Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erhöhter Proteinumsatz trägt zur Entstehung von Lungenfibrose bei

27.07.2015

Wissenschaftler des Comprehensive Pneumology Centers (CPC) am Helmholtz Zentrum München haben einen neuen Mechanismus aufgedeckt, der zur Entstehung von idiopathischer Lungenfibrose (IPF) beiträgt. Sie konnten zeigen, dass die pathologische Gewebeveränderung begleitet wird von einem gesteigerten Proteinumsatz durch die zentrale Proteinabbau-Maschinerie der Zelle - das Proteasom. Ihre Studie erschien jetzt im ‚American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine‘.

Die idiopathische Lungenfibrose ist eine sehr aggressive Form der Lungenfibrose, die eine besonders schlechte Prognose hat. Bei dieser tödlichen Erkrankung, für die es bisher keine kausalen Therapien gibt, kommt es zu einer massiven Anreicherung von Binde- und Narbengewebe in der Lunge, was zum zunehmenden Verlust der Lungenfunktion führt. Das Bindegewebe wird insbesondere von sogenannten Myofibroblasten produziert.


PD Dr. Silke Meiners und Nora Semren, Quelle: HMGU

Die Arbeitsgruppe um Privatdozentin Dr. Silke Meiners vom Institut für Lungenbiologie und CPC konnte erstmals zeigen, dass die Aktivierung dieser Myofibroblasten von einem erhöhten Proteinumsatz durch das 26S Proteasom* abhängt.

Hemmung des Proteasoms als möglicher Therapieansatz

In der jetzt erschienenen Studie konnten die Helmholtz-Wissenschaftler eine Aktivierung des 26S Proteasoms sowohl bei der Umwandlung normaler Fibroblasten in Myofibroblasten in vitro wie auch in vivo in zwei unterschiedlichen experimentellen Modellen der Lungenfibrose zeigen. Auch in fibrotischem Lungengewebe von IPF-Patienten war ein erhöhter Proteinumsatz nachweisbar.

„Zudem konnten wir umgekehrt zeigen, dass eine gezielte Hemmung des 26S Proteasoms die Differenzierung von primären menschlichen Fibroblasten der Lunge in Myofibroblasten verhindert, was die essentielle Rolle der Aktivierung des proteasomalen Proteinabbaus für diesen pathologischen Prozess bestätigt“, so Silke Meiners.

„Das Verständnis der Mechanismen, die zur einer Erkrankungen wie der IPF führen, trägt dazu bei dass wir innovative Ansatzpunkte erkennen, die einen therapeutischen Eingriff erlauben“, so Prof. Dr. Oliver Eickelberg, Direktor des Instituts für Lungenbiologie und wissenschaftlicher Leiter des CPC. In weiteren Studien wollen die Helmholtz-Wissenschaftler nun den therapeutischen Einsatz von Substanzen testen, die gezielt das 26S Proteasom hemmen, aber andere Proteasomenkomplexe in der Zelle nicht beeinflussen**.

Zudem spekulieren die Lungenforscher, dass eine Aktivierung des 26S Proteasoms generell bei fibrotischen Erkrankungen, wie beispielsweise des Herzens und der Niere, auftreten könnte, da auch hier die Aktivierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten der krankhaften fibrotischen Gewebsveränderung zu Grunde liegt.

Weitere Informationen

Hintergrund
* Das 26S Proteasom ist eine Art molekularer Schredder, der alte oder fehlerhafte Proteine der Zelle in ihre recyclebaren Einzelteile zerlegt. Es besteht aus einem katalytischen Kern, dem 20S Proteasom, und ein oder zwei 19S Regulatoren, die an die beiden Enden des 20S Komplexes binden und spezifisch den Abbau von Ubiquitin-markierten Proteinen vermitteln. Es wird angenommen, dass ein Großteil der Proteine in der Zelle über diesen Weg abgebaut werden.

**Wie in der Studie mit Hilfe von siRNA, die gegen eine spezifische, essentielle Untereinheit des 19S Regulators gerichtet war, gezeigt, unterdrückte die zielgerichtete Hemmung des 26S Proteasoms erfolgreich eine Differenzierung von Fibroblasten in pathologische Myofibroblasten. Dieser Ansatz ist deutlich spezifischer als der Einsatz katalytischer Proteasominhibitoren, die völlig ungerichtet alle aktiven Proteasomen, also 26S und 20S Proteasomkomplexe, hemmen.

Der Einsatz von Proteasominhibitoren ist wegen ihrer toxischen Nebenwirkungen jenseits maligner Tumorerkrankungen umstritten. Die spezifische Hemmung des 26S Proteasoms stellt hier einen neuartigen und weitaus spezifischeren Ansatz dar, mit dem ungewollte Nebeneffekte vermindert werden könnten, da bevorzugt die Zellen angegriffen werden, die eine Aktivierung des Systems zeigen.

In weiteren Studien wollen die Wissenschaftler den therapeutischen Einsatz von Substanzen testen, die spezifisch mit der 26S Proteasomaktivität interferieren. Es handelt sich hierbei um Moleküle, die die Assemblierung des hochmolekularen 26S Proteasoms aus dem 20S Komplex und den 19S Regulatoren unterbinden. Weitergehend ist ein compound screening nach neuen Substanzen geplant, die eine spezifische 26S Proteasomhemmung bewirken.

Original-Publikation:
Semren, N. et al. (2015). Regulation of 26S proteasome activity in pulmonary fibrosis, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, DOI: 10.1164/rccm.201412-2270OC

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören

Das Institut für Lungenbiologie (iLBD) gehört dem Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) an, einem Zusammenschluss des Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Das CPC verfolgt einen translationalen Forschungsansatz um neue präventive, diagnostische und therapeutische Strategien für chronische Lungenerkrankungen zu entwickeln. Das iLBD führt mit der Untersuchung der Pathomechanismen von Lungenerkrankungen mit zellulären, molekularen und immunologischen Methoden den Schwerpunkt der experimentellen Pneumologie an. Das CPC ist einer von fünf Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).

Ansprechpartner für die Medien:
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 2238 - Fax: +49 89 3187 3324 - E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachlicher Ansprechpartner:
PD Dr. Silke Meiners, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Lungenbiologie, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 4673 - E-Mail: silke.meiners@helmholtz-muenchen.de

Weitere Informationen:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26207697 - Link zur Fachpublikation
http://www.helmholtz-muenchen.de/aktuelles/pressemitteilungen/2015/index.html - Pressemitteilungen Helmholtz Zentrum München
http://www.helmholtz-muenchen.de/ilbd/index.html - Webseite CPC

Kommunikation | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften