Die Rolle des Coenzyms Q10
CoQ10 ist eine in Öl lösliche Verbindung, die in den biochemischen Kaskaden der "Zellkraftwerke", den Mitochondrien, tätig ist. 95 % der Energie des menschlichen Körpers wird als Ergebnis dieses Moleküls produziert, indem Energie in Form von Adenosintriphospat (ATP) generiert wird. CoQ10 ist auch ein wirkungsvolles Antioxidans. Durch eine Erbkrankheit, bei der ein rezessives Gen doppelt vorhanden ist, kommt es zu einem Mangel an CoQ10. Klinische Symptome, die auf eine Fehlfunktion der Mitochondrien hinwiesen, äußern sich in degenerativen Gehirn- und Nierenfunktionen. Einige Patienten reagieren auf CoQ10-Ergänzungen, andere jedoch nicht. In einer früheren Arbeit eines Mitglieds des Projekts "Mouse model of CoQ deficiency: pathogenesis and treatment" (COQMITMEL) wurde die erste Mutation der Decapreny-Diphosphat-Synthase-Subunit 2 (PDSS2)-Gene identifiziert, die mit diesem Mangel in Zusammenhang gebracht wird. Weitere Untersuchungen des fehlerhaften DNA-Codes zeigten auf, dass die mitochondriale Bioenergetik, eine Zunahme von oxidativem Stress sowie Fehler in der Produktion von Pyrimidin für die klinischen Symptome verantwortlich sind. Um die umstrittenen Funktionen von CoQ aufzuklären und mögliche Behandlungen eines Mangels zu evaluieren, wurde im Zuge von COQMITMEL ein Knock-in-Mausmodell mit einem eingebrachten, biosynthetischen CoQ-Gen entwickelt. Durch das zielgerichtete Einbringen von Genen konnten die Auswirkungen des neuen Gens untersucht werden. Ergebnisse zeigen, dass das Coq9 Protein notwendig ist, um ein normales Niveau von Coq7 Protein zu erreichen. Der aus dem Fehlen von Coq9 resultierende Mangel an Coq10 führt zu einer verminderten mitochondrialen Atmung und verringerter Synthese von ATP. Dysfunktionen der Mitochondrien im Gehirn führen zu oxidativen Schädigungen und zum programmierten Zelltod. Die Forscher beobachteten die Effekte von zwei verschiedenen Formen von CoQ10, unter anderem in Hinblick auf potentielle Therapien für eine durch CoQ-Mangel verursachte mitochondriale Enzephalopathie. Die reduzierte Form Ubichinol-10 stellte sich bei der Erhöhung des Körpergewichts der Tiere als effizienter heraus als die oxidierte Form, Ubichinon-10. Ferner wurde aufgedeckt, dass die CoQ-abhängige Atmungskette die Aktivitäten verkompliziert. Des Weiteren konnten oxidative Schädigungen in wichtigen Gehirnbereichen und in geringerem Maße auch im Hirnstamm reduziert werden. Die Projektarbeit wurde in den Zeitschiften "Human Molecular Genetics" und "BBA Molecular Basis of Disease" aufgenommen. Ubichinol-10 könnte den Wirkungsgrad von CoQ10-Therapien sowie anderen neurodegenerativen Erkrankungen und allgemeinen Gesundheitsfragen in Bezug auf das Altern erheblich verbessern. Auch Pharmaunternehmen zeigten Interesse an den Daten über Ubichinol-10. Diese Daten könnten auch zu den Zielen des International Rare Disease Research Consortium beitragen.
Schlüsselbegriffe
Coenzym Q10, Mitochondrien, Energie, ATP, PDSS2, Knock-in-Maus, Ubichinol-10, Ubichinon-10