So trickst Botulinumtoxin den Verdauungstrakt aus

HANNOVER (eb). Botulinumtoxin war für die Wissenschaft lange ein Rätsel. Denn das hochmolekulare Eiweiß gelangt als Ganzes ins Blut. Das ist höchst verwunderlich und einmalig in der Natur, denn normalerweise werden Proteine zuvor von Enzymen des Magens und der Bauchspeicheldrüse zerlegt.

Forscher aus Hannover haben nun mit US-Kollegen aufgeklärt, wie das Bakterium Clostridium botulinum sein Nervengift komplett ins Blut schleust. Das hat die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) mitgeteilt.

Das Toxin kann in verdorbenem Fleisch oder Fisch enthalten sein und dann eine schwere Lebensmittelvergiftung auslösen. In der Medizin werden damit zum Beispiel schwere Bewegungsstörungen behandelt, in der Kosmetik Falten geglättet.

Säure- und enzymstabiles Paket

Wie die Forscher jetzt herausgefunden haben, hat C. botulinum eine raffinierte Methode entwickelt, mit der es sein Gift unbeschadet durch das für Eiweiße feindliche Milieu des Verdauungstrakts schleust: Es verpackt das Toxin in ein säure- und enzymstabiles Paket.

Erst im Darm öffnet es sich, und das freigelassene Gift gelangt durch die Darmwand ins Blut. Als Signale nutzt das Bakterium die unterschiedlichen pH-Werte der einzelnen Darmabschnitte: Das Paket ist mit einem pH-Sensor ausgestattet. Bei neutralem Wert im unteren Darmsegment löst er die Gift-Freigabe aus (Science).

Zudem haben die Wissenschaftler mit Röntgenstrukturanalyse einen Komplex aus inaktiviertem Botulinumtoxin und stabilem Schutzeiweiß gentechnisch hergestellt und kristallisiert. Er besteht aus mehr als 2600 Aminosäuren oder 21.000 Atomen. Auch die pH-Sensoren haben sie charakterisiert.

Erkenntnisse werden in Arzneitherapie eingebracht

Nun wollen sie ihre Erkenntnisse nutzen, um Arzneistoffe aus Eiweiß , die bisher intravenös appliziert werden müssen, für eine orale Einnahme verfügbar zu machen, etwa Insulin, Erythropoetin (EPO), Wachstums- und Gerinnungsfaktoren.

Dazu hätten sie bereits erste Kontakte mit einer Firma aufgenommen, so die Mitteilung. Das Transportvehikel könnte die Behandlung vieler Krankheiten wie Diabetes erleichtern.