Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gendefekt löst endloses Recycling aus

09.12.2014

Gutartige Tumore in der Hirnanhangsdrüse sind dafür verantwortlich, wenn Nebennierenzellen ungebremst das Stresshormon Cortisol ausschütten. Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist es jetzt gelungen, die dahinter stehenden molekularen Prozesse detailliert zu entschlüsseln.

Patienten, die an einem Cushing-Syndrom leiden, sind häufig auf den ersten Blick zu erkennen: Sie nehmen in der Körpermitte deutlich an Gewicht zu, das Gesicht wird runder, der Nacken kräftiger. Neben diesen äußerlichen Anzeichen steigt bei den Betroffenen zumeist der Blutdruck, sie entwickeln eine Muskelschwäche, bekommen Diabetes und werden für Infekte extrem anfällig. Durch eine Operation lässt sich das Cushing-Syndrom in vielen Fällen gut behandeln; unbehandelt sterben die Patienten an Infekten oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Bei der Suche nach den Auslösern dieser Krankheit sind Wissenschaftler aus Würzburg, München und Tokio jetzt einen Schritt weiter gekommen. Sie konnten auf molekularer Ebene die Mechanismen aufdecken, die dafür verantwortlich sind, dass gutartige Tumore der Hirnanhangsdrüse das Cushing-Syndrom auslösen.

Federführend daran beteiligt waren die Professoren Martin Fassnacht (Universitätsklinikum Würzburg), Martin Reincke (Universitätsklinikum München der LMU) und Masayuki Komada (Yokohama, Japan). In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Genetics stellen sie ihre Arbeit vor.

Hormonausschüttung ohne Ende

Ein Hormon ist der Auslöser sämtlicher Symptome des Cushing-Syndroms: Cortisol – in der Umgangssprache auch Kortison genannt. Das Stresshormon nimmt im Stoffwechsel des Menschen wichtige Funktionen ein; erst wenn es unkontrolliert ausgeschüttet wird, stürzt es den Organismus ins Chaos.

Gesteuert wird die Cortisolausschüttung in der Nebenniere von einem weiteren Hormon – dem Adrenocorticotropin (ACTH), das in der Hirnanhangsdrüse produziert wird. Bildet sich dort ein gutartiger Tumor, produziert die Drüse ungebremst ACTH und treibt somit auch den Cortisolspiegel nach oben. Wie das genau geschieht, war bislang allerdings unklar.

„Wir konnten jetzt erstmals zeigen, dass in den Tumorzellen bei über einem Drittel der Patienten eine spezielle Genveränderung eines Enzyms vorliegt, der sogenannten Ubiquitin-spezifischen Protease 8“, erklärt Martin Fassnacht. Ausgangspunkt dieser Entdeckung sei die genaue genetische Charakterisierung von gutartigen Hirnanhangsdrüsentumoren, die ACTH produzieren, gewesen, ergänzt Fassnachts Mitarbeiter und einer der Erstautoren der Publikation, Dr. Silviu Sbiera.

Gendefekt führt zu fataler Kettenreaktion

Ubiquitin-spezifischen Protease 8, kurz USP8, übernimmt eine Schlüsselrolle, wenn es darum geht, im Zellinneren nicht mehr benötigte Proteine zu recyclen. Das gilt auch für den Epidermal-Growth-Factor-Rezeptor: Dieser wird immer dann in der Zelle abgebaut und entsorgt, wenn das USP8-Gen gerade mal nicht aktiv ist. Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, führt die jetzt entdeckte Genmutationen dazu, dass USP8 dauerhaft angeschaltet bleibt.

In der Folge werden also permanent nicht benötigte Proteine des Epidermal-Growth-Factor-Rezeptors recycelt anstatt – wie es eigentlich der Fall sein sollte – entsorgt zu werden. „In einer lebensbedrohlichen Kettenreaktion wird dann zunächst ACTH, und anschließend Cortisol ungezügelt produziert“, erklärt Fassnacht. „Die USP8-Mutationen stellen eine bedeutende Entdeckung dar. Sie eröffnen ganz neue diagnostische und therapeutische Ansätze zur Behandlung des Cushing-Syndroms“, ergänzt Martin Reincke von der LMU.

Beteiligt an dem Forschungsprojekt waren neben den Hormonforschern der Universität Würzburg Arbeitsgruppen der LMU München, des Helmholtz-Zentrums München, am Max-Planck-Institut für Psychiatrie München und am Tokyo Institute of Technology, Yokohama (Japan). Unterstützt wurde die Arbeit unter anderem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des E-Rare-Programms sowie vom Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) der Universität Würzburg.

Das Cushing-Syndrom im Visier

Bei der Suche nach den Ursachen des Cushing-Syndroms waren die Würzburger Endokrinologen um die Professoren Martin Fassnacht und Bruno Allolio in Kooperation mit Dr. Davide Calebiro und Professor Martin Lohse vom Rudolf-Virchow-Zentrum in diesem Jahr bereits mehrfach erfolgreich. So war es ihnen beispielsweise gelungen, Mutationen in einem Gen der Nebenniere als häufige Ursache für eine krankhaft gesteigerte Cortisolausschüttung auszumachen.

Über die Ergebnisse dieser Arbeit berichteten sie im Februar im New England Journal of Medicine. Und erst vor wenigen Tagen konnten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications weitere Entdeckungen publizieren: Dafür haben die Würzburger Forscher unter der Leitung des Pharmakologen Dr. Davide Calebiro die genaue Wirkweise der Mutation in der Nebenniere weiter entschlüsselt.

„Mutations in the deubiquitinase gene USP8 cause Cushing’s disease” Martin Reincke, Silviu Sbiera, Akira Hayakawa, Marily Theodoropoulou, Andrea Osswald, Felix Beuschlein, Thomas Meitinger, Emi Mizuno-Yamasaki, Kohei Kawaguchi, Yasushi Saeki, Keiji Tanaka, Thomas Wieland, Elisabeth Graf, Wolfgang Saeger, Cristina L Ronchi, Bruno Allolio, Michael Buchfelder, Tim M Strom, Martin Fassnacht & Masayuki Komada. Nature Genetics, doi:10.1038/ng.3166

Kontakt

Professor Martin Fassnacht, Medizinische Klinik und Poliklinik I, Universitätsklinikum Würzburg, T: (0931) 201-39021; E-Mail: fassnacht_m@ukw.de

Gunnar Bartsch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: 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...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz