Wie Zellen auf Sauerstoffmangel reagieren

San Francisco (USA) - Die Blockade eines Blutgefäßes kann zu Sauerstoffmangel in einem Gewebe führen. Welche natürlichen Schutzmaßnahmen dann in Gang gesetzt werden, haben amerikanische Forscher jetzt genauer untersucht. Dabei identifizierten sie ein Protein, das bei sinkendem Sauerstoffgehalt gespalten wird. Dies löst weitere biochemische Reaktionen aus, die schließlich das Einschalten verschiedener Genen bewirken. Unter anderem können dann neue Blutgefäße wachsen, die die Sauerstoffversorgung wieder verbessern und das Absterben von Zellen verhindern sollen. Eine Behandlung, die diese Reaktionskette an ihrem Beginn verstärkt, könnte helfen, die Folgen eines Herzinfarkts oder Schlaganfalls zu verringern, erklären die Wissenschaftler im Fachblatt "Molecular Cell".

"Da alle beteiligten Proteine in unterschiedlichen Geweben vorkommen, könnte dieser Mechanismus von genereller Bedeutung für die Regulation von Gefäßwachstum und Gewebeerneuerung sein", schreiben Katerina Akassoglou von der University of California in San Francisco und ihre Kollegen. In Experimenten mit Mäusen konnten sie zeigen, dass bei Sauerstoffmangel - einer sogenannten Hypoxie - in den davon betroffenen Zellen das Protein p75-Neurotrophin-Rezeptor (p75NTR) gespalten wird. Das verursacht Folgereaktionen, die das Protein HIF-1-alpha stabilisieren. Die Funktion dieses Transkriptionsfaktors ist bereits bekannt: Er wirkt als Genschalter, der mehrere Gene aktiviert. Dadurch können sich die Zellen an den Sauerstoffmangel anpassen und so lange überleben, bis neue Blutgefäße gewachsen sind. Dieses Wachstum wird durch verstärkte Produktion stimulierender Botenstoffe angeregt.

Bei Mäusen, deren p75NTR-Produktion blockiert wurde, waren die Schutzreaktionen und das Gefäßwachstum gehemmt. Nun wollen die Forscher versuchen, neue Therapieansätze für Krankheiten zu entwickeln, die durch eine Hypoxie verursacht oder gefördert werden. Dazu zählen neben Herzkrankheiten und einem ischämischen Schlaganfall auch bestimmte Krebsformen.