Ursache von Blutarmut (Anämie):
Eine Entdeckung der University of Virginia School of Medicine hat einen unbekannten Mechanismus im Körper aufgedeckt, der die Bildung von sauerstofftragenden roten Blutkörperchen steuert.
Die Entdeckung gibt einen Einblick in das Verständnis von eisenbedingten Anämien, die Millionen von Menschen schwach, müde und unter Konzentrationsschwäche leiden. Und sie könnte auch den Weg zu besseren Behandlungsmethoden weisen.
- Die Forschungsergebnisse wurden im Journal of Experimental Medicine veröffentlicht.
ÜBERSICHT
Anämie verstehen
Dr. Adam Goldfarb und seine Forscherkollegen von der University of Virginia School of Medicine machten diese Entdeckung, als sie versuchten, besser zu verstehen, warum der Körper bei eisenmangelbedingter Anämie nicht genügend lebenswichtige rote Blutkörperchen bildet.
- Die Mitglieder des Forschungsteams arbeiteten unabhängig voneinander an wichtigen Teilen dieses Rätsels, aber erst als sie sie zusammenfügten, ergab sich ein schlüssiges Gesamtbild.
Ein Forscher untersuchte zum Beispiel Knochenmarkzellen. Dabei fiel ihm auf, dass die Zellen große Mengen des Rezeptors für Erythropoietin enthielten, ein Hormon, das dem Knochenmark befiehlt, rote Blutkörperchen zu bilden.
Um seine Aufgabe zu erfüllen und den Befehl zur Bildung von Blutzellen zu erhalten, muss sich der Rezeptor außerhalb der Knochenmarkzellen befinden. Dennoch war er im Inneren der Zellen gespeichert.
Vielleicht, so die Vermutung des Forschers, könnte das erklären, warum die Knochenmarkzellen mancher Menschen den Anweisungen des Hormons nicht folgen. Und das taten sie, zum Teil. Aber es fehlte noch ein Stück, und wie sich herausstellte, hatte es eine Kollegin im Labor bereits gefunden.
Quelle: YouTube/DoktorWeigl
Was passiert, wenn man den Eisenspiegel stark absenkt
Eine Forscherin untersuchte die Anämie mit Hilfe eines im Labor entwickelten Modells – „Anämie in der Schale“, wie die Wissenschaftler es nennen. Wenn man den Eisengehalt stark senkt, verhalten sich diese Zellen wie anämische Zellen, erklärt die Forscherin. Sie werden im Grunde zu blutarmen Zellen – sie sehen sogar sehr blass aus.
Und noch etwas passierte: Ein bestimmtes Protein verschwand.
Das Scribble-Protein (benannt nach dem Gen SCRIB, das es kodiert) erwies sich als entscheidender Schlüssel zum Mechanismus des Uhrwerks. Im Prinzip funktioniert es wie folgt:
- Die Menge des Eisens im Blut beeinflusst die Menge des verfügbaren Scribble-Proteins, und Scribble steuert, ob der Hormonrezeptor im Inneren der Knochenmarkzellen angeschwemmt wird oder außerhalb seine Arbeit verrichtet.
Die Forscher der University of Virginia School of Medicine erkannten, dass es sich um eine Art komplizierte Symphonie handelt, die mit Eisen beginnt und letztlich steuert, wie viele und welche Botschaften die Zellen erhalten.
Die Forscher nutzten dieses Wissen, um die EPO-Resistenz in ihrem Modell zu überwinden, und hoffen, dass diese Entdeckung letztlich auch für die Behandlung von Anämien beim Menschen von Nutzen sein wird.
Die Autoren der Forschungsarbeit, die im Journal of Experimental Medicine veröffentlicht wurde, sind Khalil, Delehanty, Stephen Grado, Maja Holy, Zollie White III, Katie Freeman, Ryo Kurita, Yukio Nakamura, Grant Bullock und Adam Goldfarb.
Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 – Wie das Hormon Blutarmut (Anämie) beeinflusst
In einer anderen Studie haben Forscher der Northwestern Medicine herausgefunden, wie Peptide, die bei Entzündungen in den Knochen gebildet werden, Blutarmut (Anämie) bei Mäusen verhindern.
- Die Ergebnisse der Wissenschaftler wurden in der Fachzeitschrift Blood veröffentlicht.
Bei Entzündungen, wie sie bei vielen chronischen Krankheiten auftreten, wird vermehrt der Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 (FGF23) produziert und abgebaut, ein Hormon, das bisher mit einer Störung des Eisenhaushalts in Verbindung gebracht wurde.
Laut Dr. Valentin David, Professor für Medizin in der Abteilung für Nephrologie und Hypertonie an der Northwestern University und Hauptautor der Studie, ist die Erhöhung der Konzentration dieses Wachstumsfaktors vor allem bei Patientinnen und Patienten mit chronischer Nierenerkrankung mit einem Abfall des Eisenspiegels verbunden, was zu Anämie und erhöhter Morbidität (Häufigkeit der Erkrankungen innerhalb einer Bevölkerungsgruppe) führt.
David zufolge ist der intakte Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 (Fibroblast Growth Factor 23) ein Phosphatierungshormon, das hauptsächlich von Knochenzellen ausgeschüttet wird. Er wurde erstmals im Jahr 2000 entdeckt, und wurde von dem Forscher seitdem genau beobachtet.
Die Forscherinnen und Forscher haben sich intensiv mit der Rolle des Hormons Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 bei der Regulation klassischer Mineralstoffwechselfaktoren wie Phosphat und Vitamin D beschäftigt.
- In der vorliegenden Forschungsarbeit wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob die abgespaltenen carboxyterminalen Peptide des Fibroblasten-Wachstumsfaktors 23 eine physiologische Rolle spielen.
Um die Funktion dieser carboxyterminalen FGF23-Peptide oder C-terminalen FGF23 besser zu verstehen, untersuchten die Wissenschaftler zunächst, welche Zellen sie unter Entzündungsbedingungen bilden.
Mit Hilfe von Mausmodellen lösten sie eine akute Entzündung aus und fanden heraus, dass reife Osteozyten, eine Art Knochenzellen, die Hauptproduzenten von C-terminalem FGF23 (Cter-FGF23) sind.
Zum besseren Verständnis der Aufgabe und Funktion des Peptids Cter-FGF23 bei der Eisenregulation entwickelten sie ein Mausmodell mit einer osteozytenspezifischen Deletion des FGF23-Gens und beobachteten, dass der zirkulierende Eisenspiegel im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen um 90 Prozent sank.
- Eine Injektion von Cter-FGF23 normalisierte den Eisenspiegel jedoch wieder, wie die Studie zeigte.
Laut David könnten die Forschungsergebnisse einen neuen Behandlungsansatz für Anämie und Knochenmineralstoffwechselstörungen bei chronischen Nierenerkrankungen darstellen.
Diese Ergebnisse sind laut die Autoren der Studie in mehrfacher Hinsicht bedeutsam: Erstens, weil sie zum ersten Mal zeigen, dass Peptide, die vom intakten Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 (FGF23) abgeleitet sind, eine physiologische Rolle spielen.
Zweitens, weil sie zeigt, dass die Sekretion von Cter-FGF23-Peptiden ein aktiver Mechanismus ist, der die Phosphat- und Eisenhomöostase im Gleichgewicht hält.
Und drittens, weil sie uns auch einen pathologischen Kontext für chronische Nierenerkrankungen liefert, bei denen die betroffenen Patientinnen und Patienten nicht nur an einem Überschuss an intaktem Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23 und damit an einem Mangel an C-terminalen Fibroblasten-Wachstumsfaktor-23-Peptiden leiden, sondern auch einen gestörten Eisenstoffwechsel haben und anämisch sind.
Aufbauend auf seiner Entdeckung wollen David und seine Kollegen von der Northwestern Medicine die Rolle anderer Peptide untersuchen, die bei der Spaltung des Fibroblasten-Wachstumsfaktors 23 entstehen.
Quellen
- University of Virginia School of Medicine
-
Northwestern University
- Journal of Experimental Medicine
- Guillaume Courbon et al, Bone-derived C-terminal FGF23 cleaved peptides increase iron availability in acute inflammation, Blood (2023). DOI: 10.1182/blood.2022018475
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