Laborscope durchsuchen...

Mediadaten

Download Mediadaten 2018

Laborscope das offizielle Organ des Fachverbandes für Laborberufe Schweiz.

Neues Stellglied bei der Leberregeneration

Peter Rüegg

ETH-Forschende entdecken mithilfe einer breit angelegten Analyse der Leberproteine ein Protein, das für die Regeneration der Leber unerlässlich ist. Und sie klären den Mechanismus auf, wie dieses Protein wirkt.

Die Leber ist ein Wunderding: Es ist das einzige Organ, das selbst nach grösseren Verletzungen ohne Narbenbildung vollständig regenerieren kann. Deshalb kann man für eine Organspende einen Teil der Leber entfernen und einem anderen Menschen einsetzen. Die Leber des Menschen wächst innert weniger Wochen wieder auf ihre ursprüngliche Grösse an, wenn sie eine bestimmte Mindestgrösse nicht unterschreitet. Spendet aber jemand einen Teil seiner Leber an eine andere Person, so liegen die Grössen der verbleibenden Leberteile sowohl beim Spender als auch beim Empfänger an der Grenze der Regenerationsfähigkeit. Forschung und Medizin sind deshalb stark daran interessiert, diese ausserordentliche Fähigkeit der Leber weiter zu optimieren. Hierfür ist es wichtig, die an der Regeneration beteiligten Gene und davon abgeleiteten Proteine zu identifizieren und deren Funktion zu untersuchen.

Die Leber ist die Entgiftungszentrale des Körpers und kann sich bis zu einem gewissen Mass vollständig regenerieren. Bild: www.colourbox.com

 

Weiterkommen mit Proteomik

ETH-Forscher aus der Gruppe von Sabine Werner, Professorin für Zellbiologie, haben deshalb zusammen mit dem Proteomik-Experten Ulrich auf dem Keller einen neuen Ansatz gewählt, um bislang unbekannte molekulare Akteure und Signalwege bei der Leberregeneration zu identifizieren. Besonders interessiert waren die Forschenden an Proteinen, die die Regeneration innerhalb der ersten 24 Stunden nach einer Verletzung einleiten, also noch bevor sich die Leberzellen zu vermehren beginnen.
Mittels einer grossangelegten Proteinanalyse bestimmten sie mehr als 2500 Proteine aus der Zellflüssigkeit und den Kernen von Mäuse-Leberzellen. Und zwar von unversehrten Lebern sowie von solchen, bei denen sie zuvor zwei Drittel der Leber chirurgisch entfernten. Der Eingriff entspricht demjenigen, der auch bei Menschen zum Beispiel nach der Entfernung eines Tumors vorgenommen wird.

Zentraler Schalter entdeckt

Mithilfe statistischer Verfahren sowie biologischem Vorwissen engten die Forscher die Auswahl der gefundenen Proteine ein. Mit Nedd4-1 hob sich schliesslich ein Protein aus der Masse ab. Nachfolgende Untersuchungen bestätigten schliesslich, dass Nedd4-1 bei der Leberregeneration eine zentrale Funktion besetzt.
Sabine Werner und ihren Kollegen war Nedd4-1 bereits bekannt: Es ist ein Enzym, welches andere Proteine ubiquitiniert, also durch Anhängen des kleinen Proteins Ubiquitin verändern kann. «Uns überraschte allerdings, dass bisher nur sehr wenig über Ubiquitinierung bei der Leberregeneration bekannt war und man über die Rolle von Nedd4-1 bei diesem Prozess noch nichts wusste», sagt die ETH-Professorin.
Dass dieses Enzym tatsächlich eine zentrale Rolle spielt, zeigten den Wissenschaftlern sogenannte Knockdown-Experimente. Mithilfe von speziellen Ribonukleinsäuren, den Fachleuten als small interfering RNA (siRNA) bekannt, konnten die Forschenden in der Leber von Mäusen Nedd4-1 ausschalten. Die von dieser Stilllegung betroffenen Leberzellen konnten sich in der Folge nicht mehr effizient teilen, und die teilamputierten Lebern der Tiere regenerierten sich schlecht oder gar nicht. Dies führte nach wenigen Tagen zum Versagen dieses lebenswichtigen Organs, sodass die Versuchstiere rechtzeitig eingeschläfert werden mussten. Auf Zellen einer unversehrten Leber hatte der Knockdown von Nedd4-1 keinen Einfluss.

Wichtige Rezeptoren beeinflusst

Die ETH-Wissenschaftlerinnen konnten zudem auch zeigen, wie Nedd4-1 funktioniert. Das Enzym wirkt indirekt, indem es die Signalweiterleitung durch Wachstumsfaktor-Rezeptoren, die in der Membran von Leberzellen sitzen, aktiviert.
Bei einer Verletzung – unabhängig vom Gewebe – gelangen grosse Mengen von Wachstumsfaktoren in den Umlauf. Um Zellen zur Vermehrung anzuregen, müssen diese Wachstumsfaktoren an bestimmte Rezeptoren auf der Zelloberfläche andocken. Dies löst eine Signalkaskade aus, an deren Ende die Zelle das Kommando zur Teilung bekommt. Nedd4-1 aktiviert dabei ein Adaptormolekül, das an einen solchen Rezeptor gebunden ist. Nur wenn Nedd4-1 diesen Adaptor mit einem Ubiquitin-Molekül versehen hat, erfolgt der Startschuss zur Zellteilung und zur Regeneration der Leber.
Ohne Nedd4-1 wird der Adaptor nicht effizient oder gar nicht aktiviert und die Signalkette wird stark beeinträchtigt. «Diesen Vorgang haben wir nun erstmals in vivo beobachten können», freut sich Ulrich auf dem Keller.

Mögliches pharmazeutisches Ziel

Mit Nedd4-1 bietet sich möglicherweise ein interessantes Zielobjekt für pharmazeutische Interventionen, etwa um mit geeigneten Medikamenten die Leberregeneration zu fördern oder mit einer Blockade von Nedd4-1 bei Tumoren einzugreifen. «Denn dieses Protein hat eine Schlüsselfunktion auf die Wirkung von Wachstumsfaktoren», sagt auf dem Keller. Die Studie sei zwar an Mäusen gemacht worden, sei aber gut auf den Menschen übertragbar. In den menschlichen Leberzellen kämen in etwa dieselben Proteine vor wie in Mäuse-Leberzellen. Die Regeneration bei Mensch und Tier sei vergleichbar.
«Was wir hier zeigen, ist allerdings noch immer Grundlagenforschung», betont Werner. Ob die neue Erkenntnis dereinst nutzbringend eingesetzt werden kann, ist deshalb ungewiss. Denn die ganze Geschichte sei auch heikel. Ein überbordendes (Leber-)Wachstum könne zu Tumoren führen. «Regeneration hat einige Parallelen mit Krebs», sagt die ETH-Professorin. Es gebe Hinweise darauf, dass Nedd4-1 bei Leberkrebs verstärkt gebildet werde. «Zuviel davon ist also nicht gut, zu wenig auch nicht. Wir müssen herausfinden, wo das Gleichgewicht liegt. Dazu müssen wir das Zusammenspiel der verschiedenen Faktoren noch viel besser verstehen, ehe wir daran denken können, durch Beeinflussung spezifischer Proteine direkt in die Leberregeneration einzugreifen», sagt Werner.


Quelle: www.ethz.ch

Aktuell

ZHAW Science Week seit fünf Jahren: spannende Kurse für Jugendliche

Was ist in Chips drin? Haben Roboter Gefühle? Ist Rotkohl rot oder blau? Antworten auf diese und andere Fragen gibt die Science Week vom 6. bis 10. August 2018 an der ZHAW in Wädenswil. Ju- gendliche zwischen 12 und 15 Jahren werden zu Forscherinnen und Forschern und erleben Naturwis- senschaften hautnah. Dabei experimentieren sie selbst und setzen das Gelernte in die Praxis um. Die Science Week wird 2018 bereits zum fünften Mal durchgeführt.

Die ZHAW Science Week schreibt Erfolgsgeschichte. Das bunte Programm rund um Naturwi ssenschaften lockt seit 2013 jährlich rund 200 Jugendliche an. Sie erleben Hochschule hautnah und werden selbst zu For- schenden. Im Durchschnitt besuchen sie zwei bis drei Kurse. Vor zwei Jahren wurde die Science Week um zwei Angebote erweitert. Neu bekommen auch jüngere Geschwister im Alter zwischen 6 und 11 Jahren ei- nen Einblick in die Naturwissenschaften. Und mit dem «Girls-Only-Day» werden Mädchen angesprochen, die sich für die MINT-Disziplinen interessieren, aber in ihrem Kurs unter sich bleiben wollen.

Weiterlesen ...

Evonik wandelt Projekthaus Medical Devices in ein Kompetenzzentrum um

Die Menschen werden nicht nur immer älter, sie wollen auch bis ins hohe Alter gesund und aktiv sein. Entsprechend steigt der Bedarf an Medizinprodukten. Spezialpolymere wie RESOMER® und VESTAKEEP® von Evonik spielen hier als Implantatmaterialien bereits eine wichtige Rolle. Um diesen attraktiven Wachstumsmarkt noch besser bedienen zu können, hat Evonik in den vergangenen vier Jahren mit seinem Projekthaus Medical Devices umfangreiche Kompetenzen im Bereich orthopädische Chirurgie aufgebaut – in den USA, dem größten Einzelmarkt für Medizintechnik. Das zeitlich befristete Projekthaus in Birmingham (Alabama) wird zum 1. April 2018 in ein dauerhaftes Kompetenzzentrum überführt.

„Wo es um patientenfreundliche medizintechnische Lösungen geht, wollen wir Evonik als führenden Materialanbieter und Entwicklungspartner positionieren“, sagt Harald Schwager, stellvertretender Vorstandsvorsitzender von Evonik und zuständig für Innovation. „Das Projekthaus hat uns hier ein großes Stück vorangebracht.“

Über 20 hochqualifizierte Wissenschaftler beschäftigen sich in Birmingham seit 2014 mit der Weiterentwicklung bestehender Materialien und Anwendungstechnologien. Neben etablierten Technologien wie dem Extrusions- und Spritzgussverfahren setzt das Projekthaus moderne Prozesstechnologien wie 3D-Druck und Elektrospinning ein, um Materialeigenschaften zu untersuchen und Prototypen herzustellen.

Weiterlesen ...

Flüssigkeitsanalyse-Spezialist Endress+Hauser Conducta erhält den European Business Award sowie das TOP JOB-Siegel

Endress+Hauser Conducta ist zum fünften Mal in Folge mit dem European Business Award ausgezeichnet worden. Das Kompetenzzentrum der Endress+Hauser Gruppe für Flüssigkeitsanalyse setzte sich 2018 in der Kategorie „Business of the Year“ als „National Winner“ durch. Außerdem erhielt das Unternehmen als einer der besten Arbeitgeber im deutschen Mittelstand auch wieder das TOP JOB-Siegel.

„Begeisterte Mitarbeiter und der Fokus auf kundenorientierte Innovationen bilden die Basis für unseren nachhaltigen Erfolg”, sagt Dr. Manfred Jagiella, Geschäftsführer von Endress+Hauser Conducta und Mitglied des Vorstands der Endress+Hauser Gruppe.

Der European Business Award wird seit 2007 in elf unterschiedlichen Kategorien verliehen. Die Jury, bestehend aus namhaften Vertretern aus Politik und Wirtschaft, bewertet die Innovationskraft, die ethische Ausrichtung, den wirtschaftlichen Erfolg sowie eine nachhaltige Unternehmensausrichtung, die flexibel auf dynamische Marktbedingungen reagiert.

Weiterlesen ...

Stellenangebote

Agenda

Achema

ACHEMA

11. - 15. Juni 2018
Frankfurt am Main
Weltforum und Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

www.achema.de

Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

 

Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

7.Juni 2018

 

Sählihof, Riggenbachstrasse 8, Olten

Seminar: Messen, regeln, mischen und generieren von geringen Gasmengen

 

Veranstalter: Contrec AG

Tel 0447463220

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

https://www.contrec.ch/seminar-gase-regeln

Weiterlesen ...

ILMAC Lausanne

ILMAC Lausanne

3. und 4. Oktober, 2018
Expo Beaulieu Lausanne
für die frabzösischsprachige Schweiz
Platforme pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie

ilmac.ch/lausanne

 

IFAS 2018

 

IFAS 2018

23.-26. Oktober 2018
Messe Zürich
Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

www.ifas-messe.ch