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 Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise