Forscher enthüllen Zusammenhang zwischen RANK-Protein und Fieber
Säugetiere sind faszinierende Geschöpfe. Ein Beispiel für die Raffiniertheit der Natur ist ihre Fähigkeit, die Knochenbildung zu regulieren. Das sogenannte RANK-Protein und sein Rezeptor, der RANK-Ligand (RANKL), sind wichtige Regulatoren für die Knochenbildung. Knochen sind ein Kalziumspeicher für stillende Mütter, diese versorgen ihren Nachwuchs über die Muttermilch mit Kalzium, was wiederum den Kreislauf schließt. Forscher haben entdeckt, dass dieses System auch Fieber und die hormonabhängige Temperatur im weiblichen Körper steuert. Die Studie wurde auch durch ein europäisches Exzellenzstipendium im Rahmen einer Marie-Curie-Maßnahme und ein ERC-Stipendium für etablierte Forscher (ERC Advanced Grant) gefördert. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. RANK und RANKL bilden den Forschern um Dr. Josef Penninger vom Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften zufolge den Schwerpunkt ihrer Forschungen. Zehn Jahre zuvor hatte Dr. Penninger das RANK/RANKL-System als "zentralen Regulator" für den Verlust von Knochensubstanz identifiziert, indem er das RANKL-Gen bei Mäusen ausschaltete. Basierend auf den genetischen Erkenntnissen der Studie von 1999 wurde eine neue und sichere Therapie für Osteoporose entwickelt, eine Krankheit, die hauptsächlich Frauen betrifft. Anhand bisheriger klinischer Tests mit einem humanen RANKL-Antikörper gehen Experten davon aus, dass sich dieser - obwohl noch keine Zulassungen vorliegen - möglicherweise zur Behandlung dieser altersbedingten Knochenerkrankung eignet. Die neue Studie von Dr. Penninger vermittelt nun wertvolle neue Einblicke in die Funktion des RANK/RANKL-Systems. Bislang lag deren Funktion im Gehirn noch völlig im Dunkeln. Um herauszufinden, ob RANKL Verhaltensveränderungen bewirkt, injizierte Dr. Reiko Hanada, Endokrinologin und Mitarbeiterin in Dr. Penningers Arbeitsgruppe, RANKL in Mäuse und Ratten, denn derartige Nebenwirkungen wiegen schwerer als alle Vorteile. "Theoretisch hätte dies die Intelligenz, das Gedächtnis und auch das Verhalten der Tiere auf eine subtile Weise verändern können, die wir niemals hätten nachweisen können", erklärte Dr. Penninger. "Aber wir hatten Glück. Die Ergebnisse waren sehr deutlich und aussagefähig - die Mäuse wurden apathisch und entwickelten Fieber." Den Forschern zufolge ist RANK in Gehirnregionen aktiv, die bereits von anderen Arbeitsgruppen für die Temperaturregulation verantwortlich gemacht wurden. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass RANKL-Injektionen Veränderungen in Gehirnregionen bewirken, die die Temperaturregulation steuern und Fieber auslösen. Normalerweise fiebern Säugetiere, um Infektionen abzuwehren. Im Gegensatz zu normalen Mäusen führte der Mangel an RANK im Gehirn der genetisch veränderten Mäuse dazu, dass sie nicht auf simulierte Infektionen ansprachen und das Fieber ausblieb - ansonsten waren die Mäuse unauffällig. Die Forschungen belegen demzufolge die Schlüsselrolle von RANK und seinem Liganden bei der Regulierung infektionsbedingter Fieberreaktionen. Die Forscher vermuteten auch, dass das System die hormonabhängige Temperatur im weiblichen Körper steuert, da RANK und RANKL die Produktion von Muttermilch beeinflusst. Dr. Penninger und sein Team entdeckten, dass die Körpertemperatur bei RANK-defizienten weiblichen Mäusen im Vergleich zu ihren normalen Artgenossen tagsüber deutlich anstieg. Die Daten belegen zudem einen Zusammenhang zwischen Knochenstoffwechsel und infektionsbedingten Fieberreaktionen. Für diese Studie arbeitete das IMBA mit verschiedenen japanischen Forschungseinrichtungen zusammen wie der Medizinischen Hochschule der Universität Kyoto, der Hochschule für Arbeits- und Umweltmedizin, der Medizinischen Fakultät der Universität Oita und dem Institute for Oral Science der Universität für Dentalmedizin Matsumoto. ßerdem waren das Max-Delbrück-Zentrum für Molekularmedizin (Deutschland), das Zentrum für Integrierte Bioinformatik des Max-F.- Perutz-Labors (Österreich), die Medizinische Fakultät der Universität Uludag (Türkei) und das Zentrum für Gehirnforschung der Medizinischen Universität Wien (Österreich) beteiligt.