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Infektion und Entzündung: Von der Molekülebene zur Krankheit

10.10.2016

Warum führt eine Änderung in Kollagen VII zur Blasenbildung?

Die Haut ist ein Organ, das für jeden sofort sichtbar und wohlvertraut ist. Ein Netzwerk von Zellen und Proteinen sorgt dafür, dass die Haut stabil ist und Schutz bietet. Was passiert, wenn die Funktion einzelner Proteine gestört ist, lässt sich an Krankheiten sehen. Manchmal reicht es, dass nur ein einziger Proteinbaustein – eine Aminosäure – ausgetauscht ist, und es kommt zur Ablösung der Hautschichten, zu einer Blasenbildung. Ist das Hautprotein Typ VII Kollagen betroffen bezeichnet man die Krankheit als dystrophe Epidermolysis bullosa. Aber was passiert auf molekularer Ebene?

Wissenschaftler aus dem Institut für Chemie und der Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie der Universität zu Lübeck haben untersucht, welche Folgen solch ein Austausch, oder auch Mutation genannt, in dem Hautprotein Typ VII Kollagen hat. Ein interdisziplinäres Lübecker Forscherteam um Dr. Karsten Seeger hat dazu eine Mutation untersucht, von der bekannt war, dass sie die blasenbildende Erbkrankheit dystrophe Epidermolysis bullosa verursacht. Typ VII Kollagen ist ein sehr großes Protein, weshalb nur der Bereich mit dem Aminosäureaustausch charakterisiert wurde.

Dabei zeigte sich, dass durch die Mutation die Proteinstabilität deutlich herabgesetzt ist. Im Gegensatz zum normalen Protein kann dann ein Abbau durch bestimmte Enzyme (Proteasen) stattfinden. Diese Prozesse könnten zu einer verringerten Stabilität der Haut und damit zur Ablösung der Hautschichten führen (Abb. 1). Die Arbeit wurde in der renommierten Fachzeitschrift Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease veröffentlicht.

„Aufbauend auf unseren Ergebnissen, stellen sich uns jetzt natürlich viele Fragen: Kann man in diesen Abbauprozess eingreifen? Gibt es andere Mutationen in Typ VII Kollagen, wo dieser Abbau ebenfalls stattfindet? Und spielen diese Prozesse auch bei der erworbenen Autoimmunkrankheit Epidermolysis bullosa acquisita eine Rolle?“ so der Letztautor der Veröffentlichung Dr. Karsten Seeger vom Institut für Chemie an der Universität zu Lübeck. Antworten auf diese Frage können später vielleicht einmal bei einigen Patienten zur Linderung der Krankheitssymptome beitragen.

Die Erforschung von Typ VII Kollagen ist ein Schwerpunkt in der Arbeitsgruppe von Dr. Seeger. Seit Beginn seiner eigenständigen Forschung in Lübeck vor 8 Jahren beschäftigt er sich mit strukturellen Eigenschaften von Typ VII Kollagen und dessen Wechselwirkungen mit anderen Hautproteinen. Das Ziel ist, den Aufbau der Haut und die Entstehung der Autoimmunkrankheit EBA besser zu verstehen. Die Forschung ist in den Schwerpunkt der Universität Infektion und Entzündung eingebunden. Es bestehen enge Kooperationen mit Arbeitsgruppen des Lübecker Institutes für experimentelle Dermatologie (LIED), und die Arbeitsgruppe ist auch mit einem Projekt am GRK1727/2 „Modulation von Autoimmunität“ beteiligt.

Das Projekt wurde von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung finanziell gefördert (Projektnumer 2013_A232). Die Originalveröffentlichung ist in BBA - Molecular Basis of Disease erschienen: Windler C, Hermsdorf U, Brinckmann J, Seeger K.: A type VII collagen subdomain mutant is thermolabile and shows enhanced proteolytic degradability – implications for the pathogenesis of recessive dystrophic epidermolysis bullosa?, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. doi: 10.1016/j.bbadis.2016.10.023

Die Stabilität eines Teils von Kollagen wird bei einer Mutation herabgesetzt. Dadurch kann ein Abbau durch Proteasen erfolgen, was zur Blasenbildung führen kann.
Dr. Karsten Seeger, Cordula Windler, Prof. Dr. Jürgen Brinckmann und Ulrike Hermsdorf (v.l.n.r.; Foto: René Kube)

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