Forscherinnen der Universität Bonn entdecken Grundlagen für neue diagnostische und therapeutische Verfahren bei Bluterkrankungen

Wissenschaftlerinnen der Universität Bonn haben herausgefunden, dass im Blut das „aktivierte Protein C“ (APC) von Häm in Beschlag genommen werden kann. Gleichzeitig kann APC aber auch die toxische Wirkung von Häm eindämmen. Die Erkenntnisse könnten künftig die Grundlagen für bessere diagnostische und therapeutische Verfahren zu Bluterkrankungen liefern.

07.09.2020

Prof. Dr. Diana Imhof (links) und Marie-Thérèse Hopp vom Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn mit Blutproben.
© Barbara Frommann/Uni Bonn

Schon seit Längerem ist bekannt, dass „labiles, regulatorische Häm“ einen Einfluss auf die Wirkung von Biomolekülen hat. Das Team um Diana Imhof hat nun herausgefunden, welches der vielen Proteine im Blut besonders durch Häm gebunden wird.

„In den vergangenen Jahren hat unsere Arbeitsgruppe eine große Datenbank mit Modellpeptiden aufgebaut“, berichtet Imhof. Die Wissenschaftlerinnen suchten mit einem Algorithmus gezielt in der Datenbank nach Proteinschnipseln, die potenziell mit Häm eine Verbindung eingehen können. Aus diesen Daten konnten sie schließen, dass das „aktivierte Protein C“ (APC) ein besonderer Kandidat für die Hämbindung ist.

„Der Einfluss des Häms auf die Funktion des APC lag bislang weitgehend im Dunkeln“, sagt Imhofs Mitarbeiterin und Erstautorin der Studie Marie-Thérèse Hopp. In in vitro Untersuchungen konnte dann gezeigt werden, dass die enzymatische und antikoagulierende Aktivität von APC in Anwesenheit von Häm verringert ist. Wenn zu wenig APC vorliegt oder dessen Aktivität eingeschränkt ist, steigt zum Beispiel die Gefahr, dass sich ein Gerinnsel in der Blutbahn festsetzt und eine Thrombose, einen Herzinfarkt oder einen Schlaganfall auslöst. Bei Erkrankungen mit erhöhtem Aufkommen von labilem Häm (hämolytische Erkrankungen), wie beispielsweise Sichelzellanämie, treten in der Tat häufiger thrombotische Komplikationen auf. „Deshalb ist der Einfluss des Häms auf das Enzym APC von größerer Tragweite als wahrscheinlich bislang vermutet“, sagt Imhof.

Zusätzlich hat das Team herausgefunden, dass APC die Zellen der inneren Blutgefäßwand vor der zytotoxischen Wirkung des Häms schützt. Die Wissenschaftlerinnen kultivierten menschliche Endothelzellen und brachten sie mit Häm in Kontakt. Wenn gleichzeitig APC vorlag, wurde die toxische Wirkung von Häm auf die Zellen unterbunden.

„Wir sind überzeugt, dass dieses Zusammenspiel zwischen APC und Häm eine bedeutende Rolle spielt, weil zahlreiche andere Blutproteine, nach denen wir gesucht haben, keine Bindung mit dem Häm eingehen wollten“, sagt Imhof. Es lohne sich, den Einfluss des labilen, regulatorischen Häms auf das APC noch genauer auszuleuchten, um möglicherweise auch neue diagnostische und therapeutisch relevante Erkenntnisse mit Blick auf Blutgerinnungsstörungen, die während hämolytischen Erkrankungen auftreten, zu gewinnen.

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