Mitochondrien als potenzielle Ziele in der Therapie gegen Krebs und Zellalterung

MitochondrienMitochondrien werden nicht zu Unrecht die Kraftwerke der Zellen genannt. So ermöglichen es diese Endo-Symbionten, dass unseren Zellen aus der Glukose ca. 16-mal mehr Energie gewinnen als dies ohne Mitochondrien der Fall wäre. Mehr noch, erschließen uns die Mitochondrien Fette und Proteine als energiebringende Nahrungsquellen und sind an unzähligen zellulären Prozessen beteiligt. Aber bei all ihrer Bedeutung für unseren Organismus, bringen Mitochondrien, oder besser gesagt ihre Aktivität, auch große Gefahren für ihre Wirtszellen mit sich, die sich in Prozessen wie Zellalterung, Krebswachstum oder Neurodegeneration widerspiegeln. Gottfried Schatz, der Namensspender unseres Forschungszentrums, illustrierte mitochondriale Aktivität einmal in dem er einen Vergleich des Energieflusses von 1g unseres Körpers mit jenem von 1 g Sonne verglich und rechnerisch zu einer 10.000-fach höheren Energiefluss pro Gramm in unserem Körper kommt. Auf die Mitochondrien gerechnet ergebt sich damit ein viele Millionen stärkerer Energiefluss in diesen Organellen als in gleichviel Sonnenmasse! So gesehen ist es nicht verwunderlich, dass die Kontrolle der Mitochondrien von höchster Bedeutung für unsere Zellen ist und exzessive mitochondriale Aktivität schnell zu Zellschäden oder Zelltod führen kann.

Es konnte kürzlich gezeigt werden, dass die Aktivität einzelner Mitochondrien im Alter zunimmt und es bei Zellalterung und Krebs zu ganz bestimmten Änderungen des zellulären Energiestoffwechsels kommt. Diese Adaptionen ermöglichen das Überleben der alternden Zelle bzw., bei Krebs, das massive Wachstum. Diese Änderungen basieren auf spezifische Veränderungen der Kommunikation zwischen zwei Zellteilen, dem endoplasmatischen Retikulum (Ort der Proteinfaltung) und den Mitochondrien (Ort der Energiesynthese). Im Rahmen des von MEFOgraz großzügig unterstützten Projektes haben wir nun begonnen, die molekularen Mechanismen der veränderten Kommunikation zwischen den Mitochondrien und dem endoplasmatischen Retikulum zu untersuchen. Dabei scheinen bestimmte Protein im Altern bzw. bei Krebs so modifiziert zu werden, dass es zu einer geänderten Interaktion dieser Zellteile kommt. Ziel unserer Arbeiten ist es basierend auf unseren zellbiologischen Daten, kleine hochspezifische Peptide zu entwickeln, die das Wachstums von Krebszellen stark reduzieren oder sogar hemmen sollten. Dabei wird nicht die Entstehung von Krebs, sondern der Krebs-spezifischer Energiestoffwechsel angegriffen, was sein Wachstum stoppt. Solche Peptide könnten Basis der Entwicklung von Medikamenten darstellen, die den Krebs quasi zu einer chronischen, aber nicht tödlichen Krankheit herabstufen wobei es zusammen mit der körpereignen Immunsystem sogar zum völligen Verschwinden der Krebszellen kommen könnte. Ein ähnlicher Ansatz könnte auch gegen Alterungsprozesse entwickelt werden jedoch würde dies unser momentanen Kapazitäten weit übersteigen.


Nähere Informationen zu diesem Projekt:

Univ. Prof. Dr. Wolfgang F. Graier

Gottfried Schatz Forschungszentrum Graz
Lehrstuhl für Molekularbiologie & Biochemie
Medizinische Universität Graz

Tel: 0316/385-71963
Mobil: 0650/3807560
Mail: wolfgang.graier@medunigraz.at


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