Forscher der Universität Göttingen sind einem alternativem Rezeptor des Hormons Erythropoietin (Epo) auf der Spur. Epo ist eine bekannte Doping-Substanz. Insbesondere in Kraftausdauer-Sportarten wie dem Radsport wird sie verwendet.
Das Ziel der Einnahme ist dabei die Förderung von roten Blutkörperchen. Dadurch wird die Sauerstoff-Versorgung im Organismus erheblich verbessert. Darüber hinaus rettet Epo allerdings auch Nervenzellen vor dem Zelltod. Um diese Wirkung beispielsweise bei der Heilung neurodegenerativer Erkrankungen zu nutzen, müssten die Nebenwirkungen ausgeschaltet werden. Zu den neurodegenerativen Erkrankungen gehören beispielsweise die Parkinson-, Alzheimer- und Huntington-Erkrankung. Sie sind nicht heilbar, schwächen die Gesundheit und führen zu einer fortschreitenden Degeneration und zum Tod der Nervenzellen. Aber auch Schädigungen nach Schlaganfällen könnten vermutlich vermindert werden.
Nebenwirkungen ausschalten
Um diese Wirkung von Epo zu nutzen, müssten allerdings die Nebenwirkungen, die Epo durch die stimulierte Bildung roter Blutkörperchen verursacht, ausgeschaltet werden. Klinische Studien zeigen teils schwere Nebenwirkungen, die nach dem heutigen Wissensstand wahrscheinlich auf genau dieser Fähigkeit beruhen.
Den Wissenschaftlern der Uni Göttingen ging es in ihren Forschungen darum, herauszufinden, wie die zellschützende Wirkung von Epo von der Wirkung auf die Blutzellbildung abgekoppelt werden kann. Sie spürten einen alternativen Epo-Rezeptor auf, der die schützende Wirkung ohne Nebenwirkung auch beim Menschen auslösen könnte. Die Forscher fanden heraus, dass die Behandlung mit menschlichem Epo den Zelltod auch bei einigen Insekten verhindert, obwohl diese Tiere selbst kein Epo bilden und auch keinen typischen Epo-Rezeptor (Ende einer Nervenfaser oder spezialisierte Zelle, die Reize aufnehmen und in Erregungen umwandeln kann) besitzen. Die Schlussfolgerung der Göttinger: Diese Tiere benutzen einen anderen Rezeptor, über den Epo ähnlich zellschützende Mechanismen wie in menschlichen Nervenzellen auslösen kann.
CRLF3 ein alternativer Epo-Rezeptor
Das Team um Prof. Dr. Ralf Heinrich von der Abteilung Zelluläre Neurobiologie der Universität Göttingen hat am Beispiel von Wanderheuschrecken jetzt gezeigt, dass CRLF3 (cytokine recptor-like factor 3) ein solch alternativer Epo-Rezeptor ist. Kulturen von Nervenzellen aus dem Gehirn der Heuschrecken sterben bei Sauerstoffmangel ab, ähnlich wie die Gehirn-Nervenzellen von Schlaganfall-Patienten.
Durch die Zugabe von menschlichem Epo lassen sich die Heuschrecken-Hirnzellen retten, jedoch nur, solange die Bildung des CRLF3-Rezeptors in den Zellen nicht künstlich unterdrückt wird. Bei insgesamt 293 Tierarten hat das Forscherteam diesen Rezeptor identifiziert. Darunter befinden sich 259 Wirbeltiere. Auch Menschen verfügen über den Rezeptor.
Große Ähnlichkeit der Protein-Sequenzen
CRLF 3 tritt evolutionsgeschichtlich zeitgleich mit der Entstehung des Nervensystems auf. Dies spricht nach Aussage der Experten für eine wichtige Rolle dieses Rezeptors in Nervenzellen. Überraschend sei die große Ähnlichkeit der Protein-Sequenzen: CRLF3 blieb von Nesseltieren bis zum Menschen bemerkenswert gleichartig.
„Die entscheidende Frage ist jetzt, ob die Aktivierung von CRLF3 auch in unserem Gehirn den Zelltod verhindert“, sagt Nina Hahn, die Erstautorin der Studie. „Strukturell sind die CRLF3-Rezeptoren von Heuschrecke und Mensch ja sehr ähnlich. Das lässt hoffen, dass auch ihre schützende Funktion im Gehirn dieselbe ist.“
Nebenwirkungen von EPO
Thrombosen, Embolien, Herzinfarkte und Schlaganfälle
Erythropoietin (EPO) ist ein Glycopeptidhormon, das die Bildung der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) in Abhängigkeit vom Sauerstoffbedarf in den Stammzellen des Knochenmarks steuert. EPO wird überwiegend im Nierengewebe produziert. EPO besitzt ein Gerüst von Aminosäuren, an denen an vier Stellen verschiedene glycosidische Reste gebunden sind. Aufgrund der Vielfältigkeit dieser Zuckerreste gibt es unterschiedliche EPO-Formen, die zwar alle eine physiologisch vergleichbare Wirkung zeigen, aber geringfügige Unterschiede im Hinblick auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweisen. Ein zu hoher EPO-Anteil im Blut führt zu einer Verdickung des Blutes, wodurch die Fließeigenschaften verschlechtert werden. Dies kann zu Thrombosen, Embolien, Herzinfarkten und Schlaganfällen führen. Ein zu hoher EPO-Anteil im Blut führt zu einer Verdickung des Blutes, wodurch die Fließeigenschaften verschlechtert werden. Dies kann zu Thrombosen, Embolien, Herzinfarkten und Schlaganfällen führen.
Von Vicki Schwarze
