Erdbeeren, Kirschen, Sellerie und Karotten sind nicht nur knackige Vitaminspender, sondern auch Verursacher von Allergien. An der Universität Bayreuth will man den Verursachern dieser Allergien auf die Spur kommen. Professor Paul Rösch nutzt das weltweit leistungsfähigste 1-Gigahertz-Spektrometer für Kernresonanz für strukturbiologische Forschungen.
Rösch und seine Leute betreiben medizinische Grundlagenforschung. Sie beschäftigen sich mit Fragen, die „seit 50 Jahren auf Antwort warten“, sagt der Wissenschaftler. Es geht um Aids, um Allergien und um besonders aggressive Bakterien, die gegen herkömmliche Antibiotika resistent sind.
Die Hoffnung der Wissenschaftler ist in einem unscheinbaren Gebäude auf dem Campus versteckt, zwischen Universitätsverwaltung und Botanischem Garten. Es ist aus Holz gebaut und enthält einen ganz besonderen Apparat: ein hochauflösendes 1-Gigahertz-Spektrometer für Kernresonanz (Nuclear Magnetic Resonance, kurz NMR). In der französischen Stadt Lyon steht ein ähnliches Gerät, aber das in Bayreuth ist technologisch weiter fortgeschritten. „NMR ist eine unschlagbar gute Technik, um Wechselwirkungen auf molekularer Ebene zu untersuchen“, sagt Rösch.
Im Fokus stehen Proteinstrukturen. Mit Hilfe der NMR-Technik erhalten die Forscher extrem genaue Bilder dieser Bausteine des Lebens. Diese Bilder sollen helfen, neue Medikamente zu entwickeln. Im Bereich der Allergieforschung etwa wollen die Bayreuther die Frage klären, ob allergieauslösende Proteine durch Hitze zerstörbar sind. Die Karotte haben sie deshalb als Untersuchungsobjekt gewählt, weil sie in rohem Zustand deutlich aggressiver wirkt als gekocht. Das Hauptallergen der Karotte gehört zur großen Familie derBirkenpollen-Allergene. Rösch: „Wer gegen Birkenpollen allergisch ist, reagiert höchstwahrscheinlich auch auf Karotte, Kirsche, Apfel und Sellerie.“ Ziel ist, bestimmte Proteine gezielt zu verändern, um Allergene in harmlose Eiweiße umzuwandeln. Dies mit zwei Zielen – Rösch spricht von „einer Art Impfung gegen Allergien“ und „der Züchtung allergenfreier Pflanzen“.
Ein anderer Arbeitsbereich ist die Aidstherapie: Es gibt zwar antivirale Therapien, doch die Krankheit ist noch nicht heilbar, einige Viren sind gegenüber den verwendeten Medikamenten resistent. Mit Hilfe der 1-GHz-NMR-Spektroskopie wird deshalb untersucht, wie sich Viren vermehren. Wer den Vermehrungsprozess stoppen kann, kann auch die HIV-Vermehrung im Körper stoppen – so die Hoffnung von Röschs Arbeitsgruppe. Es ist bereits gelungen, die Grundlage zu schaffen, um spezifische Hemmstoffe des betreffenden Enzyms künstlich herzustellen.
Der dritte Forschungsbereich widmet sich der Herstellung neuer, hochwirksamer Antibiotika. Dazu untersuchen die Bayreuther die Mechanismen, die Bakterien zur Vermehrung nutzen. Ziel ist die Entwicklung von Wirkstoffen gegen die extrem gefährlichen multiresistenten Keime. Die Bayreuther Arbeiten in diesem Bereich spielen weltweit eine Vorreiterrolle.
Die Bayreuther Wissenschaftler arbeiten nicht isoliert an dieser großen Aufgabe. Im Kampf gegen Allergien arbeiten sie zum Beispiel mit dem Paul-Ehrlich-Institut in Langen zusammen, bei der Konstruktion neuer Antibiotika mit der Columbia University New York, an der Rösch auch als Gastwissenschaftler tätig ist. Das Spektrometer steht aber auch anderen Universitäten, die im Bereich der Strukturbiologie arbeiten, zur Verfügung.
Info: Das Bundesforschungsministerium und der Freistaat Bayern finanzierten das NMR-Spektrometer mit jeweils sechs Millionen Euro. Nahezu alle universitären Arbeitsgruppen für NMR-basierte Strukturbiologie in Deutschland haben die Schaffung der Bayreuther Infrastruktur unterstützt. Hauptantragsteller waren neben Bayreuth die Universitäten Erlangen-Nürnberg, Regensburg und Würzburg. Wegen der Einmaligkeit des Spektrometers und der hohen Kosten steht es nicht nur Forschern in der Region, sondern auch weltweit zur Verfügung.
