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Unternehmenskommunikation

Wenn die Kommunikation zwischen den Zellen unterlaufen wird

14.09.2009
Gemeinsame Pressemitteilung des Universitätsklinikums Heidelberg und der Universitätsmedizin Mannheim   Alternativer Weg der Zell-Zell-Kommunikation kann mit Herzmuskelschwäche in Zusammenhang stehen

Wie schafft es eine Zelle, so unterschiedliche Funktionen wie Sinneswahrnehmung, Verdauung oder Herzschlag zu regulieren? Der Antwort auf diese spannende Frage sind Wissenschaftler der beiden Medizinischen Fakultäten der Universität Heidelberg  und der Universität Mannheim ein Stück näher gekommen. In einem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt unter der Leitung von Professor Dr. Thomas Wieland, Direktor des Instituts für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universitätsmedizin Mannheim und Privatdozent Dr. Wolfgang Rottbauer, Stellvertretender Ärztlicher Direktor der Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pulmologie des Universitätsklinikums Heidelberg, untersuchen sie die Mechanismen der Zell-Zell-Kommunikation. Ihre Forschungsergebnisse, die aktuell in den Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) publiziert sind, sind von Bedeutung für die künftige Behandlung beispielsweise der Herzmuskelschwäche.

 

Zellen kommunizieren untereinander mit Hilfe von Signalstoffen, die an Rezeptor-Proteine in ihrer Zellwand binden. Die meisten Rezeptoren geben das Signal ins Zellinnere über die Aktivierung so genannter G-Proteine weiter. Die G-Proteine wiederum aktivieren Enzyme, die einen zentralen zweiten Botenstoff, den so genannten "second messenger", bilden. Einer der wichtigsten durch G-Proteine regulierte "second messenger" ist das cAMP (cyklisches Adenosinmonophosphat). Ein Mitglied aus der Familie der G-Proteine, das Gs-Protein, aktiviert das Enzym Adenylylcyclase, das diesen zentralen Botenstoff herstellt. Eine Zunahme an cAMP hat eine Vielzahl von Reaktionen im Zellstoffwechsel zur Folge. Im Herzen reguliert cAMP unter anderem die Geschwindigkeit und Kraft des Herzschlages.

 

Erste entscheidende Entdeckung bereits 2003

 

Bereits im Jahr 2003 machten die Arbeitsgruppen von Professor Wieland sowie von Dr. Hans-Jörg Hippe und Professor Dr. Feraydoon Niroomand, Abteilung Kardiologie, Angiologie und Pulmologie des Universitätsklinikums Heidelberg, unter der Leitung von Professor Dr. Hugo Katus, eine entscheidende Entdeckung. Sie konnten biochemisch und zellbiologisch nachweisen, dass das cAMP, wichtiger Kontrollpunkt in unseren Körperzellen, nicht nur von außen, über Rezeptoren in der Zellwand, aktiviert werden kann. Das cAMP kann auch innerhalb der Zelle, über das Enzym Nukleosid Diphosphat Kinase (NDPK), gesteuert werden. Da es Hinweise dafür gab, dass dieser Mechanismus für Erkrankungen wie die Herzmuskelschwäche eine Rolle spielen könnte, untersuchten die Forscher, inwieweit die Herzfunktion durch diesen Mechanismus beeinflusst werden kann. Im Jahr 2007 konnten die Wissenschaftler belegen, dass die Regulation des cAMP-Gehalts über die NDPK in isolierten Herzzellen tatsächlich die Kontraktion der Zelle steuern kann (Hippe H.-J. et al., Circulation Research 2007; 100: 1191).

 

In einem weiteren Schritt untersuchten die Wissenschaftler die Bedeutung dieses neuen Signalwegs für lebende Wirbel- bzw. Säugetiere. Dazu arbeiteten sie mit der Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Rottbauer zusammen. In der jetzt erschienenen Publikation im renommierten Journal PNAS zeigen sie, dass NDPK nicht nur die Aktivität, sondern auch den Gehalt der Zellen an G-Proteinen sowie deren Wechselwirkung mit den so genannten Caveolinen, Gerüstproteinen in der Zellmembran, reguliert. Das Fehlen des Enzyms NDPK, beispielsweise in Zebrafischen, hat daher eine drastische Abnahme der Herzfunktion zur Folge.

 

Die Wechselwirkung der NDPK mit G-Proteinen scheint also von grundlegender Bedeutung für eine intakte Zell-Zell-Kommunikation zu sein. Da in früheren Untersuchungen eine dreifach erhöhte Menge an NDPK in Herzzellen von Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz gegenüber Herzgesunden festgestellt wurde, könnten die aktuellen Befunde Ausgangspunkt für neue Therapieansätze zur Behandlung von Herzmuskelschwäche und anderen Erkrankungen mit veränderter Zell-Zell-Kommunikation über G-Proteine sein.

 

Aktuelle Publikation

 

"The interaction of nucleoside diphosphate kinase B with Gbetagamma dimers controls heterotrimeric G protein function." Hippe H.-J., Wolf N.M., Abu-Taha I., Mehringer, R., Just S., Lutz S., Postel E., Niroomand F., Katus H.A., Rottbauer W., Wieland T. Proc Natl Acad Sci published online before print September 4, 2009.

Doi: 10.1073/pnas.0901679106

 

Zu der Online-Publikation

 

Ansprechpartner:

 

Prof. Dr. Thomas Wieland

Direktor des Institutes für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie

Medizinische Fakultät Mannheim

E-Mail: thomas.wieland(at)medma.uni-heidelberg.de

 

PD Dr. Wolfgang Rottbauer

Leitender Oberarzt, Medizinische Klinik III

Universitätsklinikum Heidelberg

E-Mail: wolfgang.rottbauer(at)med.uni-heidelberg.de

 

Dr. Hans-Jörg Hippe

Assistenzarzt, Medizinische Klinik III

Universitätsklinikum Heidelberg

E-Mail: hans-joerg.hippe(at)med.uni-heidelberg.d 

 

Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg

Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang

Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 7.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit 1.600 Betten werden jährlich rund 500.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.100 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. (Stand 12/2008)

 

www.klinikum.uni-heidelberg.de

 

Bei Rückfragen von Journalisten:

Dr. Annette Tuffs

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit des Universitätsklinikums Heidelberg

und der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 672

69120 Heidelberg

Tel.: 06221 / 56 45 36

Fax: 06221 / 56 45 44

E-Mail: annette.tuffs(at)med.uni-heidelberg.de

 

 

Zu der Pressemitteilung der Universitätsmedizin Mannheim

 

 

 

147/2009

 

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