Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wachstum von Blutgefäßen wird von G-Protein kontrolliert

16.05.2013
Wichtiger Baustein des Zusammenspiels von Gefäßwachstumsfaktoren und ihrer Rezeptoren entdeckt
Die Bildung neuer Blutgefäße spielt in allen Phasen des Lebens eine wichtige Rolle für den Organismus. Forscher des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun neue wichtige Bausteine des Mechanismus identifiziert, über den das Blutgefäßwachstum reguliert wird. Die Wissenschaftler hoffen deshalb, neue Ansatzpunkte zur Behandlung von Tumorerkrankungen entdeckt zu haben.

Zeit seines Lebens bilden sich im Organismus immer wieder neue Blutgefäße. Bereits im frühen Embryo entsteht ein zunächst primitives Blutgefäßsystem, das mit der fortschreitenden Entwicklung der Organe zunehmend komplexer wird. Viele Gewebe entwickeln sich erst nach der Geburt zu Ende. So dauert es rund eine Woche, bis die Netzhaut im Auge vollständig mit Blutgefäßen versorgt ist.
Auch beim Erwachsenen bilden sich ständig neue Gefäße. Neben diesem „normalen“ physiologischen Wachstum spielt die Gefäßbildung bei einer Reihe von Erkrankungen eine wichtige Rolle. Tumoren beispielsweise stimulieren das Wachstum neuer Blutgefäße und stellen so die eigene Nährstoffversorgung sicher.

Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass das Wachstum neuer Blutgefäße, auch als Angiogenese bezeichnet, ein gut untersuchtes Forschungsfeld ist. Zwei Hauptakteure sind schon lange bekannt, die das Auswachsen der Innersten Gefäßschicht, des Endothels, regulieren. Dabei handelt es sich um einen Wachstumsfaktor mit dem Namen VEGF und sowie den VEGF- Rezeptor als passendes Gegenstück. Von letzterem existieren mehrere Subtypen, von denen vor allem der VEGFR-2 im Vordergrund steht.

Ohne G13 weniger Wachstum von Blutgefäßen. Die Abbildung zeigt Gefäße in der Netzhaut von sechs Tage alten Mäusen, links von Kontrolltieren, rechts von Tieren nach gentechnischem Ausschalten von G13 in Gefäßzellen. Bei letzteren werden die Blutgefäße zunächst normal gebildet, nach Ausschalten des Rezeptors wachsen die Gefäße aber deutlich langsamer. Dadurch wird das Gefäßnetz weitmaschiger.
Wettschureck/MPI für Herz- und Lungenforschung

In Geweben mit aktivem Blutgefäßwachstum lassen sich hohe Konzentrationen von VEGF und VEGFR-2 nachweisen. Bereits vor rund fünfzehn Jahren gab es Hinweise darauf, dass einem G-Protein, dem G13, eine Schlüsselposition bei der Regulation der Angiogenese zukommt. Nina Wettschureck aus der Abteilung Pharmakologie am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung hat nun mit ihrem Mitarbeiter Kishor Kumar Sivaraj diesen Faden wieder aufgenommen und neue Erkenntnisse zum molekularen Mechanismus des Blutgefäßwachstums gewonnen.

Dabei untersuchten die Max-Planck-Forscher neben der Angiogenese in Tumoren auch die Rolle von G13 beim physiologischen Gefäßwachstum. Dazu verglichen sie die Blutgefäßdichte in der Netzhaut in zwei unterschiedlichen Gruppen sechs Tage alter Mäuse. „Bei den Wildtyp-Mäusen verlief die Angiogenese auf der Netzhaut wie erwartet. Bei Mäusen, bei denen das G13 ab dem ersten Tag nach der Geburt durch einen gentechnischen Eingriff ausschließlich in Endothelzellen ausgeschaltet war, blieb das Gefäßwachstum allerdings deutlich zurück“, so Wettschureck. Als Ursache hierfür konnten die Forscher eine reduzierte VEGFR-2 Dichte in den Endothelzellen verantwortlich machen.

Ein vergleichbares Ergebnis erhielt Wettschureck in einem Tumormodell. So wuchs ein unter die Haut implantierter Tumor bei Mäusen mit ausgeschaltetem G13-Gen wesentlich langsamer als bei genetisch unveränderten Mäusen. Dies ging wiederum einher mit einem reduzierten Gefäßwachstum bei den Mäusen ohne G13. „Unsere Daten zeigen, dass G13 wichtig ist für das Ablesen des VEGFR-2-Gens. Fehlt G13, wird in den Gefäßzellen kein VEGFR-2 gebildet und deren Wachstum unterdrückt“, sagt Wettschureck.

Der G13-Mechanismus bietet sich nach Wettschurecks Worten für die Entwicklung neuer Therapien an. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Verlust von G13 in Endothelzellen zu einer effizienten Hemmung der Gefäßneubildung im Rahmen des Tumorwachstums führt, während andere Gefäßfunktionen, wie z.B. Blutdruckregulation, nicht gestört sind“, so Wettschureck. Deshalb wollen die Bad Nauheimer Wissenschaftler jetzt untersuchen, auf welche Weise sich eine Endothelzell-spezifische Hemmung des G13-vermittelten Signalweges in Menschen bewerkstelligen lässt.

Originalpublikation:
Kishor Kumar Sivaraj, Mikito Takefuji, Inga Schmidt, Ralf Adams, Stefan Offermanns, Nina Wettschureck: G13 controls angiogeneseis through regulation of VEGFR-2 expression. Developmental Cell (2013), DOI 10.1016/j.devcel.2013.04.008

Kontakt:
Prof. Dr. Nina Wettschureck
Abteilung Pharmakologie
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung
Ludwigstr. 43
61231 Bad Nauheim
nina.wettschureck@mpi-bn.mpg.de

Dr Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpi-bn.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium
07.12.2016 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie