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Neue Erkenntnisse zu Kollagen

Eine aktuelle Studie über die Eigenschaften von Kollagen könnten dabei helfen, bestimmte Krankheitsprozesse besser zu verstehen Wissenschaftler des amerikanischen National Institute of Health beric

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Eine aktuelle Studie über die Eigenschaften von Kollagen könnten dabei helfen, bestimmte Krankheitsprozesse besser zu verstehen

Wissenschaftler des amerikanischen National Institute of Health berichten von neuen, unerwarteten Details über die grundlegende Struktur von Kollagen – dem häufigsten Protein im menschlichen Körper. In Laborversuchen zeigten sie, dass Kollagen bestimmte Strukturen ausbildet, welche Enzyme regulieren, die unser Körpergewebe ab- und umbauen. Die Entdeckung dieses Regulierungssystems bietet laut den Autoren einen molekularen Blick auf die potentielle Rolle physischer Kräfte, Herzkrankheit, Krebs, Arthritis und anderen krankheitsbezogenen Prozessen. Die Studie erscheint in der aktuellen Online-Ausgabe von Proceedings of the National Academy of Sciences.

Der Wissenschaft ist seit Jahren bekannt, dass Kollagen-Remodeling eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl von biologischen Prozessen spielt. Das Spektrum reicht von der Wundheilung bis hin zum Tumorwachstum. Insbesondere wissen Forscher, dass Kollagen durch eine bestimmte Klasse von Enzymen, Matrixmetalloproteinasen (MMPs) genannt, abgebaut wird. Wie diese Abbaureaktionen jedoch im Detail ablaufen war bisher weitestgehend unbekannt.

In der NIH-Studie isolierten die Wissenschaftler einzelne, nanogroße Kollagenfibrillen aus Rattenschwanzsehnen. Danach behandelten sie die Kollagenfibrillen mit menschlichen, fluoreszenzmarkierten MMPs. Mit Hilfe von Video-Mikroskopie verfolgten die Wissenschaftler wie sich Tausende dieser Enzyme entlang einer Fibrille bewegten. Überraschenderweise beobachteten die Wissenschaftler, dass sich die Enzyme an bestimmten Stellen der Fibrillen bevorzugt anlagerten. Darüber hinaus bewegten sich diese Bindungsstellen im Laufe der Zeit langsam, verschwanden und tauchten an anderen Positionen wieder auf. Die Beobachtungen zeigten, dass Kollagenfibrillen dementsprechend Schäden haben, die sich spontan bilden und heilen. In Anwesenheit von Spannung, wie sie beispielsweise bei einer Sehnendehnung entsteht, werden verursachte Defekte wahrscheinlich eliminiert, um den Abbau von physisch belasteten Kollagenfibrillen durch die Enzyme zu verhindern. Kurz gesagt, die Arbeitsgruppe hat möglicherweise einen dehnungsempfindlichen Mechanismus entdeckt, über den der Gewebeumbau reguliert wird.

Text: esanum /pvd

Foto: Jose Luis Calvo / Shutterstock.com