Molekulare Paketannahme für Sexualhormone

MDC-Wissenschaftler entschlüsseln grundlegenden Mechanismus

Den grundlegenden Mechanismus, wie Sexualhormone an ihre Wirkungsorte gelangen, hat Dr. Annette Hammes aus der Forschungsgruppe von Prof. Thomas Willnow vom Max-Delbrück- Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Aarhus, Dänemark, entschlüsselt. Ein Bindungsmolekül auf der Zelloberfläche, der Rezeptor Megalin (griech. mega=groß), erkennt die Verpackung, in der diese Steroidhormone durch die Blutbahn transportiert werden, und schleust das Hormonpaket in das Zellinnere und von dort in den Zellkern. Megalin ist quasi die molekulare Paketannahme für Sexualhormone. Bisher ging die Forschung davon aus, dass Steroidhormone wahllos in alle Zellen des Körpers dringen, unabhängig davon, ob diese Hormone benötigen oder nicht. „Diese so genannte freie Hormonhypothese gilt nach unseren Erkenntnissen zumindest für diese Steroidhormone nicht in jedem Fall. Es gibt Gewebe, welche große Mengen an Steroiden benötigen und daher einen aktiven Mechanismus zur Aufnahme dieser wichtigen Botenstoffe entwickelt haben“, erläutert Prof. Willnow das Ergebnis der Forschungsarbeit, welche die Fachzeitschrift Cell* (Vol. 122, DOI 10.1016/j.cell.2005.06.032) jetzt veröffentlicht hat.

Megalin-Rezeptoren auf Brustkrebszellen? Interessant könnte das Resultat insbesondere für die Krebsforschung sein. So werden zum Beispiel bei einigen Brusttumoren, die für ihr Wachstum Sexualhormone benötigen, durch Wirkstoffe wie Tamoxifen, Steroidhormonrezeptoren im Kern der Krebszellen blockiert und damit das Tumorwachstum gebremst. Allerdings greift die Therapie auch in den Stoffwechsel gesunder Zellen ein und verhindert, dass diese Sexualhormone nutzen können. Die MDC- Forscher wollen deshalb als Nächstes klären, ob Brustkrebszellen auf ihrer Oberfläche auch spezifische Rezeptoren für die Aufnahme von Sexualhormonen tragen, welche bei gesunden Zellen nicht vorhanden sind. Wenn ja, dann könnten diese Rezeptoren möglicherweise in Zukunft neue Angriffspunkte für eine Krebstherapie sein.

Auf die Spur gebracht haben die Forscher Befunde, die sie vor einigen Jahren gemacht hatten. Damals konnte Prof. Willnow zeigen, dass Vitamin D, wie die Sexualhormone ebenfalls ein Steroidhormon, über den Rezeptor Megalin in die Niere gelangt. Megalin gehört zur Familie der LDL-Rezeptoren, die den Cholesterinstoffwechsel regulieren. Steroidhormone sind Cholesterinabkömmlinge und verhalten sich auch so. Sie sind ebenfalls wasserunlöslich und müssen zum Transport durch den Blutkreislauf verpackt werden.

Steroidhormone haben aber ihre eigenen Trägermoleküle. Für die männlichen und weiblichen Sexualhormone, die Androgene und Östrogene, ist es das sex hormon binding globulin (SHBG), dessen Struktur Prof. Udo Heinemann vom MDC vor einigen Jahren aufklären konnte. In der Zellkultur und im Tierversuch konnten Dr. Hammes und ihre Kollegen jetzt zeigen, dass SHBG mit seiner

Hormonfracht von Megalin erkannt und in die Zelle geschleust wird. Mäuse ohne Megalinrezeptor können keine Sexualhormone aufnehmen, haben unvollständig ausgebildete Geschlechtsorgane und sind unfruchtbar.

* „Impaired development of the reproductive organs in mice lacking megalin, an endocytic receptor for steroid hormones“

*Annette Hammes, Thomas K. Andreassen, Robert Spoelgen, Jens Raila, Norbert Hubner, Herbert Schulz, Jochen Metzger, Florian J. Schweigert, Peter B. Luppa, Anders Nykjaer and Thomas Willnow

*Max-Delbrueck-Center for Molecular Medicine, Berlin; Institute of Nutritional Science, University of Potsdam, Potsdam-Rehbrücke, and Institute for Clinical Chemistry and Pathobiochemistry, Klinikum rechts der Isar, Technical University, Munich, Germany; Department of Medical Biochemistry, University of Aarhus and ReceptIcon ApS, Aarhus, Denmark

+ These authors contributed equally to the study.