Samstag, 24. August 2019
Navigation öffnen
Anzeige:
Fachinformation

Medizin

12. Juli 2018 Struktur zellulärer Ventile eröffnet neue Therapieansätze

UZH-Biochemiker haben den detaillierten Aufbau eines volumenregulierten Chloridkanals ermittelt. Dieses zelluläre Ventil wird aktiviert, um zu verhindern, dass die Zellen bersten, wenn sie anschwellen. Das Protein spielt auch eine wichtige Rolle in der Aufnahme von Chemotherapeutika und der Freisetzung von Neurotransmittern bei einem Hirnschlag. Den Chloridkanal gezielt zu regulieren, ist eine vielversprechende Strategie für neue Therapien.
Anzeige:
Fachinformation
Die Zellen des menschlichen Körpers sind von Membranen umhüllt und stehen mit ihrer Umgebung im osmotischen Gleichgewicht. Verringert sich die Konzentration gelöster Teilchen in der Flüssigkeit, die die Zellen umgibt, beginnen diese zu schwellen. Im Extremfall kann dies dazu führen, dass die Zellen bersten. Um dies zu verhindern, aktivieren die Zellen volumenregulierte Chloridkanäle (VRACs) der LRRC8-Protein-Familie. Nimmt das Zellvolumen durch einströmendes Wasser zu, öffnen sich diese Ventile in der Zellmembran. Negativ geladene Chloridionen und ungeladene Osmolyte treten aus und die Zelle nimmt wieder ihren ursprünglichen Zustand ein.

Aufbau eines volumenregulierten Chloridkanals

Obwohl sie erst vor 5 Jahren entdeckt wurden, sind bereits einige Eigenschaften dieser Zellventile bekannt: So steuern VRACs etwa die Aufnahme von Zytostatika in der Krebstherapie oder verursachen die unkontrollierte Ausschüttung von Neurotransmittern ins Gehirn als Folge eines Schlaganfalls. Bisher unbekannt war hingegen ihre räumliche Struktur und damit die Art und Weise, wie die Kanäle selektiv nur bestimmte Substanzen durch die Membran schleusen. Forschende am Biochemischen Institut der Universität Zürich haben dieses Rätsel nun gelöst. Das Team unter der Leitung von UZH-Professor Raimund Dutzler präsentiert erstmals die detaillierte molekulare Struktur eines VRACs, die mithilfe von Kryo-Elektronenmikroskopie und Kristallstrukturanalyse bestimmt wurde. Zudem analysierten sie die Funktionsweise des Ionenkanals mit elektrophysiologischen Methoden.

Von der Form zur Funktion

Das VRAC-Eiweiß besteht aus sechs Untereinheiten. Angeordnet um eine gemeinsame Achse bilden diese den Kanal. Das Protein, das in der Zellmembran sitzt, enthält eine kleine Region, die nach außen ragt, und einen großen Bereich, der sich im Zellinnern befindet. Dieser innere Teil dürfte eine wichtige Rolle bei der Aktivierung des Kanals spielen. An der Außenseite der Membran begrenzt eine Verengung die Porengröße des Ionenkanals und fungiert als eine Art Filter. «In dieser Region besteht das Protein aus positiv geladenen Aminosäuren, die negativ geladene Chloridionen anziehen und durchschleusen. Große Teilchen jedoch werden daran gehindert, die Zellhülle zu durchqueren», sagt Raimund Dutzler.

Therapieansätze bei Gehirnschwellungen und Krebs

Mit ihrer Arbeit schaffen die UZH-Forschenden die Grundlage, die molekularen Mechanismen, mit denen Zellen ihr Volumen regulieren, besser zu verstehen. "Dieses Wissen liefert wertvolle Ansätze, um neue Medikamente zu entwickeln", betont Dutzler. Beispielsweise schwellen Astrozyten im Gehirn bei cerebraler Ischämie oder einem Schlaganfall an, wodurch der Neurotransmitter Glutamat ausgeschüttet wird – mit schädlichen Folgen für die Betroffenen. Entsprechend dürften Substanzen, die den Ionenkanal gezielt blockieren, zu neuen Behandlungsmöglichkeiten führen. Eine andere Anwendung zeichnet sich in der Krebstherapie ab: Lässt sich das Zellventil selektiv aktivieren, würde das die Aufnahme von Zytostatika in die Krebszellen verbessern.

Quelle: Universität Zürich

Literatur:

Dawid Deneka, Marta Sawicka, Andy K. M. Lam et al.
Structure of a volume-regulated anion channel of the LRRC8 family.
Nature. May 16, 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0134-y
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29769723


Das könnte Sie auch interessieren

Deutsche Bevölkerung hat große Angst vor Krebs und weiß wenig über moderne Krebstherapien

„Vor welcher Krankheit haben Sie persönlich am meisten Angst, dass Sie daran erkranken könnten?“ – Diese Frage stellte das Meinungsforschungsinstitut forsa in einer aktuellen repräsentativen Umfrage. Ergebnis: 57 Prozent der befragten Deutschen nennen Krebs an erster Stelle. Damit führt Krebs das Feld der gefürchtetsten Krankheiten mit großem Abstand an. Wie gleichzeitig ermittelt wurde, hat nur ein Drittel der Befragten* in letzter Zeit...

Darmkrebspatienten benötigen spezialisierte Anlaufstelle und Interessenvertretung

Darmkrebspatienten benötigen spezialisierte Anlaufstelle und Interessenvertretung
© Fotolia / cryonoid_media

Mit einem Pressegespräch am 19. April in Berlin nimmt EuropaColon Deutschland e. V. seine Tätigkeit als spezialisierte Anlaufstelle und Interessenvertretung von Darmkrebspatienten auf. Der neu gegründete Verein ist die deutsche Tochter der seit zwölf Jahren europaweit aktiven Patientenorganisation EuropaColon, die in 24 Ländern Europas Menschen mit Darmkrebs unterstützt und gegenüber der Gesundheitspolitik für deren Interessen eintritt. Der Verein soll Anlaufstelle...

Vom Telemedizin-Netzwerk bis zur Ersthelfer-App: Medizintrends mit Zukunft

Die Deutschen werden immer älter. Chronische Leiden wie Demenz oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen künftig das Gesundheitssystem auf die Probe. Medizinforscher und Gesundheitsexperten aller Branchen arbeiten längst unter Hochdruck an neuen Lösungen für die Gesundheitsversorgung von morgen. In die Karten spielen ihnen dabei die Digitalisierung und der Trend zur Vernetzung im Gesundheitswesen. Das zeigt auch der Wettbewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Struktur zellulärer Ventile eröffnet neue Therapieansätze"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.


ASCO 2019
  • Metastasiertes klarzelliges RCC: Frontline-Therapie mit Pembrolizumab + Axitinib verbessert Überleben gegenüber Sunitinib auch bei intermediärem/ungünstigem Risikoprofil und Tumoren mit sarkomatoiden Anteilen
  • Erhaltungstherapie mit Pembrolizumab nach einer Erstlinienchemotherapie verzögert Progress beim metastasierten Urothelkarzinom
  • Fortgeschrittenes Magenkarzinom und AEG: Pembrolizumab ist Standard-Chemotherapie nicht unterlegen bei besserer Verträglichkeit
  • Ermutigende Ergebnisse mit Pembrolizumab in der Zweitlinientherapie des fortgeschrittenen HCC
  • 5-Jahres-Daten der KEYNOTE-001 Studie bestätigen langanhaltenden Überlebensvorteil durch Pembrolizumab beim fortgeschrittenen NSCLC
  • Pembrolizumab + Chemotherapie firstline bei metastasiertem nicht-plattenepithelialen NSCLC: Medianes OS, PFS und PFS2 nahezu verdoppelt
  • Fortgeschrittenes Endometriumkarzinom: Kombination Pembrolizumab + Lenvatinib wird in Phase-III-Studie getestet
  • Metastasiertes Melanom: Immunbedingte Nebenwirkungen unter Pembrolizumab assoziiert mit längerem rezidivfreien Überleben
  • Pembrolizumab + Platin-basierte Chemotherapie oder Pembrolizumab als Monotherapie erfolgreich in der Erstlinie bei rezidivierenden/metastasierenden Kopf-Hals-Tumoren