Proteinhemmung reduziert oxidativen Stress beim Schlaganfall

Loewen – Die Inhibition eines Sauerstoffsensors in Gehirnzellen könnte den oxidativen Stress verringern, der bei Schlaganfällen entsteht. Forscher um Peter Carmeliet und Annelies Quaegebeur an der Universität Löwen in Belgien berichten in Cell Metabolism (doi:10.1016/j.cmet.2015.12.007).

Bei Schlaganfällen entsteht in den Neuronen ein Mangel an Sauerstoff und Glukose. In den Zellen gibt es bestimmte Proteine, welche das Sauerstoffangebot und den Bedarf erkennen und entsprechend darauf reagieren können. Eines dieser Proteine ist das Prolyl Hydroxylase Domain Protein 1 ( PHD1).

Das Protein verstärkt die Glykolyse bei Sauerstoffmangel, um den Energiebedarf der Zellen zu decken. Unter Sauerstoffmangel entsteht so ein anaerober Stoffwechsel. Bei einem Schlaganfall ist jedoch nicht nur der ungedeckte Energiebedarf der Zellen für den Schaden verantwortlich, sondern auch die oxidativen Produkte, die durch den ischä­mischen Schaden entstehen. Ein reduktives – also elektronenspendendes – Milieu in den Zellen könnte hier einen Schutz bieten.

Um die Rolle von PHD1 bei oxidativem Stress besser nachvollziehen zu können, züchteten die Forscher Mäuse, die kein funktionierendes PHD1 besaßen. Sie fügten den Tieren künstliche Schlaganfälle zu und überprüften in funktionellen Tests und durch histopathologische Analysen den zugefügten Schaden.

Die PHD1-defizienten Mäuse zeigten bei Okklusion einer Hauptarterie einen deutlichen geringeren Schaden als Wildmäuse. Die Wissenschaftler gaben an, dass sich die Infarktgröße um überraschende 70 Prozent reduzierte. In funktionellen Tests schnitten die Mäuse ebenfalls besser ab.

Den Grund für diesen Effekt vermuten die Forscher in der metabolischen Umstellung, die PHD1 verursacht. Durch das Fehlen von PHD1 fließt vermehrt Glukose in den Pentosephosphatweg. Beim Pentosephosphatweg entsteht reduktives NADPH, welches schädliche oxidative Substanzen neutralisiert.

Die Forscher testeten an den Mäusen auch einen ersten interventionellen Ansatz. Durch die Injektion von hemmende Oligonukleotide für das PHD1-Gen konnten sie die Infarktgröße reduzieren. Ob sich dieser interventionelle Ansatz jedoch auch auf den Menschen übertragen lässt, bleibe abzuwarten, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

hil