Studie: MDM2 Tumorprotein hemmt Vitamin D-Stoffwechsel in Krebszellen

Medizin am Abend Fazit:  Tumorprotein hemmt Vitamin D-Stoffwechsel in Krebszellen   

Vitamin D, auch als Sonnenhormon bekannt, ist wichtig für den Körper: Es ist etwa an Prozessen des Knochenaufbaus und der Zellteilung beteiligt und stimuliert das Immunsystem. Der Körper kann es in der Haut mit Hilfe von UV-B-Strahlen des Sonnenlichts selbst produzieren. In der Forschung rückt es zunehmend in den Blickpunkt des Interesses: Es scheint eine wichtige Rolle bei Krebserkrankungen zu spielen. Homburger Forscher um Prof. Klaus Roemer und Prof. Jörg Reichrath haben nun gezeigt, dass der Vitamin D-Stoffwechsel in Krebszellen durch ein bestimmtes Protein, genannt MDM2, gehemmt werden kann. Dieses Protein fördert auch Mechanismen, die die Zellteilung bei Tumorzellen unterstützen. 

Proteine gesunder und kranker Zellen vergleichen
Proteine sind die Werkzeuge der Zelle, die vielfältige Aufgaben versehen.
Bei bestimmten Erkrankungen wie etwa Alzheimer oder Parkinson sind die
Proteine auf bestimmte Art und Weise verändert. „Diese Erkrankungen werden
heute oft erst diagnostiziert, wenn sie schon weit fortgeschritten sind.
Die Hoffnungen der Medizin beruhen darauf, die Proteinveränderungen so
früh aufzuspüren, dass man den Krankheitsverlauf positiv beeinflussen
kann“, erklärt Martin Eisenacher. Es geht den Proteinforschern also um den
Vergleich zwischen den Proteinen gesunder und kranker Zellen.
        

Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Cell Cycle veröffentlicht.

Nicht aus jeder Krebszelle wird ein Tumor: Die Evolution hat Mechanismen hervorgebracht, die dafür sorgen, dass entartete Zellen sich nicht mehr teilen können und absterben. Ein Beispiel für solch einen molekularen Regulator ist der sogenannte Tumorsupressor p53. „Das Molekül kommt in geschädigten Zellen, die zu Krebszellen werden könnten, in erhöhter Konzentration vor und leitet den Zelltod ein“, sagt Professor Klaus Roemer vom José Carreras-Zentrum der Inneren Medizin I am Homburger Uniklinikum. Dieser komplexe Mechanismus kann wiederum von dem MDM2 genannten Protein gehemmt werden. Roemer erklärt: „In gesunden Zellen sorgt dieses Eiweiß dafür, dass der p53-Spiegel niedrig bleibt. Anders bei entarteten Zellen, dort erhöht sich die Menge, sodass der Zelltod durch p53 unterdrückt wird.“
Es gibt auch viele Krebsarten, bei denen dieses Protein in erhöhter Konzentration vorkommt. Ursache hierfür sind zum Beispiel Mutationen im MDM2-Gen, die dafür sorgen, dass das Molekül im Übermaß produziert wird. „Dies hat zur Folge, dass die Bildung des Tumorsupressors p53 gehemmt wird; die Zelle stirbt also nicht ab, sondern teilt sich weiter“, so der Professor.

Dass diese Form der MDM2-Regulation auch beim Vitamin D-Stoffwechsel vorkommt, hat das Forscherteam um Roemer gemeinsam mit Medizinern um den Dermatologen Professor Dr. Jörg Reichrath nun in einer Studie belegt. Damit Vitamin D im Körper aktiv werden kann, wird es erst umgebaut. Nur so kann es an den Vitamin D-Rezeptor binden. Erst dadurch kann dieser wiederum verschiedene Gene regulieren, die unter anderem Zellteilung und -wachstum kontrollieren.

Wie das untersuchte MDM2-Protein diesen Rezeptor beeinflusst, haben die Forscher nun klären können. Sie haben unter anderem analysiert, in welchen Konzentrationen die beiden Moleküle bei menschlichen Lungen- und Darmkrebszellen vorkommen. „Wir haben deutliche Zusammenhänge erkannt“, sagt Roemer. „Eine hohe Konzentration des MDM2-Proteins hat die Konzentration des Vitamin D-Rezeptors herabgesetzt. Umgekehrt verhielt es sich, wenn wir das Protein gehemmt haben, hier war der Spiegel des Vitamin D-Rezeptors erhöht.“ In diesem Fall konnten die Wissenschaftler auch Proteine nachweisen, die nur nach einer Aktivierung des Rezeptors entstehen.

„Unsere Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass zwischen den p53- und Vitamin D-Signalwegen bislang unbekannte Verbindungen existieren“, resümiert Roemer. In Expertenkreisen wird schon lange vermutet, dass Vitamin D auch als Tumorsupressor fungiert. Durch das MDM2-Protein könnte seine Wirkung in Tumorzellen unterdrückt werden. Diese Erkenntnisse könnten helfen, die Zusammenhänge zwischen Vitamin D, Sonnenlicht und Krebserkrankungen besser zu verstehen. Welche Rolle Vitamin D bei diesen Prozessen genau spielt, müssten weitere Studien nun klären.

Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift Cell Cycle veröffentlicht: Kristina Heyne, Tessa-Carina Heil, Birgit Bette, Jörg Reichrath, and Klaus Roemer: MDM2 binds and inhibits vitamin D receptor. DOI: 10.1080/15384101.2015.1044176


Medizin am Abend DirektKontakt

 Prof. Dr. Klaus Roemer
José Carreras-Zentrum der Inneren Medizin I
Tel.: 06841 16-23091
E-Mail: klaus.roemer(at)uks.eu

Prof. Dr. Jörg Reichrath
Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
Tel.: 06841 16-23802
E-Mail: joerg.reichrath(at)uks.eu 

Melanie Löw Universität