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Neue Medikamente gegen Osteoporose: Forscher entdecken Mechanismus zur Hormonregulation

Nummer 032/2016 vom 21. März 2016
Biophysiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben einen neuen Weg zur Kontrolle der Wirkung eines Schilddrüsenhormons gefunden, das den Kalzium- und Phosphatspiegel im Blut reguliert. Hierbei war nicht wie sonst üblich der Rezeptor des Hormons Ziel der Regulation, sondern das Hormon selbst. Diese Entdeckung könnte genutzt werden, Wirkstoffe zur Behandlung von Osteoporose weiterzuentwickeln. Die Ergebnisse wurden vor kurzem im Fachjournal "Scientific Reports" der Nature Publishing Group veröffentlicht.

Etwa 50 Prozent aller neu entwickelten Medikamente zielen auf Rezeptoren an der Zelloberfläche ab. Zu dieser Klasse gehört auch der für die Studie untersuchte G-Protein-gekoppelte Rezeptor (GPCR) für das Parathormon. Das Parathormon reguliert den Kalzium- und Phosphatspiegel im Blut und wird in den Nebenschilddrüsen produziert. Es wirkt als Agonist, aktiviert in den Zellen also die Signalübertragung, indem es den Rezeptor stimuliert. Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Jochen Balbach fanden nun erstmals einen kleinen organischen Zink-Komplex, der auf Ebene des Agonisten, also des Parathormons selbst, eingreift und nicht direkt am Rezeptor wirkt.

Mit Hilfe der Kernspinresonanzspektroskopie konnten die MLU-Forscher aufklären, wo genau dieser Zink-Komplex an das Hormon bindet und wie dadurch die Stimulation des Rezeptors unterdrückt wird. Hierbei zeigten sowohl das körpereigene Parathormon - ein Peptid aus 84 Aminosäureresten - als auch ein bereits als Osteoporose-Medikament eingesetztes Peptid, das aus den ersten 34 Aminosäureresten des Parathormons besteht, dieselbe Wirkung. Dieser molekulare Mechanismus konnte nicht nur in vitro nachgewiesen, sondern auch in vivo bestätigt werden.

Da ein GPCR typischerweise eine Vielzahl von Prozessen in Zellen reguliert, kann auf diese Weise ganz gezielt eine Funktion ausgeschaltet werden. Die Forschungsergebnisse können in Zukunft dazu dienen, eine Überfunktion der Nebenschilddrüsen zu behandeln und langfristig auch die hormongesteuerte Behandlung von Osteoporose zu verbessern.

Angaben zur Publikation:
Amit Kumar, Monika Baumann, Jochen Balbach: Small Molecule Inhibited Parathyroid Hormone Mediated cAMP Response by N-Terminal Peptide Binding. Sci. Rep. 6, 22533; DOI: 10.1038/srep22533 (2016).
Abzurufen unter: www.nature.com/articles/srep22533

 

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