Untersuchung deckt eine weitere lebenswichtige Rolle von Proteinen für die Eisenregulierung auf
Die Proteine, die für die Eisenregulierung in unserem Körper sorgen, sind auch maßgeblich an der Nährstoff- und Wasseraufnahme im Darm beteiligt. Dies hat eine neue Studie ergeben. Diese zum Teil von der EU finanzierte Studie wurde in der Fachzeitschrift "Cell Metabolism" veröffentlicht. Eisen ist an zahlreichen Prozessen in unserem Körper maßgeblich beteiligt und außerdem ein zentraler Bestandteil der roten Blutkörperchen. Allerdings kann zu viel Eisen im Körper ein Gesundheitsrisiko darstellen. Eine Vielzahl von Proteinen, die sogenannten eisenregulierenden Proteine (Iron Regulatory Proteins - IRP), sorgt dafür, dass unsere Eisenwerte weder zu tief fallen noch zu hoch steigen. Im Rahmen dieser jüngsten Untersuchung nahmen Wissenschaftler des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) und des Deutschen Krebsforschungszentrums zwei dieser Proteine, nämlich IRP1 und IRP2, bei lebenden Mäusen genauer unter die Lupe. Die Wirkungsweise dieser Gene zu beobachten ist keine leichte Aufgabe, denn wenn beide Gene im ganzen Körper ausgeschaltet sind, stirbt die Maus noch vor ihrer Geburt. Und bei nur einem ausgeschalteten Gen macht das zweite Gen dessen Fehlen wett, sodass nur wenige Auswirkungen erkennbar sind. Um dieses Problem zu umgehen, entwickelten die Wissenschaftler eine Maus, bei der beide Gene ausgeschaltet waren, jedoch lediglich im Darm. "Wir haben erstmals einen lebenden Organismus geschaffen, bei dem in einem Organ keines der beiden IRP vorkommt", erklärte Bruno Galy vom EMBL. Zum Erstaunen der Wissenschaftler kam es trotz der fehlenden IRP im Darm der Mäuse nicht zu Problemen mit dem Eisenstoffwechsel in Blut und Gewebe. Bei den Mäusen trat jedoch eine Reihe anderer Probleme auf, mit denen man nicht gerechnet hatte. Im Alter von zwei Wochen waren die Labormäuse erst halb so groß wie ihre nicht genmanipulierten Artgenossen aus dem gleichen Wurf, und das trotz normaler Nahrungsaufnahme. Sie waren zudem schwächer, litten an Durchfall und zeigten Anzeichen von Dehydration. Sie starben schließlich im Alter von vier Wochen. "Diese Tiere sterben noch vor der Entwöhnung, vermutlich an den Folgen von Dehydration", schreiben die Forscher in ihrem Artikel. "Folglich haben IRP eine wesentliche Bedeutung für die Darmfunktion und sind Voraussetzung für das Überleben des Organismus." Untersuchungen der Gedärme dieser Mäuse ergaben, dass deren Struktur und Aufbau fehlerhaft waren, wodurch nach Ansicht der Forscher der Aufnahmeprozess in den Darmzellen beeinträchtigt wurde. Die Studie lieferte auch neue Erkenntnisse zur Rolle der IRP im Eisenstoffwechsel des Darms. IRP regulieren die Menge der Eisentransporter in der Darmzellenmembran. Bei Mäusen, denen IRP fehlten, gab es an der Darmoberfläche vergleichsweise wenige Eisentransporter, die Eisen aus der Nahrung aufnehmen. An der Schnittstelle zwischen Darmzellen und Blutstrom wurden hingegen ungewöhnlich viele Eisentransporter gemessen, die Eisen ins Blut abgeben. Dadurch blieben die Eisenwerte des Körpers insgesamt stabil, während sich die Eisenspeicher der Darmzellen nach und nach leerten. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der Eisenmangel in den Darmzellen für die strukturellen Anomalien verantwortlich gewesen sein. "Seit der Entdeckung von IRP vor zwanzig Jahren haben wir es nicht geschafft festzustellen, was genau ihre Funktion ist", so Matthias Hentze, Stellvertretender Direktor und Gruppenleiter am EMBL. "Die neuen Erkenntnisse, die wir aus unserem Mausmodell gezogen haben, tragen enorm dazu bei, unser Wissen über die Funktion von IRP im Eisenstoffwechsel zu erhöhen und zeigen, dass IRP für das Überleben eines Organismus notwendig sind." Die Erkenntnisse könnten dazu dienen, Strategien zur Steuerung der Eisenaufnahme im Darm und Therapien zur Behandlung von Eisenüberladung zu entwickeln. Die EU-Unterstützung lief über das Euroiron1-Projekt, das innerhalb des Schwerpunktes "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) gefördert wird.
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