Tödliches Licht

Ein Team von ChemikerInnen hat aufgeklärt, welche chemischen Vorgänge bei der sogenannten PUVA-Therapie ablaufen. Dabei werden gezielt Schädigungen an der DNA von erkrankten Zellen hervorgerufen, sodass diese absterben.

UV-Therapie lässt erkrankte Hautzellen sterben

Ein Team von ChemikerInnen hat aufgeklärt, welche chemischen Vorgänge bei der sogenannten PUVA-Therapie ablaufen. Dabei werden gezielt Schädigungen an der DNA von erkrankten Zellen hervorgerufen, sodass diese absterben.

Der Begriff "PUVA" steht für "Psoralen" und "UV-A-Strahlung". Die Psoralene sind pflanzliche Naturstoffe, die aus Doldenblütlern, wie zum Beispiel dem Riesenbärenklau, gewonnen werden können. Mit psoralenhaltigen Pflanzenextrakten wurden bereits im alten Ägypten Hauterkrankungen behandelt. Die moderne medizinische Nutzung begann in der 1950er Jahren. Von da an wurden sie für die lichtabhängige Therapie von Hauterkrankungen wie Schuppenflechte und Weißfleckenkrankheit eingesetzt. In den 1970er Jahren begannen ÄrztInnen, die PUVA-Therapie auch zur Behandlung des kutanen T-Zell-Lymphoms zu nutzen.

Hinsichtlich des Wirkmechanismus war bereits bekannt, dass sich die Psoralene zwischen die Bausteine des Erbmoleküls DNA schieben. Werden sie dann mit UV-Licht bestrahlt, binden sie das Thymin – eine bestimmte Base der DNA – und schädigen dadurch das Erbmolekül irreversibel. Dies wiederum löst den programmierten Zelltod aus, wodurch die erkrankte Zelle schließlich zerstört wird.

ForscherInnen haben nun den genauen Mechanismus dieser Anbindungsreaktion analysiert. Sie setzten dazu die zeitaufgelöste Laserspektroskopie ein. Dabei stellten die WissenschaftlerInnen fest, dass – nachdem das Psoralen-Molekül UV-Licht absorbiert hat – die Kopplung in zwei Schritten erfolgt: Zunächst bildet es eine Einfachbindung mit der DNA-Base Thymin aus. Als zweites entsteht eine weitere Einfachbindung, sodass letztlich ein stabiler Vierring – ein Cyclobutan-Ring – das Psoralen mit der DNA verbindet.

Die ForscherInnen konnten desweiteren zeigen, dass der erste Schritt innerhalb einer Mikrosekunde abläuft, der zweite rund 50 Mikrosekunden benötigt. Sie verglichen diesen Prozess mit der Schädigung der "nackten" DNA durch UV-Licht. Auch hierbei bilden sich häufig Cyclobutan-Ringe, wobei der Vorgang noch erheblich schneller abläuft als derjenige unter Beisein der Psoralene. "Wenn wir verstehen, wie die Reaktionen im Einzelnen ablaufen, können wir gezielt die Psoralene chemisch so verändern, dass die PUVA-Therapie noch effektiver wird“, so die Hoffnung der WissenschaftlerInnen.

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