Krebsforschung – Warum Zellen den „Eisentod“ sterben Krebsforschung – Warum Zellen den „Eisentod“ sterben
Die Ferroptose bezeichnet eine erst vor kurzem entdeckte Form des Zelltods. Dessen Ursache war bisher größtenteils noch unbekannt. Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München stellen... Krebsforschung – Warum Zellen den „Eisentod“ sterben
Die Ferroptose bezeichnet eine erst vor kurzem entdeckte Form des Zelltods. Dessen Ursache war bisher größtenteils noch unbekannt. Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München stellen ein zentrales Enzym vor, welches das tödliche Signal überhaupt erst möglich macht. Die Erkenntnisse könnten auch in der Forschung zu Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen Impulse setzen.

Wie der Name schon vermuten lässt, handelt es sich bei der 2012 entdeckten Ferroptose um den organisierten Zerfall von Zellen (griechisch ptosis: der Fall). Dabei spielt das zelluläres Eisen (lateinisch ferrum) eine wichtige Rolle . „Die einzelnen Mechanismen dieses Zelltodes kristallisieren sich erst langsam heraus und unsere Ergebnisse sind ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Ferroptose“, so Dr. Marcus Conrad, Leiter der Studie und Kopf einer Arbeitsgruppe des Instituts für Entwicklungsgenetik am Helmholtz Zentrum München.

Zusammen mit seinem Team und Kollegen von der Universität Pittsburgh konnte er zeigen, dass das Fettsäurestoffwechsel-Enzym ACSL4 (Der Name bezeichnet eine Abkürzung für ein Molekül des Fettsäurestoffwechsels: Acyl-CoA synthetase long-chain family member 4.) eine zentrale Rolle in der Ferroptose spielt. Denn um den tödlichen Mechanismus auszulösen, muss in der Zelle eine bestimmte Menge an oxidierten Fettmolekülen in der Zellmembran vorliegen. „ACSL4 stellt diese Ausgangsstoffe für das tödliche Lipidsignal bereit und trägt dazu bei, sie in Form von langen ungesättigten Fettsäuren in den Zellmembranen einzulagern“, so Doktorand Sebastian Doll, Erstautor einer der beiden Arbeiten. „Bislang ging man davon aus, dass die Eisen-abhängige Lipidoxidation zufällig auftritt, allerdings zeigen unsere Daten, dass ACSL4 wesentlich zur Entstehung von oxidierten Lipidsignalen bei der Ferroptose beiträgt.“

Zelle, Grafik von https://pixabay.com/de/zelle-biologie-anatomie-145907/

Zelle, Grafik von https://pixabay.com/de/zelle-biologie-anatomie-145907/

Vorgestellt wurde die Studie nun in zwei Publikationen des ‚Nature Chemical Biology‘

Anwendung bei Krebs oder neurodegenerativen Erkrankungen denkbar

Obwohl der Begriff Zelltod zunächst einmal nicht gerade gesundheitsförderlich klingt, hat sich speziell in der Krebsforschung gezeigt, dass die kontrollierte Vernichtung von irrläufigen Zellen lebenswichtig für den menschlichen Körper ist. Dementsprechend untersuchten die Wissenschaftler die Rolle von ACSL4 in diesem Zusammenhang. Sie zeigten, dass Zellen, die kein ACSL4 herstellen können, äußerst resistent gegenüber Ferroptose sind und dass solche, die das Enzym exprimieren, äußerst empfindlich auf die Auslösung von Ferroptose reagieren. Diese Ergebnisse bestätigten sich auch in weiteren Experimenten an dreifach negativen Brustkrebszellen/Diese Zellen reagieren nur schwach auf Standardchemotherapeutika – scheinen aber stark auf Ferroptose anzusprechen, wenn ACSL4 vorhanden ist). „Das ist insofern interessant, da das Vorhandensein von ACSL4 darüber entscheidet, ob Zellen in Ferroptose gehen können oder nicht“, erklärt Dr. José Pedro Friedmann Angeli. Angeli hat an beiden Studien mitgewirkt. Das Molekül sei daher bei der Stratifizierung von Patienten als Biomarker denkbar.

Und auch einen ersten molekularen Eingriff in die Signalkette konnten die Forscher schon erreichen. Durch Behandlung mit einer Wirkstoffklasse, die eigentlich aus der Diabetestherapie bekannt war (Thiazolidinedione), ließ sich die Ferroptose im Modellversuch verlangsamen.

Mit unserer neuen Erkenntnis, dass das ACSL4-Enzym wesentlich zu dem Zelltodprozess beiträgt, eröffnen sich völlig neue Therapieansätze zur Hemmung der Ferroptose bei degenerativen Erkrankungen. Etwa zu deren Herbeiführung bei bestimmten Tumorerkrankungen“, prognostiziert Studienleiter Conrad. Gerade Tumore, die ansonsten nur schwer mit Standard-Chemotherapeutika zu behandeln seien, könnten sich für eine Ferroptosetherapie eignen, meinen die Forscher.

Bisher ist die Ferroptose noch unvollständig verstanden, aber die Wichtigkeit des zellulären Suizids hat sich beispielsweise durch die weitaus besser erforschte Apoptose bereits eindrucksvoll bestätigt. Zudem scheint die Ferroptose auch eine Rolle bei Entzündungen oder beim Überleben unter starkem Oxidationsstress, wie etwa in Nerven, zu spielen. Bisher waren nur wenige essenzielle Moleküle, wie etwa die Glutathionperoxidase 4 (GPX4), bekannt, die am Ferroptoseprozess beteiligt sind.

Weitere Infos unter Helmholtz Zentrum München

Hedaerbild : https://pixabay.com/de/zelle-biologie-anatomie-145907/

Weitere Artikel zu ähnlichen Themen findet ihr auf metalogy.de, dem etwas anderen Metal Magazin.

Wir würden uns sehr freuen, wenn du unsere Artikel und Termine in den sozialen Netzwerken teilen und die neue Metalogy Facebook Seite liken und deine Freunde dazu einladen würdest unter https://www.facebook.com/metalogy.de.

Vielen Dank für deinen Support. 

Das interessiert euch bestimmt auch:

Lydia Dr. Polwin-Plass

Promovierte Journalistin und Texterin, spezialisiert auf die Themen Kultur, Wirtschaft, Marketing, Vertrieb, Bildung, Karriere, Arbeitsmarkt, Naturheilkunde und Alternativmedizin. Mehr über Dr. Lydia Polwin-Plass auf ihrer Website: http://www.text-und-journalismus.de