Warum das Malariamedikament Artemisinin Nerven schädigen kann

Schematische Darstellung des Rezeptor-Artemisinin – Konkurrenz um eine gemeinsame Bindungsstelle in Gephyrin. /Vikram Kasaragod, Rudolf-Virchow-Zentrum

Würzburg – Das Malariamedikament Artemisinin greift in die Signalweiterleitung von Nervenzellen ein. Würzburger Wissenschaftler konnten nun die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen aufklären. Ihre Ergebnisse sind in den Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America erschienen (PNSA 2020, DOI: 10.1073/pnas.2008695117).

Wie die Forschungsgruppe von Hermann Schindelin vom Rudolf-Virchow-Zentrum – Center for Integrative and Translational Bioimaging der Universität Würzburg zeigen konnte, hemmt Artemisinin die Herstellung des Neurotransmitters Gamma-Aminobuttersäure (GABA). In der aktuellen Studie konnten die Forscher die genaue Struktur der Bindungsstelle von Artemisinin aufklären.

Der Neurotransmitter GABA wird danach in der präsynaptischen Zelle von dem Enzym GAD gebildet. Damit dieses Enzym funktionieren kann, benötigt es einen Co-Faktor, das Vitamin B6. Dieses Vitamin wird von einem weiteren Enzym, der Pyridoxalkinase (PDXK), synthetisiert.

Der Vorläufer des Vitamins B6 dockt dabei an eine spezielle Bindestelle des Enzyms PDXK an. Mittels Röntgenkristallstrukturanalyse konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Bindestellen für die Vitamin-B6-Vorstufe und den Wirkstoff Artemisinin teilweise überlappen und Artemisinin dadurch die Bindung der Vitaminvorstufe verhindert.

„Wir untersuchten auch direkt die enzymatische Reaktion von PDXK und zeigten, dass die Bildung des Co-Faktors Vitamin B6 gehemmt wird und damit indirekt auch die Synthese des Neurotransmitters GABA,“ erklärt Anabel Pacios-Michelena, Doktorandin in der Arbeitsgruppe und eine der beiden Erstautoren der Studie.

„Ein Mangel an Vitamin B6 wird mit zahlreichen neurologischen und Stoffwechselstörungen in Zusam­menhang gebracht, was die Bedeutung dieser Enzymreaktion nochmals verdeutlicht,“ erläutert Vikram Babu Kasaragod, ehemaliger Postdoktorand in der Forschungsgruppe und ebenfalls Erstautor der Studie. © hil/aerzteblatt.de