Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBDas angeborene Immunsystem hat großen Einfluss auf die Pathogenese oder den Verlauf verschiedenster Erkrankungen wie Allergien, Infektionen, Tumoren oder Autoimmunerkrankungen. Zentrale Regulatoren des angeborenen Immunsystems sind verschiedene Klassen von Immunrezeptoren. Mithilfe von Ganzzell-Biosensor-Assays identifizieren wir neue immunmodulatorische Moleküle, die potenzielle Wirkstoffkandidaten für die Therapie immunologischer Erkrankungen darstellen.
Immunrezeptoren und Wirkstoffscreening
Rezeptoren des angeborenen Immunsystems
Die Rezeptoren des angeborenen Immunsystems erkennen konservierte molekulare Muster infektiöser Erreger, aber auch isolierte chemische Strukturen, und werden Pattern-Recognition-Rezeptoren (PRRs) genannt. Eine Stimulation dieser Rezeptoren führt über die Aktivierung verschiedener Signalkaskaden und Transkriptionsfaktoren zur Produktion proinflammatorischer Zytokine und spielt damit eine bedeutende Rolle bei der Entstehung von pathologischen Prozessen in akuten und chronischen Entzündungskrankheiten des Menschen. Unter den PRRs stellen die Toll-like-Rezeptoren (TLRs) die größte und bekannteste Familie dar.
Therapeutischer Ansatz – Agonisten und Antagonisten der Immunrezeptoren
Daher sind Agonisten und Antagonisten ein neuer therapeutischer Ansatz für die Immuntherapie über Immunmodulatoren. Rezeptor-Agonisten stimulieren das angeborene Immunsystem und werden häufig als Wirkstoffadjuvanzien eingesetzt, während Antagonisten Entzündungsprozesse hemmen. Das mögliche Indikationsspektrum reicht von Allergien, Infektionen und Tumoren bis hin zu Autoimmunerkrankungen.
Wirkstoffscreening mit Ganzzell-Biosensor-Assay
Über den Einsatz von elektrochemischen und optischen Sensoren lassen sich zwar strukturelle, weniger jedoch funktionelle Informationen gewinnen. Letzteres ist aber für ein Pharma-Screening von großer Bedeutung, da Arzneimittelwirkungen häufig sehr komplex sind und sich nur in ausgewählten Fällen auf einfache Rezeptor-Ligand-Interaktionen reduzieren lassen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, ganze Zellen oder sogar Gewebeteile mit in den Assay einzubeziehen. Die mithilfe des mammalischen Ganzzell-Biosensor-Assays am IGB identifizierten Moleküle stellen potenzielle Arzneimittelkandidaten für die Prävention und Therapie immunologischer Erkrankungen dar.
