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Interferone: Was macht die Wunderwaffe stumpf?
- Published on 29.09.2010, 16:08
- Von Jan Geissler
Krebszellen sprechen nicht immer auf Interferone an. Eine zentrale Rolle spielen dabei Proteine, die Signale in Zellen übertragen und Gene aktivieren: die STATs. Der Name kommt von der englischen Abkürzung für signal transducers and activators of transcription.
Interferone lösen eine ganze Kette von Vorgängen im Körper aus, an deren Ende die Vernichtung von Krebszellen stehen kann. Doch diese Kette scheint in manchen Tumorzellen irgendwo unterbrochen zu sein. Wissenschaftler hatten den Verdacht, dass in solchen Tumorzellen das Protein STAT-1 verändert ist. Man nahm an, dass es an einer bestimmten Stelle eine Methylgruppe trägt und deshalb lahm gelegt ist. Der Verdacht hat sich jedoch als falsch erwiesen. Das zeigt eine Publikation aus dem Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie. "Wir haben bewiesen, dass es an den STAT-Molekülen nicht zu einer Methylierung kommt", sagt Uwe Vinkemeier. Die Methylierung ist ein Prozess, bei dem Methylreste auf Gene übertragen werden und sie so daran hindern, aktiv zu werden. Vinkemeier und sein Doktorand Torsten Meißner zeigen, dass die einzige entscheidende Veränderung am STAT-1-Molekül die Übertragung eines Phosphorsäurerests ist.
Zwar wissen die Forscher jetzt immer noch nicht, was die Signalkaskade unterbricht, doch Uwe Vinkemeier hofft, dass seine Erkenntnisse den Blick der Forscher für die zellulären Mechanismen schärfen. Denn es steht außer Frage, dass die Signalübertragung gestört ist und dadurch der Nutzen der Interferone geschmälert wird.
Vinkemeier leitet am FMP das Forschungslabor für Zelluläre Signalverarbeitung der European Molecular Biology Organization (EMBO). Er kennt das Protein STAT-1 sehr genau, denn er hat es selbst kristallisiert und mit Röntgenstrahlen dessen Struktur erforscht. Das war in seiner Post-Doc-Zeit an der Rockefeller University (New York). Vinkemeier arbeitete damals im Labor des Entdeckers der STAT-Proteine, James Darnell.
Der FMP-Wissenschaftler forscht weiter daran, wie die durch Interferone ausgelöste Signalverarbeitung in der Zelle abläuft. Es ist bereits einiges bekannt. "Interferone binden zunächst an ein Rezeptorprotein auf der Oberfläche der Zelle", erläutert Vinkemeier. "Auf dieses Ereignis reagiert das Rezeptorprotein, indem es sich ein weiteres Rezeptorprotein schnappt und mit diesem einen Molekülzwilling bildet, ein Dimer." Das Dimer ragt ins Zellinnere und kann so über weitere chemische Prozesse das Signal des Interferons in die Zelle hinein übertragen - unter anderem auch mithilfe der STAT-Moleküle. Im Zellkern schließlich führt die Signalkaskade dazu, dass die ganze Zelle umprogrammiert wird und nun ihrerseits Interferon bildet. Das aktiviert das körpereigene Immunsystem, welches dann gegen die Tumorzellen vorgeht.
Interferone hemmen das Wachstum und die Teilung sowohl von gesunden als auch bösartigen Zellen. Darüber hinaus verstärken sie das Auftreten von sogenannten Markern auf der Oberfläche von Zellen. Diese Marker zeigen dem Immunsystem an, dass die Zelle bösartig ist. Interferone dienen nicht nur der Therapie von Krebs. In den letzten Jahren hat sich die Therapie mit Interferon-alpha beispielsweise für die chronische Hepatitis B etabliert. Als Medikament zur Krebsbehandlung zugelassen sind in Deutschland Interferon-alpha 2-a (Roferon) und Interferon-alpha 2-b (IntronA). Die überzeugendsten Ergebnisse mit Interferon-alpha werden bei Erkrankungen des blutbildenden Systems erzielt. Bei der sehr seltenen Haarzell-Leukämie ist die langfristige Behandlung mit Interferon-alpha Standard. Bei einer frisch diagnostizierten chronischen myeloischen Leukämie gilt ein Therapieversuch mit Interferonen als etablierte Behandlungsform.
Hintergrund zu Interferonen
Interferone sind Zellhormone (Zytokine), die aus Eiweißketten aufgebaut sind. Das erste Interferon wurde im Jahr 1957 entdeckt. Schon bald folgten weitere. Man unterteilt sie heute in drei Gruppen: Alpha-, Beta- und Gamma-Interferone.
Interferon alpha wird von weißen Blutkörperchen, Interferon beta von Bindegewebszellen produziert. Interferon gamma unterscheidet sich in seinem Aufbau von den beiden anderen Interferongruppen und wird von T-Zellen gebildet.
Als erste Wirkung der Interferone wurde ihre Beteiligung an der Beseitigung von Viren beobachtet. Interferone werden von Zellen freigesetzt, die mit Viren befallen sind. Die freigesetzten Interferone binden an bestimmte Rezeptorproteine befallener wie nicht befallener Zellen. Damit setzen sie in der Zelle verschiedene Reaktionen - zum Beispiel die Hemmung der Virussynthese - in Gang, ohne selbst in die Zelle einzudringen. Auf diese Weise schützen Interferone die Zellen vor der weiteren Ausbreitung einer Infektion. Später fand man heraus, dass die Wirkung der Interferone über den Effekt auf Viren hinausgeht. Sie alle entfalten vielfältige Wirkungen innerhalb des Immunsystems, weil sie bestimmte Abwehrzellen des Immunsystems wie Makrophagen, natürliche Killerzellen und zellzerstörende T-Lymphozyten aktivieren.
Obwohl sie körpereigene Substanzen sind, haben Interferone auch unerwünschte Wirkungen. Diese sind für alle drei Interferongruppen sehr ähnlich. Die Beschwerden reichen von grippeartigen Symptomen wie Fieber, Appetitlosigkeit, Abgeschlagenheit über Übelkeit, bis zu einer Verminderung der Anzahl der weißen Blutkörperchen und der Blutplättchen. Die Nebenwirkungen sind allerdings nicht dauerhaft, nach dem Absetzen der Medikamente verschwinden sie wieder.
Publikation: Torsten Meissner, Eberhard Krause, Inga Lödige, and Uwe Vinkemeier: Arginine Methylation of STAT1: A Reassessment; in Cell (Band 119, 2004, S. 587-589)
Web-Link: Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie
Quelle: Pressemitteilung Informationsdienst Wissenschaft e.V. (idw) vom 10.06.2005