Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Protein Überleben von Krebszellen begünstigt

28.01.2010
Publikation in Nature mit Beteiligung von Wissenschaftlern der Humboldt-Universität zu Berlin

Einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung von Anke Roth und Prof. Christoph Arenz vom Institut für Chemie der Humboldt-Universität zu Berlin ist ein wichtiger Einblick in die Wirkungsweise des Proteins Hsp 70 gelungen, das möglicherweise das Absterben von Krebszellen hemmt.

Das Protein ist ein sogenanntes molekulares Chaperon, was auf Deutsch "Anstandsdame" oder "Aufpasser" bedeutet. Es stellt das Überleben von Zellen unter ungünstigen äußeren Bedingungen wie beispielsweise Stress sicher. Zellen antworten normalerweise auf fortdauernden Stress mit der Einleitung des programmierten Zelltods. Das Absterben von Zellen kann einerseits im Zusammenhang mit entzündlichen Erkrankungen fatale Folgen bis hin zum Organversagen haben. Andererseits ist der programmierte Zelltod sehr wichtig für eine Vielzahl von Prozessen. Eine verminderte oder fehlende Befähigung zum programmierten Zelltod ist beispielsweise auch ein entscheidendes Charakteristikum von Krebszellen. Daher ist die Frage, auf welche Weise Hsp70 dieser wichtigen zellulären Antwort, beispielsweise bei einer Strahlentherapie von Tumoren, entgegenwirkt, für Wissenschaftler von besonderem Interesse.

Die Biologin Marja Jäättelä vom Dänischen Krebs-Zentrum in Kopenhagen hat herausgefunden, dass dieses Protein bei zellulärem Stress oder auch in Krebszellen in bestimmte Bereiche der Zelle, die sogenannten Lysosomen gelangt. Die Berliner Forscher konnten dabei nachweisen, dass Hsp70 innerhalb der Lysosomen an ein definiertes Lipid bindet und offenbar gerade dadurch zum Überleben der Zellen beiträgt. Dies ist besonders interessant, da es bereits pharmakologische Wirkstoffe gibt, die diesem Überlebensmechanismus entgegenwirken könnten, da sie an das besagte Lipid binden und dadurch die Anbindung des Hsp70 verhindern. Derartige Wirkstoffe könnten daher für zukünftige Krebstherapien beispielsweise in Kombination mit einer Strahlen- oder Chemotherapie interessant sein.

Auch bei der tödlich verlaufenden Stoffwechsel-Erkrankung Morbus Niemann-Pick spielt das molekulare Chaperon eine Rolle, hier könnte es möglicherweise einen therapeutischen Effekt haben. Die HU-Wissenschaftlerin Anke Roth fand in ihren Experimenten heraus, dass Hsp70 überraschenderweise auch mit dem Enzym ASM (acid sphingomyelinase) interagiert. Hsp70 und ASM aktivieren sich offenbar gegenseitig. Bei Patienten der Niemann-Pick-Krankheit ist die ASM-Aktivität jedoch zu niedrig. In ihren Zellen kann Hsp70 seine schützende Wirkung für die Zelle offenbar nicht voll entfalten; nach den neuesten Erkenntnissen möglicherweise, weil die aktivierende Wirkung der ASM fehlt. Entscheidend könnte die Beobachtung sein, dass verabreichtes Hsp70 in Zellen von Niemann-Pick-Patienten die Aktivität von ASM stark heraufsetzen kann. Auch wenn ASM und Hsp70 gemeinsam gegeben wurden, hatte Hsp70 einen verstärkenden Effekt auf ASM. Die Verabreichung von ASM alleine wird zurzeit unter anderem in den USA und Deutschland an Patienten der Niemann-Pick-Krankheit als Behandlungsoption klinisch erprobt. Hier könnte also die gemeinsame Gabe von ASM und Hsp70 einen therapeutischen Effekt deutlich verstärken.

Die Herstellung von Wirkstoffen zur Behandlung der Niemann-Pick Krankheit ist ein Ziel, das sich die Arbeitsgruppe von Prof. Arenz schon seit längerem auf die Fahnen geschrieben hat. In einem von der Volkswagenstiftung seit 2006 geförderten Projekt versuchen die Forscher auf der Basis von kleinen Molekülen, Chaperone auf chemischen Weg zu entwickeln, die gezielt die ASM stabilisieren und aktivieren können. Diese kleinen Moleküle könnten vielleicht eine ähnliche Wirkung auf Zellen von Niemann-Pick-Patienten haben, wie sie nun für das Hsp70 entdeckt wurde. Anders als das Protein Hsp70, das im Falle einer therapeutischen Verwendbarkeit intravenös verabreicht werden müsste, könnten die kleinen Moleküle vermutlich einfach in Form von Tabletten eingenommen werden.

Publikation:
T. Kirkegaard, A. G. Roth, N. H. T. Petersen, A. K. Mahalka, O. D. Olsen, I. Moilanen, A. Zylicz, J. Knudsen, K. Sandhoff, C. Arenz, P. K. J. Kinnunen, J. Nylandsted, M. Jäättelä Hsp70 stabilizes lysosomes and reverts Niemann-Pick disease-associated lysosomal pathology.
Nature (28. Januar 2010)
Internet: www.nature.com
WEITERE INFORMATIONEN
Prof. Dr. Christoph Arenz
Institut für Chemie
Humboldt-Universität zu Berlin
Brook-Taylor-Str. 2
12489 Berlin
Tel. 030 2093-8393
E-Mail: christoph.arenz@chemie.hu-berlin.de

Mirja Behrendt | idw
Weitere Informationen:
http://www.hu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie