Klinische Pharmakologie / Psychopharmakologie

 
 

 
 

 

Israeli Science: Nachrichten aus Rehowoth



FITNESSTEST FUER HORMONE

Hormone sind fuer den Fortbestand der Menschheit mitverantwortlich, denn von der Geburt bis zum Tod steuern sie zahlreiche grundlegende Koerperfunktionen. Es ist deshalb oft wichtig zu wissen, ob diese aeusserst bedeutenden Substanzen, die oft nur in sehr geringen Mengen im Koerper vorkommen, richtig arbeiten.

Herkoemmliche diagnostische Tests koennen diese Frage nicht beantworten, da sie lediglich den Hormonanteil, nicht jedoch deren Aktivitaet messen koennen. Mit der Loesung dieses Problems befasste sich nun eine Studie am israelischen Weizmann-Institut, die in der naechsten Ausgabe der Zeitschrift Endocrine veroeffentlicht wird. Zur Bewertung der Hormonfunktion muss man bestimmen, ob sich ein Hormon an bestimmte Rezeptor- oder Zielzellen binden kann und ob diese Zellen dadurch zur Produktion bestimmter Stoffe angeregt werden. Derartige Tests sind kompliziert, da die natuerlichen Zielzellen meist kurzlebig sind und relativ wenige passende Rezeptoren besitzen.

Prof. Abraham Amsterdam und seine Kollegen haben diese Schwierigkeit ueberwunden: Mit Hilfe der Gentechnik stellten sie "unsterbliche" weibliche Keimdruesenzellen her, die sich unter Laborbedingungen endlos fortpflanzen. Diese Zellen wurden mit einer grossen Zahl passender Rezeptoren ausgestattet. Die Zellen dienen zur Untersuchung der biologischen Aktivitaet von Gonadotropin-Hormonen, die bei der Ovulationssteuerung, der Spermareifung und der Ausbildung der Geschlechtsorgane eine Rolle spielen.

Drei Hauptindikatoren konnten bewertet werden:

  • Bindung an die Zelle,
  • Produktion eines lebenswichtigen chemischen Botenstoffes, des sogenannten zyklischen AMP (c-AMP)
  • Die erfolgende Freigabe von Progesteron, einem Produkt der Keimdruesenzellen, das fuer den Erhalt einer Schwangerschaft wesentlich ist.

Die Wissenschaftler haben ihre neue Test Methode auch zur Untersuchung von Catecholaminen angepasst. Zu den Hormonen dieser Gruppe gehoert auch das Adrenalin, das unseren Herzschlag und unseren Blutdruck reguliert. Medizinische Diagnose ist nur eine denkbare Anwendung fuer den neuen Test, dessen kommerzielle Entwicklung noch aussteht. Auch der Einsatz fuer Hormonuntersuchungen bei der Tierzucht waere denkbar.

Zum Team von Prof. Amsterdam, dem Inhaber des nach Joyce und Ben B. Eisenberg benannten Lehrstuhls fuer molekulare Endokrinologie, gehoeren Dr. Ngounder Selvaraj und Ada Dantes, sowie Dr. Rina Limor und Prof. Avraham Golander vom Tel Aviv Medical Center. Foerdergelder erhielt die Studie vom israelischen Wissenschaftsministerium und vom Dr. Josef Cohn Minerva Center fuer Biomembranforschung .

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Morbus Parkinson: EIN ZUVIEL DES GUTEN?

Ein wesentliches Merkmal der Parkinsonschen Krankheit, die das Gehirn befaellt und Muskelzittern, Steifheit und Schwaeche verursacht, ist ein Mangel des Signalmolekuels Dopamin im Gehirn. Eine neue Studie des Weizmann-Instituts bestaetigt nun die vorherrschende Theorie, dass dieser Mangel durch die zerstoererische Aktivitaet des Dopamins selbst verursacht wird.

Die Untersuchung, die Prof. Rabi Simantov an menschlichen Nervenzellen durchfuehrte (Neuroscience berichtete darueber), kann vielleicht auch erklaeren, warum die Wirkung von L-Dopa, einem Arzneimittel, das haeufig gegen Parkinson eingesetzt wird, oft nach einer gewissen Zeit nachlaesst.

Dopamin ist ein chemischer Botenstoff, mit dessen Hilfe die Hirnzellen miteinander kommunizieren, indem elektrische Signale zwischen den Nervenenden uebertragen werden.
Die vorhandene Menge dieses wichtigen Botenstoffes beeinflusst die Qualitaet der Zellkommunikation:
- Zuwenig DA verlangsamt und schwaecht die Informationsuebertragung,
- Zuviel DA kann jedoch das Zellsignal so extrem verstaerken, dass ein anormales Verhalten und ein Absterben der Nervenzellen die Folge ist.

Simantov wies genau diesen Vorgang bei menschlichen Zellen, die Dopamin produzieren, nach. Gewebekulturen zeigten, dass ein anormaler Anstieg des Dopamins in den Zellzwischenraeumen dazu fuehrt, dass die Zellen von selbst absterben. Die Ergebnisse bestaerken die Annahme, dass bei der Parkinsonschen Krankheit ein staendiger, unkontrollierter Anstieg der Dopaminmengen allmaehlich zum Tod der Dopamin produzierenden Zellen fuehrt. Dies wiederum reduziert die Menge des Dopamins im Gehirn und schwaecht die Kommunikationssignale der Zellen. Analog kann man davon ausgehen, dass die Wirkung von L-Dopa, das vom Koerper in Dopamin verwandelt wird, mit der Zeit verloren geht, da es zum Tod weiterer Dopamin produzierender Zellen fuehrt. Wissenschaftler nehmen an, dass die Klaerung dieser zellulaeren Ablaeufe den Weg zu neuen Loesungsansaetzen gegen die Parkinsonsche Krankheit weisen kann.

Prof. Simantov ist Inhaber des nach Andre Lwoff benannten Lehrstuhls fuer Neurogenetik. Zu seinem Team gehoerten die Graduiertenstudenten und Assistenten Helena Blinder, Shai Porat, Miriam Tauber, Dr. Mordechai Gabbay und Gustavo Tafet. Foerderung erhielt das Projekt vom israelischen Gesundheitsministerium, der israelischen Behoerde gegen Drogen sowie vom Nella and Leon Benoziyo Center fuer Neurowissenschaften, dem Leo und Julia Forchheimer Center fuer Molekulargenetik am Weizmann-Institut und vom Murray H. und Mayer Grodetsky Center zur Erforschung hoeherer Hirnfunktionen.


Chronobiologie: EIN FALL DES OEFFNENS UND SCHLIESSENS

Einigen Pflanzen faellt das "Aufwachen" leichter als vielen Menschen, dank einer eingebauten biologischen Uhr, die sie ihre Blaetter morgens oeffnen und abends schliessen laesst. Ein Forscher des Weizmann-Instituts hat nun einen biochemischen "Schalter" entdeckt, der dieses Oeffnen und Schliessen kontrolliert.

Blaetterbewegungen werden durch Veraenderungen des Umfangs von Motorzellen auf gegenueberliegenden Seiten des sogenannten Pulvinus ausgeloest. Diese verdickte Oberflaeche an der Basis jedes Blattstiels agiert als das Organ zur Bewegung des Blattes. Bei Sonnenaufgang schwellen Zellen in der unteren Haelfte des Pulvinus an, waehrend jene in der oberen Haelfte einschrumpfen. Dies loest die Oeffnung des Blattes aus, waehrend bei Sonnen-untergang der umgekehrte Prozess vor sich geht. Das Anschwellen und Schrumpfen wird durch den Fluss geladener genannt Salzpartikel Ionen durch spezielle Kanaele in der Motorzellmembran ermoeglicht. Dr. Nava Moran aus der Abteilung fuer Neurobiologie hat nachgewiesen, dass bestimmte Ionenkanaele sich nur dann oeffnen, wenn sie selbst oder benachbarte Proteine Phosphat bekommen.
In einer Studie, ueber die in der August-Ausgabe der Zeitschrift Plant Physiology berichtet wird, konnte sie diesen biologischen "Schalter" verwenden, um das Oeffnen und Schliessen dieser Kanaele zu kontrollieren. Indem sie eine als "Patch Clamp" bekannte Spezialtechnik der neurobiologischen Forschung verwendete, tauchte Moran einen winzigen Membranstreifen in eine Loesung, der Phosphat beigefuegt oder entzogen wurde, und beobachtete das OEffnen und Schliessen der Kanaele.
Ionen-Kanaele sind wahrscheinlich nicht nur an Planzenbewegungen beteiligt, einschliesslich der durch Licht oder Beruehrung ausgeloesten, sondern auch an anderen essentiellen Vorgaengen in Planzen. Daher koennte ein verbessertes Verstaendnis des Bewegungs-Kontrollmechanismus eines Tages in vielen verschiedenen Bereichen nuetzlich sein: Man koennte damit etwa das Vertrocknen der Ernte waehrend Duerrezeiten verhindern oder die Zeit der Bluete und des Fruchttragens verschieben.


UEBERWACHUNG DES LUPUS-KRANKHEITSVERLAUFS

Die Beurteilung des Behandlungserfolgs bei systemischem Lupus erythematodes (SLE) koennte durch ein neues Testverfahren bald einfacher werden.

Beim SLE greifen bestimmte Immunzellen und Antikoerper koerpereigenes Gewebe an. Die vielfaeltigen Organschaedigungen schreibt man den Komplexen aus Antikoerpern und DNS der angegriffenen Zellen zu. Als Zeichen fuer den Erfolg einer Behandlung gilt die Verminderung des Titers dieser Komplexe im Blut des Patienten.
Ein neuer Test, der von Prof. R. Nezlin am Weizmann-Institut in Rehowoth, Israel, entwickelt wurde, kann den DNS-Anteil in den schaedigenden Komplexen messen. Die Komplexe werden bei dieser Methode an winzige Zuckerpartikel angelagert. Die Partikel werden anschließend auf eine Zellulosemembran deponiert. Durch eine einfache Waschprozedur werden die Antikoerper aus den Komplexen geloest und entfernt. Die DNS-Teile verbleiben auf der Membran und koennen gemessen werden.
Bislang etablierte Standardtests koennen nur den Spiegel jener Antikoerper messen, die keine Komplexbindung eingegangen sind.
Die neue Methode koennte auch zur Messung von Antikoerper-Komplexen bei anderen autoimmunologischen Krankheiten verwendet werden. Die israelische Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Yed'a hat ein Patent fuer den neuen Test beantragt.

Quelle: Mitteilungen des Weizmann Institute of Science, Rehowoth, Israel, Vol. 1, Nr. 5, August 1996,
Immunology Methods Manual Vol.1 (Ac.Press London, Oct 96),
J.Immun.Meth. 1995,v.184,p.273-276.

Erlaeuterungen:

Immunzellen

Im Krankheitsgeschehen des SLE ist eine Stoerung der B-Zellen von zentraler Bedeutung:

  • Die B-Zellen produzieren Autoantikoerper, die entweder den Kern oder die DNS der Zellen des Patienten angreifen;
  • haeufig findet man eine Stoerung der Cytokinproduktion;
  • B-Zellen werden vermehrt produziert. Dagegen werden T-Zellen haeufig in verminderter Zahl und darueber hinaus mit strukturellen Maengeln nachgewiesen.

Standardtests

Der gebraeuchlichste Test weist Antikoerper nach, die den Zellkern angreifen (antinukleaere Antikoerper, ANA). Diese finden sich bei fast allen SLE-Patienten, aber auch bei vielen Patienten mit anderen Autoimmunerkrankungen speziell Kollagenosen. ANA-positive Ergebnisse koennen auch auf bestimmte Arzneimittel zurueckgefuehrt werden (Hydralazin, Procainamid, Isoniazid, Chlorpromazine).
Antikoerper gegen native DNS (Anti-n-DNS) lassen sich bei keiner anderen Kollagenose, jedoch bei fast 70% der SLE-Patienten nachweisen.


PERSONAL-MANAGEMENT IM GEHIRN

Das Gehirn funktioniert wie ein dynamischer Personalmanager: Es bewegt naemlich seine "Angestellten" - die Nervenzellen, die fast alle Koerperfunktionen kontrollieren - staendig von einer Zellgruppe zur anderen, um mit einer Vielzahl sich staendig aendernden Anforderungen fertig zu werden. Dies geht aus einer Studie des Weizmann-Instituts hervor, die in diesem Monat in Advances in Processing and Pattern Analysis of Biological Signals erscheint.

Diese Studie widerlegt die vorherrschende Vorstellung, dass die Nervenzellen, oder Neuronen, im Gehirn entweder alleine agieren oder permanente Arbeitsgruppen formen. Stattdessen konnte gezeigt werden, dass Neuronen einer Anzahl verschiedener Gruppen angehoeren und ihre momentane Verbindung gemaess der Aufgabe aendern, die sie gerade durchfuehren muessen. So werden die Prozesse koordiniert, die an der Kontrolle des Sehens, Hoerens und der Bewegungen beteiligt sind. Unter Verwendung einer bahnbrechenden Technik zur Aufnahme der elektrischen Aktivitaet vieler einzelner Neuronen gleichzeitig haben Prof. Ad Aertsen aus der Abteilung fuer Neurobiologie und Kollegen von der Hebraeischen Universitaet in Jerusalem folgendes gezeigt: Zwei Neuronen koennen eng miteinander kommunizieren, wenn sie ein Art von Signal verarbeiten, sich jedoch vollkommen ignorieren, wenn sie auf eine anderes reagieren. Wenn diese Befunde bewiesen werden koennen, werden sie sicherlich Auswirkungen auf den Gebieten der Neurologie und der Informatik haben. In der Neurologie ist es naemlich essentiell wichtig, zu wissen, wie eine von einer Neuronengruppe durchgefuehrte Aufgabe die Funktion anderer Hirnzellen beeinflusst, waehrend sich die Informatik mit der simultanen Verarbeitung von Informationen befasst, die auf mehreren Wegen weitergegeben werden.


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