cUMP, ein neuer Second Messenger

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Seifert
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530200718

Die Funktionen aller Zellen des menschlichen Körpers werden durch Hormone und Neurotransmitter (extrazelluläre Botenstoffe, first messenger) reguliert und im Zellinnern durch intrazelluläre Botenstoffe (second messenger) weitergeleitet. Zu den intrazellulären Botenstoffen gehören die Nukleotide zyklisches AMP (cAMP) und zyklisches GMP (cGMP). Bei vielen Erkrankungen ist das Gleichgewicht dieser Botenstoffe gestört, und dementsprechend wirken viel Arzneistoffe daraufhin, das Gleichgewicht wiederherzustellen. Die Bedeutung von cAMP und cGMP spiegelt sich darin wider, dass für dieses Gebiet mehrere Nobelpreise vergeben wurden. Vor einigen Jahren wurden die Botenstoffe zyklisches UMP (cUMP) und zyklisches CMP (cCMP) identifiziert. Die Bedeutung dieser Signalmoleküle für die Regulation von Körperfunktionen ist noch weitgehend unbekannt. Allerdings spricht die Tatsache, dass verschiedene bakterielle Gifte cUMP und cCMP herstellen, dafür, dass diese Botenstoffe bei Infektionserkrankungen eine Rolle spielen. Diese Annahme wird auch dadurch gestützt, dass es in Bakterien eine große Anzahl von Enzymen gibt, die entweder cUMP oder cCMP herstellen. In Bakterien spielen cCMP und cUMP vor allem in der Abwehr von Virusinfektionen eine Rolle. Vor diesem Hintergrund hat sich ein Konsortium von Wissenschaftlern aus Frankreich und Deutschland gebildet, um die Funktion von cUMP und cCMP aufzuklären. Zunächst werden spezifische Fluoreszenzsensoren entwickelt, mit denen es möglich ist, diese Botenstoffe in Zellen genau verfolgen zu können. Das ist eine wichtige Voraussetzung auch für andere Forscher, die genaue Funktion von cUMP und cCMP in den verschiedenen Körperzellen untersuchen zu können. Außerdem werden wir mit spezifischen Sonden versuchen, die Zielstrukturen von cUMP und cCMP in Zellen aufzuspüren. Das ist eine wichtige Voraussetzung dafür, diese Zielstrukturen bei Erkrankungen beeinflussen zu können. Schließlich werden wir mit hoher Auflösung die Struktur von den Enzymen untersuchen, die diese Botenstoffe herstellen. Auch dies ist eine wichtige Voraussetzung dafür, diese Signalwege mit Arzneistoffen beeinflussen zu können. Zusammengefasst hat sich dieses französisch-deutsche Konsortium zusammengefunden, um mit vereinten Kräften ein Pionierprojekt auf einem neuen und bislang nur wenig verstandenen Gebiet der Biologie zu starten. Ausgehend von den Erfahrungen mit cAMP und cGMP sowie den Vorbefunden mit bakteriellen Giften können wir davon ausgehen, dass das cUMP/cCMP-System von großer Bedeutung für normale Funktionen des menschlichen Körpers und Erkrankungen ist. Langfristig schafft das Projekt die Grundlage für die Entwicklung neuer Arzneistoffe für Erkrankungen wie bakterielle Infektionen, die mit herkömmlichen Arzneistoffen („Antibiotika“) nicht mehr behandelbar sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Undine Mechold; Dr. Louis Renault