Karlsruher Entwicklungsbiologin entschlüsselt zellulären Signalweg

Für die meisten Organismen sind zelluläre Signalwege überlebenswichtig: Sie regulieren Prozesse wie den Blutdruck, Immunreaktionen oder das Ein- und Ausschalten von Genen. Die „Macher“ hinter diesen Prozessen sind Proteinbausteine, welche die notwendigen Informationen über die Signalwege an die Zellen weiterleiten. Dr. Alexandra Schambony, Entwicklungsbiologin am Institut für Zoologie II der Universität Karlsruhe ist es nun erstmals gelungen, an lebenden Embryonen des Krallenfrosches Xenopus einen neuen Signalweg zu identifizieren und biochemisch zu entschlüsseln.

Ihre Ergebnisse veröffentlichte sie im Mai in der Fachzeitschrift „Developmental Cell“.

Wissenschaftlich heißt der neue Signalweg – nach den beteiligten Proteinbausteinen – „Wnt-5a/Ror2“. Er aktiviert das Gen XPAPC (Paraxiales Protocadherin), das in der Embryonalentwicklung beim Krallenfrosch die Bewegungen und Ausrichtung der Zellen steuert. „Es hat mehrere Jahre gedauert, bis wir endlich alle an diesem Signalweg beteiligten Bindungspartner und Botenstoffe gefunden haben“, erklärt Schambony. Mit ihren Ergebnissen wird es in Zukunft möglich sein, bisher unbekannte Phänomene in Zusammenhang mit dem Signalweg besser zu untersuchen: Es gibt Anzeichen dafür, dass Signale über den neu entschlüsselten Weg – in einigen Fällen sogar mit Beteiligung des gleichen Gens XPAPC – bei einer Reihe von erblichen Defekten in der Maus und im Menschen eine große Rolle spielen. Dies spricht für einen entwicklungsgeschichtlich sehr alten Mechanismus. Seine Aufklärung wird das Verständnis schwerer Krebserkrankungen, Haut- aber auch Erbkrankheiten wie Kurzfingrigkeit (Brachydaktylie) und dem Robinow-Syndrom (unter anderem mit Fehlbildungen des Gehirnschädels oder Minderwuchs) deutlich verbessern.

Darüber hinaus ist Wnt-5a bei verschiedenen Tumoren ein Marker für die Prognose des Krankheitsverlaufs. So fördert das Protein bei einigen Haut- und Brustkrebsformen die Bildung von Metastasen der Tumoren. Da der von Dr. Schambony untersuchte Signalweg im Embryo vor allem für die Zellwanderung entscheidend ist, könnte er in den Tumoren eine ähnliche Rolle spielen. Wenn sich diese Hypothese bestätigt, böten sich durch gezielte Hemmung des Signalweges Möglichkeiten zur Therapie dieser Krebserkrankungen.

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Margarete Lehné
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