Wie Botox in unsere Zellen schlüpft
Der Beauty-Booster kann viel mehr….
Botox – der Zauberstoff, der Falten verschwinden lässt und in der Medizin wahre Wunder wirkt. Aber hast du dich jemals gefragt, wie dieses potente Nervengift tatsächlich in unsere Zellen gelangt? Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben genau das jetzt geknackt – und das könnte revolutionäre Auswirkungen auf die Schmerztherapie haben.
Ein Beauty-Booster mit medizinischer Power
Botulinum Neurotoxin A1 – besser bekannt als Botox – ist nicht nur das Geheimnis glatter Stirnen und faltenfreier Lachfalten, sondern auch ein kraftvolles Medikament. Es unterbricht die Kommunikation zwischen Nerven und Muskeln, entspannt verkrampfte Partien und wird gegen Beschwerden wie Spastiken oder Migräne eingesetzt. Doch aufgepasst: In zu hoher Dosis kann es gefährlich werden und eine Lähmung der Atemmuskulatur auslösen.
Auf Spurensuche im Zellinneren
Damit Botox noch gezielter und sicherer eingesetzt werden kann, wollten Forscher verstehen, wie das Toxin es eigentlich in unsere Nervenzellen schafft. Bisher war das eine Blackbox, denn niemand hatte eine klare Vorstellung davon, wie das Toxin in voller Länge aussieht, wenn es an die Zellrezeptoren andockt. Und deshalb schwebt über einer Botox-Behandlung auch immer ein wenig Angst. Darüber, was man sich und dem Körper womöglich antut, wenn man es sich spritzen lässt.
High-Tech-Forschung bei frostigen Temperaturen
Und damit man sich das ganz genau ansehen kann, wurde alles eingefroren. Das Team rund um Richard Kammerer und Volodymyr Korkhov setzte deshalb auf Kryo-Elektronenmikroskopie – ein High-Tech-Verfahren, bei dem Proben auf minus 160 Grad Celsius schockgefroren werden. Das verhindert unerwünschte Veränderungen und liefert gestochen scharfe Einblicke in die molekulare Architektur des Nervengifts.
Die verblüffende Verwandlung von Botox
Sobald das Botox in das Zellorganell – das sogenannte synaptische Vesikel – aufgenommen wird, spielt der pH-Wert eine entscheidende Rolle. Bei einem sauren pH-Wert von etwa 5,5 faltet sich das Toxin von einer gestreckten Form in eine kompakte Kugel. Dadurch rücken die entscheidenden Proteinbereiche nah genug an die Membran, sodass das Gift ins Zellinnere übertreten kann. Bleibt der pH-Wert neutral, passiert – nichts. Keine Transformation, kein Transport, keine Wirkung.
Was bedeutet das für uns?
Das mag erklären, warum Botox bei dem einen stark und bei dem anderen kaum wirkt. Auf jeden Fall können Ärzte in der Zukunft Botox noch gezielter in der Schmerztherapie einsetzen, und sie können auch seine Wirkung präziser steuern. Das PSI-Team ist weltweit das erste, das diese Strukturdaten in voller Länge geliefert hat – ein echter Gamechanger für die Medizin und für die Beauty-Industrie.
Eines ist sicher: Die Zukunft von Botox ist weit mehr als faltenfrei – sie könnte auch Millionen Menschen von Schmerzen befreien.
Foto: Volodymyr Korkhov (links) und Richard Kammerer des Zentrums für Life Sciences am PSI haben einen wichtigen Schritt gemacht, um zu verstehen, wie Botulinum Neurotoxin, kurz Botox, in unsere Nervenzellen eindringt. Foto: Mahir Dzambegovic, Paul Scherrer Institut PSI
