Unsere Körperzellen reagieren auf Sauerstoffmangel, indem Gene aktiviert werden, die die Sauerstoffversorgung wieder verbessern. Über den empfindlichen Regulationsmechanismus berichten ein britisches und ein amerikanisches Forscherteam in der Zeitschrift Science. Die Ergebnisse könnten helfen, das Absterben von Geweben zu verhindern oder das Wachstum von Tumoren zu hemmen.
Der “Hypoxie-induzierbare Faktor” (HIF) ist eine in jeder Zelle vorhandene Eiweißverbindung, die die Aktivität verschiedener Gene in Abhängigkeit vom Sauerstoffangebot reguliert. Für die Zellen ist es lebenswichtig, Sauerstoffmangel schnell zu erkennen und geeignete Sofortmaßnahmen einzuleiten. Die Forschungsgruppen von William Kaelin von der Harvard Medical School in Boston und Peter Ratcliffe von der University of Oxford haben diesen Regulationsmechanismus auf molekularer Ebene näher untersucht.
Danach wird HIF zwar kontinuierlich gebildet, bei normaler Sauerstoffversorgung aber durch ein Enzym sofort wieder inaktiviert. Fällt die Sauerstoffkonzentration unter einen kritischen Wert, kann diese Inaktivierung nicht mehr ablaufen. Nur dann steht genügend HIF zur Verfügung, um als Genaktivator zu wirken. Das führt unter anderem zur Bildung eines Wachstumsfaktors, der neue Blutgefäße entstehen lässt.
“Wir suchen nach Wirkstoffen, mit denen wir die HIF-Aktivität hoch oder niedrig einstellen können”, sagt Kaelin. Damit sei es zum Beispiel möglich, die Neubildung von Blutgefäßen (Angiogenese) zu beschleunigen oder zu drosseln. Die Angiogenese ist Voraussetzung für Wachstum und Neubildung von Tumoren. Über das HIF-Regulationssystem könnte somit Krebswachstum verhindert werden. Umgekehrt wäre es wichtig, in Geweben, die nach einem Schlaganfall oder Herzinfarkt ungenügend mit Sauerstoff versorgt werden, die Durchblutung zu verbessern, um ein Absterben zu verhindern.
Joachim Czichos
