PDF Download - Laborwelt

Microarrays
�
ASK-Chip: Gezielte Analyse
des menschlichen Kinoms
Dr. Achim Knappik, MorphoSys - Antibodies by Design, Martinsried;
Dr. Michael Kubbutat, ProQinase, Freiburg; Dr. Hans-Jürgen Volkmer, NMI, Reutlingen
Derzeit sind mehr als 500 Proteinkinasen des Menschen bekannt, die durch Phosphorylierungen
die Aktivität von Proteinen modulieren, Zellsignale weiterleiten und damit nahezu
alle biologischen Prozesse beeinflussen. Proteinkinasen funktionieren als komplexes Netzwerk,
das bei vielen Erkrankungen gestört ist. Medikamente, die einzelne Proteinkinasen
hemmen, können diese Störungen eventuell beheben.
Das gezielte Zusammenwirken komplexer
Protein-Netzwerke im menschlichen
Körper ist eine Grundvoraussetzung für
das korrekte Ablaufen vieler molekularer
Prozesse. Eines der vielleicht bedeutendsten
Netzwerke hierbei ist das der Proteinkinasen
(PK), die die zweitgrößte Proteinfamilie im
menschlichen Genom überhaupt darstellen
– fast 2% aller menschlichen Gene kodieren
für Proteinkinasen. Die Enzyme fungieren
als Schaltelemente und beeinflussen die
meisten Funktionen im Stoffwechsel sowie
das Wachstum und die Differenzierung
der verschiedenen Zelltypen. Eine Reihe
von Kinasen steht folglich im Verdacht,
T E C H - T R A N S F E R
bei verschiedenen Krankheiten, wie Krebs,
Entzündungen oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen,
eine zentrale Rolle zu spielen. Der
gezielte Einsatz von Medikamenten könnte
theoretisch individuelle Fehlfunktionen einzelner
Proteinkinasen und damit ausgelöste
Kettenreaktionen innerhalb des gesamten
Netzwerkes entgegenwirken. Bislang fehlen
jedoch ein umfangreiches Gesamtbild und
Verständnis dieses Netzwerkes, um die
Auswirkungen von Medikamenten auf das
Zusammenspiel aller Vertreter realistisch
abschätzen zu können. Die Medikamentenforschung
in diesem Bereich benötigt
deshalb neue, optimierte Werkzeuge.
In einem solchen Projekt wollen derzeit die
Freiburger ProQinase als Geschäftseinheit
der KTB Tumorforschungs GmbH, das
Naturwissenschaftliche und Medizinische
Institut (NMI), Reutlingen, und die Morpho-
Sys-Geschäftseinheit Antibodies by Design
ein neues Analyse-System etablieren. Das
vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF) geförderte Projekt hat sich
die Bereitstellung von Werkzeugen für die
Analyse aller menschlichen Proteinkinasen
– des menschlichen „Kinoms“ – zum Ziel
gesetzt. Hierbei werden sowohl die Proteinkinase-Plattform
von ProQinase, spezifische
Antikörper aus der HuCAL ® -Bibliothek von
Antibodies by Design als auch siRNA- und
BioChip-Technologien des NMI miteinander
kombiniert. Aus der Zusammenarbeit wird
ein adenoviraler siRNA-Kinom-Chip (ASK)
hervorgehen, der als Komplettsystem die
gleichzeitige Inhibition aller menschlichen
Proteinkinasen, und damit deren Funktionsanalyse
ermöglichen wird.
Interdisziplinärer Ansatz
Ein solch interdisziplinärer Ansatz ist natürlich
vor etliche Herausforderungen gestellt.
Von zentraler Bedeutung sind insbesondere
hinreichende Mengen gereinigter Proteinkinasen
für die Antikörperentwicklung, die
Etablierung von Methoden zur gezielten
Abschaltung von Proteinkinasen in Primärzellinien
und zugleich die Herstellung hochspezifischer
Antikörper zur Validierung der
Abb.: Arrays aus immobilisierten Adenoviren für die Reverse Transduktion und Expression von Genen: Die Infektion einer immobilisierten Zielzelle
mit löslichen Adenoviren kann räumlich umgekehrt werden, indem Adenoviren immobilisiert werden, an die resuspendierte Zellen binden –
reverse Transduktion (links). Erfolgreiche Expression des Gens für das Green Fluorescent Protein (GFP) in Zellen nach reverser Transduktion eines
rekombinanten GFP-übertragenden Adenovirus. Zellen siedeln sich bevorzugt an virale Spots an (rechts).
40 | 6. Jahrgang | Nr. 6/2005 LABORWELT