Ein japanisches Forschungsteam der Universität Tokio hat eine innovative Methode entwickelt, um Enzymaktivitäten dreidimensional und hochaufgelöst in Gewebeproben oder ganzen Organen sichtbar zu machen. Wie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, nutzt die Technik speziell entwickelte Sondenmoleküle, die fluoreszierende Farbstoffe im Gewebe verankern, sobald sie durch das Ziel-Enzym aktiviert werden. Durch ein Klärungsverfahren, das Gewebe transparent macht, konnten die Forschenden die Aktivität von Aminopeptidase N (APN) in Mäusenieren detailliert kartieren.

Enzyme sind essenziell für physiologische Prozesse, doch abnorme Aktivitäten stehen oft im Zusammenhang mit Krankheiten wie Tumoren. Bisher fehlten Techniken, um Enzymaktivitäten in ganzen Organen dreidimensional abzubilden, da Fluoreszenzlicht Gewebe kaum durchdringt und Sonden bei der Klärung ausgewaschen werden. Das Team um Shinsuke Sando löste dieses Problem mit einem Sondenmolekül, das aus einem Fluoreszenzfarbstoff (BODIPY), einer Verankerungseinheit und einer Aminosäuregruppe (Alanin) besteht. Aktive APN spaltet die Aminosäure ab, wodurch die Sonde Proteine im Gewebe bindet und auch nach der Klärung erhalten bleibt.

Mit dieser Methode gelang es, die APN-Aktivität in Mäusenieren hochaufgelöst in 3D darzustellen und Unterschiede in einzelnen tubulären Strukturen sichtbar zu machen. Zudem untersuchten die Forschenden APN-Hemmstoffe, wie den Antitumorwirkstoff Actinonin, und stellten unterschiedliche Fluoreszenzmuster fest, die auf variationsreiche pharmakokinetische Eigenschaften hindeuten. Die Technik ermöglicht eine präzise Bewertung von Wirkstoffen und eröffnet neue Perspektiven für die Arzneimittelentwicklung, da sie selbst kleinste zelluläre Veränderungen in ganzen Organen sichtbar macht.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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