Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Seo Byeong-Chang von der Abteilung für Gehirnwissenschaften am DGIST hat weltweit erstmals die Funktionsweise von protonenaktivierten Chloridkanälen (PAC-Kanälen) entdeckt, die eine wichtige Rolle beim Schutz der Zellen in unserem Körper spielen. PAC-Kanäle sind wichtige Mediatoren von Zellschäden, die durch Gewebeübersäuerung verursacht werden. Durch die Entschlüsselung des Geheimnisses ihrer Aktivierung hat das Forschungsteam einen neuen Weg zur Behandlung von Krebs und Gehirnerkrankungen eröffnet.
Die Studie ist veröffentlicht im Journal Naturkommunikation.
Unser Körper übersäuert, wenn wir über längere Zeit Sport treiben oder wenn wir krank sind. Dies kann Zellen schädigen. Insbesondere wenn das Gleichgewicht der intrazellulären Chloridionen (Cl-) gestört ist, kommt es zu Ödemen oder Zellschwellungen, die Zellen und Gewebe schädigen können. Um Zellschäden vorzubeugen, hat das Forschungsteam von Prof. Seo untersucht, wie PAC-Kanäle funktionieren, und ist nun der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden einen Schritt näher gekommen.
PAC-Kanäle werden als Reaktion auf eine saure extrazelluläre Umgebung, also eine hohe Konzentration an Protonen (H+), aktiviert. Bislang war den Forschern jedoch nicht klar, wie die Aktivierung von PAC-Kanälen in Zellen reguliert wird. Um dieses Problem zu lösen, waren eingehende Studien erforderlich.
Das Forschungsteam von Prof. Seo hat herausgefunden, dass die Aktivierung von PAC-Kanälen eine Substanz namens PI (4, 5) P2 auf der Innenseite der Zellmembran erfordert. Ohne diese Substanz funktionieren PAC-Kanäle kaum und die Bewegung von Chloridionen wird reduziert, wodurch Zellschäden verhindert werden. Durch die Entschlüsselung dieses Prozesses hat das Forschungsteam das Funktionsprinzip der PAC-Kanäle enthüllt.
Diese Studie ist von Bedeutung, weil sie das Geheimnis der genauen Funktionsweise von PAC-Kanälen gelüftet hat. Diese Entdeckung soll zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden beitragen, um Zellschäden bei Krankheiten wie Krebs und Gehirnerkrankungen zu verhindern.
„Wir haben den Regulationsmechanismus der PAC-Kanäle identifiziert, der bisher relativ wenig Beachtung gefunden hat“, sagte Prof. Seo. „Es ist zu erwarten, dass das Funktionsprinzip der PAC-Kanäle, das wir in dieser Studie entdeckt haben, sehr hilfreich sein wird, um Zellschäden bei Krankheiten wie Krebs und Schlaganfall zu verhindern.“
Der Erstautor dieser Studie ist Dr. Go Woori vom Department of Brain Sciences, DGIST, und die Co-Autoren sind Lee Eun-ah, ein Doktorand, und Dr. Lim Hyun-ho vom Korea Brain Research Institute.
Weitere Informationen:
Woori Ko et al., Das innere Plasmamembranblatt PI(4,5)P2 ist essentiell für die Aktivierung von protonenaktivierten Chloridkanälen, Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51400-y
Zur Verfügung gestellt von DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology)