Die Idee zum ersten Trisomie-21-Medikament

Zu viel Schwefelwasserstoff in den Zellen von Menschen mit dem Downsyndrom hemmt den Energiehaushalt.

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Mittlerweile ist es möglich, die molekulare Funktionsweise von Zellen zu untersuchen, ohne sie zu zerstören. (Bild: Keystone/Gaetan Bally)

Mittlerweile ist es möglich, die molekulare Funktionsweise von Zellen zu untersuchen, ohne sie zu zerstören. (Bild: Keystone/Gaetan Bally)

(chm) Bis heute gibt es keine Behandlung des Downsyndroms. Menschen, die mit Trisomie 21 zur Welt kommen, können zwar mit Therapien gefördert werden, doch die Behinderung, die durch den Chromosomenfehler entsteht, kann nicht vermieden werden.

Nun hat ein Forschungsteam der Universität Freiburg Hinweise auf einen Mechanismus gefunden, der zur Beeinträchtigung des Stoffwechsels von Menschen mit Downsyndrom beiträgt. Ihr Organismus scheint durch einen Überschuss an Schwefelwasserstoff (H2S) vergiftet zu sein, der durch ein Gen auf Chromosom 21 verursacht wird. Dieses Ergebnis könnte es möglich machen, einige der wichtigsten Auswirkungen des Downsyndroms zu behandeln. Teamleiter Csaba Szabo erklärt:

«Wir haben menschliche Zellen mit und ohne Downsyndrom unter dem Gesichtspunkt der H2S-Vergiftung untersucht»

Dies zeigte, dass Down-Zellen einen hohen Gehalt an Schwefelwasserstoff enthalten, sowie eines Proteins, das an der Produktion von Schwefelwasserstoff beteiligt ist. Besonders wichtig sei die Entdeckung, dass bei der Unterdrückung der Produktion von H2S die betroffenen Zellen ihre volle Kapazität zur Energieerzeugung wiedererlangten. «Wenn wir diese Erkenntnisse auf Neuronen übertragen, können wir hoffen, dass die Hemmung der überschüssigen Produktion von H2S die neuronalen und kognitiven Funktionen beim Downsyndrom verbessert», so Szabo.

Durch Schwefelwasserstoff vergiftete Zellen

Die Idee hinter diesen Forschungsergebnissen wurde erstmals 2003 vom französischen Forscher Pierre Kamoun vorgestellt. Kamoun, ein angesehener Spezialist in der Down-Forschung, vermutete, dass Zellen durch einen Überschuss an Schwefelwasserstoff vergiftet würden. Dass die Zellen von Menschen mit Downsyndrom im Schwefelwasserstoff «schwimmen» beschädigt die Mitochondrien, jene winzigen Organellen, welche die Energie in unseren Zellen liefern.

Doch warum hat es so lange gedauert, die Hypothese von Pierre Kamoun zu überprüfen? Damals war die Rolle von Schwefelwasserstoff als gasförmiger Transmitter im Körper noch wenig bekannt. Csaba Szabo sagt, das Gebiet der H2S-Biologie habe sich stark weiterentwickelt, 

«sodass es inzwischen legitim ist, anzunehmen, dass H2S eine regulierende Rolle in unseren Zellen spielt».

Es gab zudem technische Verbesserungen: Mittlerweile ist es möglich, die molekulare Funktionsweise von Zellen zu untersuchen, ohne sie zu zerstören. Das Team konnte im Labor die Produktion von Sulfid und dessen Auswirkung auf lebende menschliche Zellen beobachten.

Basierend auf diesen Ergebnissen, haben andere Forschende nun die Möglichkeit, klinische Studien zu entwerfen und durchzuführen, welche die Produktion von H2S reduzieren können. «Wir müssen aber sehr vorsichtig sein», betont Szabo. «Viele Menschen haben bereits Entdeckungen gemacht, die für das Verständnis des Downsyndroms hätten hilfreich sein können. Das führte später zu Enttäuschungen, als die Entdeckungen nicht weiterhalfen.»

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Jürg Ackermann