transFERRITIN

Also, an welchem Forschungsprojekt arbeitet iGEM Hamburg 2023?
Unser Ziel ist es, Medikamente zielgerichtet zu bösartigen Bakterien zu transportieren. Denn Bakterium ist nicht gleich Bakterium. Viele Bakterien leben auf und in unserem Körper und haben die Aufgabe, uns gesund zu halten.

Doch manchmal fangen wir uns Bakterien ein, die uns krank machen. Diese bösartigen Bakterien werden oft mit Antibiotika bekämpft. Solltest Du jedoch infolge einer viralen Infektion erkranken, wäre jedes Antibiotikum ineffektiv, da Vieren nicht in den Wirkungsbereich von Antibiotika fallen.

Nun aber zurück zu Bakterien, denn leider kann es passieren, dass Bakterien Resistenzen, Schutzmechanismen, gegen Antibiotika entwickeln. So kann es beispielsweise passieren, dass die Bakterien ihre Schutzhülle, auch Zellmembran, verändern, sodass Antibiotika nicht mehr ins Innere des Bakteriums gelangen können, um es zu bekämpfen. Dadurch werden einige Antibiotika nutzlos gegen Bakterien und können uns nicht mehr gesund machen. Das ist ein riesengroßes Problem!

Wir leben jetzt schon in einer Ära, in der antibiotikaresistente Bakterien eine wachsende globale Bedrohung darstellen.

Und da kommen wir ins Spiel! Denn es wäre doch ziemlich gut, wenn wir trotz einiger Schutzmechanismen, wirkende Medikamente in das Innere von bösen Bakterien bekommen würden?
Schon ziemlich gut, richtig? Denn die Antibiotika könnten uns dann ja wieder gesund machen. 😊

Und genau das ist unser Projekt. Mit unserem Projekt transFERRITIN bauen wir ein modulares Medikamententransportsystem, mit dem wir antibakterielle Substanzen spezifisch transportieren möchten.

Dafür nehmen wir uns ein Medikament, welches zu dem bösartigen Bakterium soll, packen dieses in einen Container, beschriften diesen supergut und schicken ihn dann auf die Reise zum Bakterium. Wenn er dann am Zielort ist, muss es nur noch in das Bakterium rein und sein Medikament aus dem Container ins Innere der Bakterienzelle freigeben, um so das böse Bakterium zu bekämpfen.

„Nur noch“ ist dabei gar nicht so einfach, denn um in das Bakterium zu kommen müssen wir irgendwie dessen Zellmembran überwinden.
Wir wollen dieses Problem mit CPPs (Cell penetrating Peptides), Zellen penetrierende (durchdringende) Peptide, lösen. Diese kleinen Proteine funktionieren wie ein Universalschlüssel und sollen uns so den Weg ins Innere des Bakteriums ermöglichen.

Um auch nur die bösen Bakterien zielgerichtet zu finden, wollen wir zusätzlich ausgebildete Spürhunde zur Hilfe nehmen. Nanobodies sind kleinen Antikörperfragmente, die nur in Kontakt mit bestimmten Bakterien treten können, Glück für uns, dass sich die von uns ausgewählten am liebsten an böse Bakterien heften.

Beides wird dann auf dem Container befestigt und ab geht’s.

Jetzt sind wir im besten Falle im Bakterium, wie bekommen wir jetzt das Medikament aus unserem Container? Bevor wir das klären, müssen wir uns Gedanken darüber machen, wie wir das Antibiotikum überhaupt in den Container hineinbekommen. Und was für einen Container wollen wir überhaupt verwenden, solch einen wie sie am Hamburger Hafen genutzt werden, um Waren über den Seeweg von A nach B zu transportieren? Wohl eher nicht.

Aber unser Container hat grob gesagt dieselbe Aufgabe wie die Container am Hamburger Hafen, nur besteht der aus Proteinen und nicht aus Stahl. Wir verwenden einen Container, der in unserem Körper eigentlich die Aufgabe hat, Eisen zu speichern und zu transportieren. Das Tolle an diesem Eisen-Speicher-Container ist nicht nur, dass unser Körper ihn kennt, sondern auch, dass er sehr einfach auseinander gebaut werden kann. Bei bestimmten pH-Werten, der pH-Wert sagt Dir wie sauer etwas ist, zerfällt der Container von ganz allein in seine Einzelteile und bei einem anderen pH-Wert fügt er sich wieder zusammen.

Diese Eigenschaft nutzen wir ganz frech aus. Indem wir den Container erstmal zerfallen lassen, dann unser Medikament dazu geben und den Container dann wieder dazu bringen sich zusammen zu bauen. Im besten Fall hat es so unser Medikament eingeschlossen.

Jetzt müssen wir nur noch die Frage klären, wie wir unser Medikament im Inneren des Bakteriums wieder aus dem Container bekommen. Bakterien kommen uns dabei freundlicherweise zur Hilfe. Denn Bakterien benötigen genauso wie wir Eisen für ihre Stoffwechselprozesse. Da die Bakterien unseren Container nur als einen Eisen-Speicher-Container erkennen und nicht als trojanisches Pferd, was es ja genau genommen ist, bauen sie den Container in ihrem Inneren freudig ab. Dadurch machen die Bakterien den Container kaputt und setzten so unser Medikament frei. Naja, und dann kann das Medikament tun, was es am besten kann, böse Bakterien bekämpfen. :)

Wenn Du noch mehr über unser Projekt erfahren möchtest, kannst Du Dir unsere Wiki-Seite ab dem 13.10.2023 anschauen. Dort findest Du alle wissenschaftlichen Details zu unserem Projekt und kannst Dir anschauen, was wir alles im Labor geleistet haben.

Hier findest Du dann auch einen Link!

Solltest Du noch Fragen zu uns und unserem Projekt transFERRITIN haben, kannst Du uns auch gerne schreiben. Du erreichst und über igem.hamburg@gmail.com