Proteinveränderungen weisen auf Krebs hin
Modifikationen lassen sich exakt und für sämtliche Eiweiße einer Gewebeprobe charakterisieren
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ARTC1 (rot) modifiziert Hemopexin (blau) durch ADP-Ribose (gelb) (Foto: uzh.ch) |
Zürich (pte017/28.08.2018/10:30) Forscher der Universität Zürich http://uzh.ch können erstmals die Proteinmodifikationen exakt und für sämtliche Eiweiße einer Gewebeprobe charakterisieren. Die Veränderungen, die eine typische Reaktion auf Stress sind, geben Aufschluss über den Zustand einer Zelle. Gemeinsam mit dem UniversitätsSpital Zürich http://usz.ch testen sie nun die neue Methode, um Krebs zu diagnostizieren und zu behandeln.
ADP-Ribosylom als Schlüssel
Zellen benutzen verschiedene Signale, um auf Stress zu reagieren und andere Körperzellen zu informieren. Auslöser sind etwa Krebs oder entzündliche Erkrankungen. Ein zentraler Signalweg der Stressantwort ist die Modifikation von Proteinen namens ADP-Ribosylierung. Dabei werden an exakt definierten Stellen von Eiweissen kleine Moleküle (ADP-Ribose) angefügt, welche die Proteinfunktion steuern.
Den Experten zufolge ist es nun möglich, in Gewebeproben alle Proteine außerhalb der Zellen, die eine ADP-Ribosylierung als Modifikation tragen, zu untersuchen. Mit der Bestimmung dieses sogenannten ADP-Ribosyloms werden auch die genauen Positionen ermittelt, wo die Eiweiße modifiziert wurden. Diese Daten erlauben Rückschlüsse auf aktivierte Signalwege in den Zellen.
Muskeln von Mäusen im Blick
Konkret haben die Schweizer Wissenschaftler die Zellen des Muskelgewebes von Mäusen untersucht. Praktisch nur in diesen Geweben ist das Enzym ARTC1 zu finden, das ausschließlich Proteine verändert, die sich außerhalb der Zellen befinden. Überraschend war, dass bereits bei Zellen und Geweben ohne Stress ein großer Teil der extrazellulären Muskeleiweiße die Modifikation aufweist.
Im Zellinnern wird die ADP-Ribosylierung hingegen erst in Stresssituationen ausgelöst. "Dies deutet darauf hin, dass ADP-Ribosylierung auf noch unbekannte Weise in viele Signalwege involviert ist und mehrere Möglichkeiten hat, Zellfunktionen zu steuern", sagt Mario Leutert, Erstautor der Publikation. Die Wissenschaftler vermuten, dass diese Proteinmodifikationen auch in Krankheitsprozessen involviert sind.
Substanzen, die die ADP-Ribosylierung blockieren, wirken gegen bestimmte Formen von Brust- und Eierstockkrebs und können Entzündungen eindämmen. Da nun die Veränderungen aller Proteine in einer Gewebeprobe auf einmal untersucht werden können, lassen sich die Modifikationen an ausgewählten Proteinpositionen in gesunden und kranken Individuen untersuchen. Veränderte ADP-Ribosylierungsmuster weisen auf eine Erkrankung hin und ermöglichen Rückschlüsse auf therapeutische Strategien.
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