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Eine Schlüsselrolle in Hinblick auf ihre hohe Wirksamkeit spielt das zielgenaue und stabile Andocken der Botulinum Neurotoxine an spezifische Rezeptormoleküle in der Membran von Nervenzellen (Neuronen). Bislang ging man davon aus, dass die gleichzeitige Bindung an zwei Rezeptoren – einem Neuronen-spezifischen Proteinmolekül sowie einem komplexen Zuckermolekül (Gangliosid) – dafür sorgt, dass die für die Aufnahme in die Neuronen notwendige stabile Verankerung vermittelt wird. Wissenschaftler haben nun jedoch erstmals gezeigt, dass zusätzlich noch eine dritte Bindung direkt an die Lipidmembran notwendig ist, um die hohe Toxizität der Botulinum Neurotoxine zu vermitteln
Modell, wie die Integration der Lipid-bindenden Schlaufe in die Lipidmembran zur

Vergiftungen mit Botulinum Neurotoxinen (BoNTs) sind seltene, aber lebensbedrohliche Erkrankungen. Sie werden unter anderem durch verdorbene Lebensmittel verursacht, in denen sich durch unsachgemäße Herstellung BoNT-produzierende Bakterien der Gattung Clostridium vermehren konnten. BoNTs gelten als die giftigsten bekannten Substanzen überhaupt, da bereits kleinste Mengen in der Lage sind, zielgenau die Übertragung von Nervenimpulsen auf die Muskulatur zu unterbinden. Hierdurch werden Lähmungserscheinungen hervorgerufen, die beim Krankheitsbild Botulismus zum Tod durch Atemlähmung führen können. Um Botulismus zu diagnostizieren, sind bislang sehr belastende Tierversuche mit Mäusen vorgeschrieben. Einem Forscherteam unter Federführung des Robert Koch-Instituts ist es nun gelungen, eine alternative Methode für den Nachweis der klinisch relevanten BoNTs zu entwickeln. Die Methode wurde 2019 im Fachmagazin Scientific Reports publiziert (www.nature.com/articles/s41598-019-41722-z) und wurde im Juni 2021 mit dem 3. Hamburger Forschungspreis für Alternativen zum Tierversuch ausgezeichnet.
Schematische Darstellung der Botulinum Neurotoxine und Modell der Wirkungsweise,

Vergiftungen mit Botulinum Neurotoxinen (BoNTs) sind seltene, aber lebensbedrohliche Erkrankungen. Sie werden unter anderem durch verdorbene Lebensmittel verursacht, in denen sich durch unsachgemäße Herstellung BoNT-produzierende Bakterien der Gattung Clostridium vermehren konnten. BoNTs gelten als die giftigsten bekannten Substanzen überhaupt, da bereits kleinste Mengen in der Lage sind, zielgenau die Übertragung von Nervenimpulsen auf die Muskulatur zu unterbinden. Hierdurch werden Lähmungserscheinungen hervorgerufen, die beim Krankheitsbild Botulismus zum Tod durch Atemlähmung führen können. Um Botulismus zu diagnostizieren, sind bislang sehr belastende Tierversuche mit Mäusen vorgeschrieben. Einem Forscherteam unter Federführung des Robert Koch-Instituts ist es nun gelungen, eine alternative Methode für den Nachweis der klinisch relevanten BoNTs zu entwickeln. Die Methode wurde 2019 im Fachmagazin Scientific Reports publiziert (www.nature.com/articles/s41598-019-41722-z) und wurde im Juni 2021 mit dem 3. Hamburger Forschungspreis für Alternativen zum Tierversuch ausgezeichnet.
Schematische Darstellung der Botulinum Neurotoxine und Modell der Wirkungsweise,

Das Robert Koch-Institut hat die Gesundheit der Bevölkerung (Public Health) im Blick und ist eine der ältesten Einrichtungen dieser Art weltweit. Wesentliche Grundlage seiner Arbeit ist die Forschung. Dadurch ist das RKI in der Lage, Gesundheitsrisiken verlässlich einordnen zu können und Empfehlungen zur Verbesserung der Gesundheit der Bevölkerung zu erarbeiten. Das Institut wurde nach seiner Gründung 1891 bis 1904 von Robert Koch geleitet, dem Arzt und Forscher, der als erster am Beispiel Milzbrand den Zusammenhang zwischen einem Infektionserreger und einer Krankheit herausfand, später den Erreger der Tuberkulose entdeckte und dafür 1905 mit dem Nobelpreis für Medizin aus-gezeichnet wurde.
© RKI Modell des HI-Virus aus den 1980er Jahren.

Das Robert Koch-Institut hat die Gesundheit der Bevölkerung (Public Health) im Blick und ist eine der ältesten Einrichtungen dieser Art weltweit. Wesentliche Grundlage seiner Arbeit ist die Forschung. Dadurch ist das RKI in der Lage, Gesundheitsrisiken verlässlich einordnen zu können und Empfehlungen zur Verbesserung der Gesundheit der Bevölkerung zu erarbeiten. Das Institut wurde nach seiner Gründung 1891 bis 1904 von Robert Koch geleitet, dem Arzt und Forscher, der als erster am Beispiel Milzbrand den Zusammenhang zwischen einem Infektionserreger und einer Krankheit herausfand, später den Erreger der Tuberkulose entdeckte und dafür 1905 mit dem Nobelpreis für Medizin aus-gezeichnet wurde.
© RKI Modell des HI-Virus aus den 1980er Jahren.

Das Robert Koch-Institut hat die Gesundheit der Bevölkerung (Public Health) im Blick und ist eine der ältesten Einrichtungen dieser Art weltweit. Wesentliche Grundlage seiner Arbeit ist die Forschung. Dadurch ist das RKI in der Lage, Gesundheitsrisiken verlässlich einordnen zu können und Empfehlungen zur Verbesserung der Gesundheit der Bevölkerung zu erarbeiten. Das Institut wurde nach seiner Gründung 1891 bis 1904 von Robert Koch geleitet, dem Arzt und Forscher, der als erster am Beispiel Milzbrand den Zusammenhang zwischen einem Infektionserreger und einer Krankheit herausfand, später den Erreger der Tuberkulose entdeckte und dafür 1905 mit dem Nobelpreis für Medizin aus-gezeichnet wurde.
© RKI Modell des HI-Virus aus den 1980er Jahren.

Die Ständige Impfkommission (STIKO) entwickelt Impfempfehlungen für Deutschland und berücksichtigt dabei nicht nur deren Nutzen für das geimpfte Individuum, sondern auch für die gesamte Bevölkerung. Die STIKO orientiert sich dabei an den Kriterien der evidenzbasierten Medizin.
Zusätzlich muss üblicherweise ein mathematisches Modell entwickelt werden, um die

Eine Schlüsselrolle in Hinblick auf ihre hohe Wirksamkeit spielt das zielgenaue und stabile Andocken der Botulinum Neurotoxine an spezifische Rezeptormoleküle in der Membran von Nervenzellen (Neuronen). Bislang ging man davon aus, dass die gleichzeitige Bindung an zwei Rezeptoren – einem Neuronen-spezifischen Proteinmolekül sowie einem komplexen Zuckermolekül (Gangliosid) – dafür sorgt, dass die für die Aufnahme in die Neuronen notwendige stabile Verankerung vermittelt wird. Wissenschaftler haben nun jedoch erstmals gezeigt, dass zusätzlich noch eine dritte Bindung direkt an die Lipidmembran notwendig ist, um die hohe Toxizität der Botulinum Neurotoxine zu vermitteln
Modell, wie die Integration der Lipid-bindenden Schlaufe in die Lipidmembran zur

Eine Schlüsselrolle in Hinblick auf ihre hohe Wirksamkeit spielt das zielgenaue und stabile Andocken der Botulinum Neurotoxine an spezifische Rezeptormoleküle in der Membran von Nervenzellen (Neuronen). Bislang ging man davon aus, dass die gleichzeitige Bindung an zwei Rezeptoren – einem Neuronen-spezifischen Proteinmolekül sowie einem komplexen Zuckermolekül (Gangliosid) – dafür sorgt, dass die für die Aufnahme in die Neuronen notwendige stabile Verankerung vermittelt wird. Wissenschaftler haben nun jedoch erstmals gezeigt, dass zusätzlich noch eine dritte Bindung direkt an die Lipidmembran notwendig ist, um die hohe Toxizität der Botulinum Neurotoxine zu vermitteln
Modell, wie die Integration der Lipid-bindenden Schlaufe in die Lipidmembran zur

Eine Schlüsselrolle in Hinblick auf ihre hohe Wirksamkeit spielt das zielgenaue und stabile Andocken der Botulinum Neurotoxine an spezifische Rezeptormoleküle in der Membran von Nervenzellen (Neuronen). Bislang ging man davon aus, dass die gleichzeitige Bindung an zwei Rezeptoren – einem Neuronen-spezifischen Proteinmolekül sowie einem komplexen Zuckermolekül (Gangliosid) – dafür sorgt, dass die für die Aufnahme in die Neuronen notwendige stabile Verankerung vermittelt wird. Wissenschaftler haben nun jedoch erstmals gezeigt, dass zusätzlich noch eine dritte Bindung direkt an die Lipidmembran notwendig ist, um die hohe Toxizität der Botulinum Neurotoxine zu vermitteln
Modell, wie die Integration der Lipid-bindenden Schlaufe in die Lipidmembran zur