ArchivDeutsches Ärzteblatt1-2/2013Oxidativer Stress muss neu bewertet werden

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Oxidativer Stress muss neu bewertet werden

Dtsch Arztebl 2013; 110(1-2): A-8 / B-6 / C-6

EB

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Oxidativer Stress gilt als Ursache einer ganzen Reihe von Krankheiten. Um das Ausmaß von oxidativem Stress zu messen, wurde bislang meist der Oxidationszustand des kleinen Moleküls Glutathion in Zellextrakten bestimmt. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) zeigten nun erstmals, dass gestresste Zellen ihr oxidiertes Glutathion in einem zellulären Endlager deponieren. Das schützt die Zellen vor oxidativem Stress – und zieht die Aussagekraft der herkömmlichen Messmethode in Zweifel (Nature Chemical Biology 2012, doi: 10.1038/NCHEMBIO.1142).

Ist eine Zelle mehr reaktiven Sauerstoffverbindungen („freie Radikalen“) ausgesetzt, als sie umgehend abbauen kann, erleidet sie oxidativen Stress: Wichtige Bausteine wie Proteine, DNA und Lipide werden oxidiert und dadurch geschädigt. Um festzustellen, ob eine Zelle unter oxidativem Stress steht, untersuchen Forscher häufig den Oxidationszustand des Glutathions. Dieses kleine Molekül schützt die Zelle vor reaktiven Sauerstoffverbindungen, indem es selbst oxidiert wird. Theoretisch sollte die Menge an oxidiertem Glutathion also anzeigen, ob eine Zelle gesund oder oxidativ gestresst ist. Diese Annahme, auf der eine sehr große Anzahl wissenschaftlicher Studien basiert, ist jedoch trügerisch, wie nun Forscher um Priv.-Doz. Dr. med. Tobias Dick zeigen. „Bisher mussten die Zellen zerstört werden, um das oxidierte Glutathion zu messen“, erklärt Dick. Es wurde angenommen, dass es im Zellplasma verbleibt, wo es entsteht.

Um den tatsächlichen Verbleib des oxidierten Glutathions innerhalb der Zelle genauer zu untersuchen, entwickelten Dick und seine Mitarbeiter Biosensoren, die durch Lichtsignale den Oxidationsstatus des Glutathion in der intakten Zelle anzeigen. In Hefezellen gelang es den Forschern erstmals, dem oxidierten Glutathion in Echtzeit auf seinem Weg durch die lebende Zelle zu folgen. Dabei zeigte sich überraschenderweise, dass es nicht im Zellplasma bleibt, sondern schnellstmöglich in ein sicheres Depot, die Vakuole, weggeschlossen wird.

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Zellen, die nach der bisherigen Messmethode für oxidativ gestresst gehalten worden wären, erschienen in ihrem Plasma vollkommen gesund. Die Ergebnisse bedeuten, dass die Menge des oxidierten Glutathion – entgegen der bisherigen Überzeugung – nichts darüber aussagt, ob die Zelle unter oxidativem Stress leidet oder nicht. „Es ist daher wichtig“, sagt Tobias Dick, „frühere Studien auf Basis der herkömmlichen Messmethode, neu zu bewerten.“ EB

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