• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Zur Hauptsidebar springen

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
  • Messekalender
Startseite » Erblicher Bluthochdruck durch überaktives Enzym

Erblicher Bluthochdruck durch überaktives Enzym

15. Juni 2020 von Helmut Mitteregger

Nach mehr als 40 Jahren haben verschiedene Teams am MDC und ECRC nun den wissenschaftlichen Beweis mithilfe zweier Tiermodelle erbracht: Ein verändertes Gen für das Enzym PDE3A verursacht eine erbliche Form von Bluthochdruck. Das könnte die Therapie der Hypertonie grundlegend verändern.

Auffällig wurde eine türkische Familie aus einem Dorf nahe dem Schwarzen Meer bereits Anfang der Siebzigerjahre. Ein Arzt stellte damals fest, dass bei manchen Mitgliedern der Großfamilie zwei Merkmale stets gemeinsam auftraten: verkürzte Finger und astronomisch erhöhte Blutdruckwerte, zuweilen mehr als doppelt so hoch wie bei gesunden Menschen. Die Betroffenen verstarben in der Regel an einem Schlaganfall, noch bevor sie ihren 50. Geburtstag gefeiert hatten.

Bei dieser türkischen Familie wurde Bluthochdruck mit extremen Werten vererbt.

Rund zwanzig Jahre später begann eine Gruppe um Professor Friedrich Luft und Dr. Sylvia Bähring am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), das mysteriöse Phänomen zu erforschen. Es war keine leichte Aufgabe. Erst im Mai 2015 konnten die Forscherinnen und Forscher schließlich im Fachblatt „Nature Genetics“ berichten, dass sie bei allen Patientinnen und Patienten, die an HTNB (Hypertonie mit Brachydaktylie, also Bluthochdruck und Kurzfingrigkeit) litten, auf ein verändertes Gen gestoßen waren. Die Erbkrankheit wird nach seinem türkischen Entdecker auch Bilginturan-Syndrom genannt.
Die Erbanlage kodiert für ein Enzym namens Phosphodiesterase 3A, kurz PDE3A, das sowohl den Blutdruck als indirekt auch das Knochenwachstum reguliert. Die Genmutation, die Luft und sein Team entdeckt hatten, führt dazu, dass das Enzym aktiver ist als gewöhnlich.

Der fehlende Beweis ist nun erbracht
Bisher stand allerdings der Beweis aus, dass die mutierte PDE3A wirklich die Ursache für das Bilginturan-Syndrom ist, das man inzwischen auch aus anderen Familien weltweit kennt. Diesen Nachweis hat nun eine internationale Gruppe aus 40 Forscherinnen und Forschern aus Berlin, Bochum, Limburg, Toronto (Kanada) und Auckland (Neuseeland) im Fachblatt „Circulation“ geliefert. An der Studie waren Arbeitsgruppen von MDC und Charité – Universitätsmedizin Berlin beteiligt, darunter Teams um die Professoren Luft, Michael Bader, Maik Gollasch, Dominik Müller, Norbert Hübner, sowie Dr. Arndt Heuser und Dr. Sofia Forslund. Letztautor der Publikation ist Dr. Enno Klußmann, der Leiter der MDC-Arbeitsgruppe „Ankerproteine und Signaltransduktion“.
„Wir haben im Wesentlichen mit zwei Tiermodellen gearbeitet“, berichtet Dr. Lajos Markó, Erstautor neben Maria Ercu. Bei dem einen Modell handelte es sich um genmodifizierte Mäuse, bei denen das menschliche Enzym PDE3A in den Zellen der glatten Muskulatur, aus denen ein Teil der Gefäßwände bestehen, aufgrund der Genveränderung überaktiv war. „Diese Tiere wiesen im Vergleich zu Kontrolltieren einen extrem hohen Blutdruck auf“, sagt der Forscher.

Verengte Mesenterialarterien bei Ratten mit mutiertem PDE3A-Gen (rechts) verursachen durch Erhöhung des Widerstandes den Blutdruck.
Abbildung: Dr. Q. Fatimunnisa, Bader Lab, MDC

Die genveränderten Ratten litten ebenfalls an der Erbkrankheit
Noch interessanter war für die Wissenschaftler*innen allerdings ein Rattenmodell, das die Arbeitsgruppe von Bader per CRISPR/Cas9-Technik generiert hatte. Das Team hatte mithilfe der Genschere in einer Region des PDE3A-Gens, die bei dem Syndrom mutiert ist, einem sogenannten Mutations-Hotspot, neun Basenpaare verändert. Das daraus hervorgehende Enzym unterschied sich damit in drei Aminosäuren von der gewöhnlichen Variante. „Und wie beim Menschen erhöhte diese winzige Veränderung die Aktivität des Enzyms“, sagt Ercu.
„Die Ratten glichen den menschlichen Patientinnen und Patienten in wirklich sehr erstaunlicher Weise“, ergänzt die Forscherin. „Sie litten nicht nur an hohem Blutdruck, auch die Zehen ihrer Vorderläufe waren deutlich verkürzt – ähnlich wie die Finger bei Menschen mit dem Syndrom.“ Und per Mikro-Computertomographie entdeckten die Forscherinnen und Forscher in den Hirngefäßen der Tiere eine auffällige Schleife, die auch Menschen mit dem Syndrom aufweisen. „Unser Rattenmodell liefert meines Erachtens den endgültigen Beweis dafür, dass das Syndrom durch die Mutation auf dem PDE3A-Gen verursacht wird“, sagt Klußmann.

MicroCT Bildgebung der linken Vorderpfoten zeigt, dass im Vergleich zu einer Wildtyp-Ratte (links) die Mittelhandknochen bei Ratten mit mutiertem PDE3A-Gen (rechts) verkürzt sind.

Ziel ist es, die Volkskrankheit Bluthochdruck effektiver zu behandeln
Man könne nun sogar bereits einen ersten Vorschlag zur Behandlung dieser erblich bedingten Form des Bluthochdrucks machen, ergänzt der Forscher. „Es gibt eine Substanz namens Riociguat, die eigentlich für die Therapie des Lungenhochdrucks zugelassen ist“, sagt Klußmann. Von ihr wisse man, dass sie ein Enzym aktiviert, das einen Botenstoff herstellt, der eine überaktive PDE3A bremsen kann. „Bei Ratten, denen wir ein Derivat von Riociguat verabreicht hatten, sank der Blutdruck auf Normalniveau“, berichtet Klußmann. Zwar seien auch bereits andere PDE3A-Hemmer auf dem Markt, sagt der Forscher, doch aufgrund ihrer Nebenwirkungen seien diese für eine Langzeittherapie eher ungeeignet.
Näher erforschen möchte Klußmann nun noch Interaktionen, die die mutierte PDE3A mit anderen Eiweißmolekülen eingeht. Eine verstärkte Interaktion mit bestimmten Adapterproteinen führe vermutlich dazu, dass sich die Zellen der Gefäßwände stärker vermehren, wodurch sich die Gefäße verengen und der Blutdruck steigt, erläutert der Forscher.
Ein ganz großes Ziel hat Klußmann nämlich noch vor Augen: „Indem wir die Effekte der Interaktionen von PDE3A mit anderen Proteinen besser kennenlernen und verstehen, wie sie an der Regulation des Blutdrucks beteiligt sind, werden wir hoffentlich auch neue und effektivere Therapiemöglichkeiten für die Volkskrankheit Bluthochdruck finden.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Enno Klußmann
Leiter der Arbeitsgruppe „Ankerproteine und Signaltransduktion“
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)
+49 (0)30 9406 2596
Enno.klussmann@mdc-berlin.de

Originalpublikation:
Maria Ercu, Lajos Marko et al. (2020): „Phosphodiesterase 3A und Arterial Hypertension“, Circulation
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.043061


Kategorie: Forschung, News Stichworte: Bilginturan-Syndrom, Bluthochdruck, CRISPR/Cas9, CRISPR/Cas9-Technik, PDE3A, PDE3A-Hemmer, Riociguat

Weitere Nachrichten

Neue Synthesestrategien für bioaktive Naturstoffe entwickelt

Ein Forschungsteam am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) hat neue Wege gefunden, um komplexe Naturstoffe gezielt biotechnologisch nutzbar zu machen. Im Zentrum steht die schwer zugängliche Stoffklasse der polyzyklischen … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Neue Synthesestrategien für bioaktive Naturstoffe entwickelt

Biobasierter Klebstoff für nachhaltige Verpackungen

Henkel Consumer Brands setzt beim Verschließen von Sekundärverpackungen seiner Reinigungsprodukte auf einen biobasierten Klebstoff aus eigener Entwicklung: den Technomelt Supra Eco. Die Lösung vereint Recyclingfähigkeit, CO₂-Reduktion und hohe … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Biobasierter Klebstoff für nachhaltige Verpackungen

Flexible Greiferfinger für sensible Pick-and-Place-Anwendungen

Mit der neuen Serie MH-X7654 präsentiert SMC elastische Greiferfinger, die sich optimal für das Handling empfindlicher und unregelmäßig geformter Objekte eignen. Dank des flexiblen Designs und zweier Materialvarianten lassen sich unterschiedlichste … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Flexible Greiferfinger für sensible Pick-and-Place-Anwendungen

Algenkultivierung im Labor

Die präzise Kultivierung lichtempfindlicher Mikroalgen stellt viele Forschungslabore vor Herausforderungen. Mit einer neuen Anleitung ermöglichen Wissenschaftler:innen aus Bayreuth und Göttingen nun einen standardisierten Zugang zur Algenkultivierung … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Algenkultivierung im Labor

Haupt-Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

  • Newsletter Anmeldung
  • Newsletter Archiv

Messekalender

Sep. 3
Ganztägig

SchraubTec Bochum 2025

Sep. 10
Ganztägig

LAB-SUPPLY Chemnitz 2025

Sep. 10
10. September - 11. September

all about automation 2025 – Wetzlar

Sep. 15
15. September - 19. September

drinktec 2025

Sep. 16
Ganztägig

SchraubTec Kattowitz 2025

Kalender anzeigen

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Brandschutz beginnt bei der Auswahl der Ladungsträger
    am 11. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ein Positionspapier der pro-K Fachgruppe zeigt: Hersteller von Kunststoff-Ladungsträgern müssen frühzeitig in Lagerplanungen eingebunden werden. Nur so lassen sich Brandschutz, Effizienz und Normkonformität vereinen. The post Brandschutz beginnt […]

  • Kompakter Minidruckwächter für Motoren
    am 11. Juli 2025 von Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Pepperl+Fuchs erweitert sein Portfolio im Bereich der Überdruckkapselung um den neuen Minidruckwächter EPV-6100-MPM. In Kombination mit dem bewährten Serie-6100-System bietet das Unternehmen eine kompakte Lösung für die sichere […]

  • Dimethylsulfoxid
    am 10. Juli 2025 von Lorenz Matzinger (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Dimethylsulfoxid, kurz DMSO, ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Gruppe der Sulfoxide. Die Substanz erscheint als farblose, nahezu geruchlose Flüssigkeit mit bittersüßem Geschmack und ausgeprägter Hygroskopizität. Ihren vielseitigen […]

  • Aminosäuren
    am 10. Juli 2025 von Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Aminosäuren sind die grundlegenden Bausteine von Proteinen und spielen eine zentrale Rolle im Stoffwechsel aller lebenden Organismen. Chemisch zeichnen sie sich durch das gleichzeitige Vorhandensein einer Aminogruppe (–NH₂) und einer […]

  • Alkine
    am 10. Juli 2025 von Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Alkine gehören zur Gruppe der organischen Verbindungen und zeichnen sich durch mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung aus. Diese besondere Bindungsart verleiht ihnen spezifische Eigenschaften, die sie deutlich von anderen […]

  • Abgasreinigung
    am 10. Juli 2025 von Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Abgasreinigung beschreibt technische Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus gasförmigen Emissionen, bevor diese in die Umwelt gelangen. Ziel ist es, Luftverunreinigungen zu reduzieren, Umweltauflagen zu erfüllen und gesundheitliche […]

  • Elektrolyt
    am 10. Juli 2025 von Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Im menschlichen Organismus erfüllen Elektrolyte grundlegende Funktionen. Sie sind entscheidend für die Erregungsleitung in Nerven- und Muskelzellen, die Aufrechterhaltung des Membranpotentials sowie für die Regulation des osmotischen Drucks und […]

  • Wittmann eröffnet neues Technikum in Nürnberg
    am 10. Juli 2025 von Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Nachhaltigkeit trifft Hightech: Die Wittmann Gruppe eröffnet ein neues Kundentechnikum in Nürnberg. Im Fokus stehen energieeffiziente Spritzgießlösungen, Kreislaufwirtschaft und Industrie 4.0 in der Kunststoffverarbeitung. The post Wittmann […]

  • Die Kunststoffindustrie im Wandel
    am 10. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    K 2025 zeigt Wege für die Transformation der Kunststoffindustrie – mit Innovation, Kreislaufwirtschaft und politischem Dialog. Sie zeigt, wie die Transformation gelingt: mit unternehmerischem Mut, politischen Rahmenbedingungen und technologischer […]

  • Quantenpunkt
    am 10. Juli 2025 von Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Quantenpunkte sind winzige, nanoskalige Strukturen, die sich in einem Übergangsbereich zwischen klassischer Physik und Quantenmechanik befinden. Sie bestehen typischerweise aus Halbleitermaterialien und sind so klein, dass sie nur aus einigen Der […]

Copyright © 2025 · Welkin Media Verlag