Neue Funktion für Vitamin D3 entdeckt

06.08.2015
Foto: Austritt von Smoothened aus den primären Zilium

Calcitriol bewirkt den Austritt von Smoothened aus den primären Zilium und damit die Hemmung des Hedgehog-Signalweges; © umg/Journal of Biological Chemistry

Forscherteam der Universitätsmedizin Göttingen hat zusammen mit Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrum München eine neue Funktion für ein altes Hormon entdeckt: Das "Sonnenvitamin" Vitamin D3 spielt eine zentrale Rolle in einem Signalweg, der an Entstehung vieler Krebsarten beteiligt ist.

Mutationen im Genom von Körperzellen können zur übermäßigen Aktivierung von Signalwegen und damit zu unbegrenztem Zellwachstum und Entstehung von Krebs führen. Um Ansatzpunkte für zielgerichtete Therapien gegen Krebserkrankungen zu finden, sind genaue Kenntnisse über die physiologische Regulierung von Signalwegen wichtig. Ein Göttinger Forscherteam um Dr. Benedikt Linder und Dr. Anja Uhmann, beide Institut für Humangenetik der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), konnte zusammen mit Kollegen aus der UMG und Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums München erstmals die Zusammenarbeit von zwei wichtigen Transmembranproteinen im sogenannten Hedgehog-Signalweg klären. Dieser Signalweg führt bei übermäßiger Aktivierung oder Entgleisung zu unterschiedlichen Krebsarten, wie Haut-, Hirn- oder Muskeltumoren. Die Forschungsergebnisse wurden veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift The Journal of Biological Chemistry.

Bislang war bekannt, dass die Transmembranproteine "Patched" und „Smoothened“ eine wichtige Rolle bei der Regulierung dieses Signalweges spielen. Wie aber genau die Interaktion zwischen diesen Proteinen abläuft, war bisher nicht entschlüsselt. "Wir wussten, dass diese beiden Proteine nicht durch direkten Kontakt interagieren. Dies führte uns zu der Annahme, dass das Prote-in "Patched" die Freisetzung eines kleinen signalübertragenden Moleküls reguliert, das wiederum das Protein "Smoothened" hemmt", sagt Dr. Benedikt Lin-der, Erstautor der Publikation.

Die Forschungsergebnisse der Göttinger Wissenschaftler bestätigen diese Annahme: Die Forscher fanden heraus, dass "Patched" essentiell ist, um Calcitriol, die hormonell aktive Form des "Sonnenvitamins" Vitamin D3, durch die Membran in den Extrazellularraum zu transportieren. Zusätzlich zeigen ihre Analysen, dass Calcitriol die Funktion von "Smoothened" hemmt, indem es dessen Einwanderung in das primäre Zilium (eine spezialisierte antennenartige Zellstruktur) verhindert. So wird die Aktivierung des Hedgehog-Signalweges blok-kiert. "Wir hatten schon lange vermutet, dass Calcitriol eine entscheidende Rolle im Hedgehog-Signalweg spielt", sagt Dr. Anja Uhmann, Seniorautorin der Publikation. "Unsere Daten geben einen entscheidenden Hinweis darauf, dass Calcitriol der erste physiologisch existente Hemmstoff des Signalwegs ist."

Die vorliegenden Forschungserkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten, um zielgerichtete Therapieansätze zur Behandlung von Hedgehog-assoziierten Krebserkrankungen zu entwickeln. Daher untersuchten die Forscher weiter, ob die Wirkung von Calcitriol auf den Hedgehog-Signalweg durch Kombination mit anderen Stoffen verstärkt werden kann. Tatsächlich fanden sie an kultivierten Zellen heraus, dass das Antimykotikum Itrakonazol die Wirkungsweise von Calcitriol verstärkt, somit also beide Stoffe synergistisch den Hedgehog-Signalweg hemmen.

MEDICA.de; Quelle: Universitätsmedizin Göttingen

Mehr zur Universitätsmedizin Göttingen unter: www.med.uni-goettingen.de