Das Protein DYRK1A hemmt das Wachstum zellulärer Fasern und verhindert dadurch, dass krebsauslösende Faktoren an ihren Zielort gelangen, nämlich in den Zellkern.
Forscher um Dr. Matthias Lauth von der Philipps-Universität Marburg haben einen molekularen Mechanismus aufgeklärt, der dazu beiträgt, dass Menschen mit Down-Syndrom seltener an Krebs erkranken als andere. Dabei steht das Protein DYRK1A im Blickpunkt – wie das Team im Wissenschaftsmagazin „Nature Communication“ schreibt –, denn es hemmt das Wachstum zellulärer Fasern und verhindert dadurch, dass krebsauslösende Faktoren an ihren Zielort gelangen, nämlich in den Zellkern.
Höhere DYRK1A bei Menschen mit Down-Syndrom
Menschen mit Down-Syndrom besitzen ein überzähliges Chromosom. Diese genetische Abweichung geht mit einer höheren Konzentration des Proteins DYRK1A in den Körperzellen einher, weil sich die Bauanleitung für das Protein auf dem betroffenen Chromosom 21 befindet; sie liegt also in einer zusätzlichen Kopie vor. „Unsere Ergebnisse erklären, inwiefern DYRK1A der Tumorbildung entgegenwirkt“, sagt Mitverfasser Lauth, der eine Nachwuchsgruppe am Zentrum für Tumor- und Entzündungsforschung der Philipps-Universität leitet.
Das Protein DYRK1A ist bekannt dafür, dass es die Hedgehog-Signalkaskade aktiviert, das an verschiedenen Krebserkrankungen beteiligt ist. Wie das Autorenteam herausfand, kann DYRK1A aber auch in gegensinniger Richtung wirken und Hedgehog hemmen, indem es nachgeschaltete Proteine behindert. Diese dienen eigentlich dazu, das Hedgehog-Signal bis zum Zellkern weiter zu geben, wo dann weitere Gene angeschaltet werden. Man kann sich das vorstellen wie eine Folge von Staffelläufern, die sich abwechseln und ihre Stafette weiterreichen, bis das Ziel erreicht ist, in diesem Fall die Kommandozentrale der Zelle.
Damit die Proteine dieser Signalkette zum Zellkern transportiert werden, sind sie auf das Zellgerüst angewiesen. Lauth und seine Koautoren präsentieren mikroskopische Aufnahmen, die belegen: DYRK1A verhindert das Wachstum der Fasern, aus denen das Gerüst besteht – der Weg wird sozusagen unpassierbar.
„Unsere Ergebnisse bieten einen mechanistischen Rahmen, um die negative Wirkung von DYRK1A auf den Hedgehog-Signalweg zu erklären, der zu Tumorerkrankungen führen kann“, fasst der Studienleiter die Resultate zusammen. Die Erkenntnisse der Autorinnen und Autoren könnten neue Therapieoptionen eröffnen, um Krebserkrankungen erfolgreich zu bekämpfen.
Quelle: Philipp Schneider & al.: Identification of a novel actin-dependent signal transducing module allows for the targeted degradation of GLI1, Nature Communications 2015, DOI: 10.1038/ncomms9023
