURT. Prof. Günther Wess, Leiter Forschung und Entwicklung von Aventis Europa und Präsident Prof. Rudolf Steinberg unterzeichneten heute einen Kooperationsvertrag zwischen Aventis und dem Zentrum für Magnetresonanz-Spektroskopie(BMRZ) der Universität. Die Kooperation ist zunächst auf zwei Jahre ausgelegt und hat ein Volumen von 1,3 Millionen Euro.

Präsident Prof. Rudolf Steinberg würdigte die Zusammenarbeit als klaren Beleg für das hohe Niveau der Forschung im Bereich der LifeSciences, die an der Universität Frankfurt, Hessens wichtigster Forschungsuniversität, ein besonders wichtiges Aushängeschild seien: “Wir freuen uns, dass mit dieser Kooperation die guten Beziehungen zwischen Aventis und der Universität noch enger werden.” Steinberg wies auf bestehende Kooperationen mit Wirtschaftsunternehmen hin, in die sich dieses Projekt zwanglos einreihe.

Gemeinsames Ziel der Zusammenarbeit ist es, potenzielle Medikamentenwirkstoffe effizienter unter Einsatz der Bio- Resonanz-Spektroskopie (Bio-NMR) zu identifizieren. Denn die Kreativität der Chemiker, die neue Moleküle für Arzneimittel entwerfen, übersteigt häufig die Kapazitäten in den Syntheselabors – obwohl dort Automaten und Roboter Einzug gehalten haben. Deshalb sind Verfahren so hilfreich, mit denen sich bereits im Vorfeld vielversprechende
Molekülfragmente selektieren lassen, die als Bausteine für spätere Arzneimittel dienen könnten. Ein solches wirkungsvolles experimentelles Verfahren ist die Bio-NMR, die an der Universität Frankfurt von Prof. Harald Schwalbe und seiner Arbeitsgruppe betrieben wird.

Im Zentrum der Forschungszusammenarbeit stehen kleine Moleküle, die auf Kinasen wirken. Kinasen sind eine Proteinfamilie, die bei sehr vielen Krankheiten eine Rolle spielen, weil sie wichtige Aufgaben bei der Signalübertragung in den Zellen übernehmen, die bei zahlreichen Erkrankungen gestört ist.

Weltweit sind derzeit weniger als eine Hand voll kleine Moleküle als Medikamente zugelassen, die auf Kinasen wirken, doch alle größeren Pharmaunternehmen untersuchen Kinasen als Angriffspunkte zur Entwicklung für neue Wirkstoffe. Aventis tut dies mit Schwerpunkten in den Indikationen Krebs, Diabetes, Osteoarthrose und ausgewählten entzündlichen Erkrankungen.

An der Universität Frankfurt sollen unterschiedliche Kinasen so aufbereitet werden, dass sie für Untersuchungen mit Magnetresonanzspektroskopie geeignet sind. Sie werden dann mit einer Vielzahl von Molekülfragmenten (Fragment-Bibliotheken) zusammengebracht, von denen man annimmt, dass sie mit den Kinasen wechselwirken und ihre Funktion beeinflussen, und anschließend in einem starken Magnetfeld untersucht. Dabei verändern sich die Magnetdrehimpulse der einzelnen Fragment-Atome und senden Signale aus, die – je nach freier Beweglichkeit des Fragments oder Bindung an die Kinase – unterschiedlich sind. Daraus ergeben sich Hinweise, ob die Fragmente möglicherweise auch in biologischen Systemen so reagieren. Die Signalanalyse liefert darüber hinaus Informationen, wie ein Fragment mit einer Kinase wechselwirkt, ob es eine aktive, inaktive oder mit Phosphat versehene Form des Proteins bevorzugt, ob es in das aktive Zentrum der Kinase gelangt oder an einer ganz anderen Stelle ‘andockt’ und – vielleicht am wichtigsten – wie es an diese Stellen andockt.

Die untersuchten Fragmente sind natürlich noch lange keine Wirkstoffe. Aber die Erkenntnisse ermöglichen es den Wissenschaftlern von Aventis zu entscheiden, aus welchen Strukturelementen sie neue, maßgeschneiderte Substanzbibliotheken für das Screening von Kinasen aufbauen sollten. Und sie helfen den Pharmaforschern, Kinasen als Angriffspunkte für Medikamente insgesamt besser zu verstehen und so gezielter neue Wirkstoffe zu entwickeln. So sind die beiderseitigen Erwartungen hoch, mit der Bio- NMR effizient innovative Molekülgerüste für Kinasehemmer zu identifizieren. Prof. Harald Schwalbe, Kooperationspartner seitens der Universität Frankfurt, äußert sich optimistisch, auch wenn das Auffinden neuer Substanzen alles andere als einfach ist: “Aufgrund unserer Vorarbeiten sind wir mittlerweile in der Lage, auch diese schwierige Klasse von Proteintargets mittels NMR-Spektroskopie anzugehen. Eine solche Zusammenarbeit wäre ohne die Expertise am Zentrum für Magnetische Resonanz (BMRZ) nicht möglich.”