Tumorsuppressoren sind Proteine, die verhindern, dass sich gesunde Zellen in Krebszellen verwandeln. Einer der medizinisch relevantesten ist das Protein p53. Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der Medizinischen Universität Graz und des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung in Potsdam-Rehbrücke konnten jetzt zeigen, dass sich p53 durch Nahrungsentzug in der Leber anreichert und für die Anpassung des Stoffwechsels an den Hungerzustand benötigt wird. Diese Erkenntnisse könnten Grundlage für neue Therapieoptionen sowohl bei Stoffwechselerkrankungen als auch bei onkologischen Erkrankungen darstellen. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift The FASEB Journal* veröffentlicht.
Das Protein p53, Anfang der neunziger Jahre zum Wächter des Genoms und Molekül des Jahres gekürt, ist eine der wichtigsten Kontrollinstanzen des Zellwachstums und ein Schwerpunkt in der onkologischen Forschung. Es besitzt die Fähigkeit, den Zellzyklus zu unterbrechen und die Teilung entarteter Zellen zu verhindern. Um die dafür verantwortlichen physiologischen und molekularen Prozesse besser verstehen zu können, untersuchten Wissenschaftler um Prof. Dr. Michael Schupp vom Institut für Pharmakologie die Regulation und Funktion von p53 in gesunden, nicht-entarteten Zellen. Sie entzogen Mäusen für einige Stunden die Nahrung und konnten in der Folge eine Anreicherung von p53-Protein in der Leber messen. Um nun zu eruieren, durch welchen Leberzelltyp diese Anreicherung ausgelöst wird, haben die Forscher den Versuch an in Petrischalen kultivierten Hepatozyten wiederholt. Wurde diesen die Nährstoffe entzogen, ließ sich sowohl an Hepatozyten von Mäusen als auch an Zellen menschlichen Ursprungs eine ähnliche Anreicherung des Proteins beobachten.
“Unsere Daten weisen darauf hin, dass die Anreicherung von p53 durch einen zellulären Energiesensor vermittelt wird und für die Umstellung des Stoffwechsels im Hungerzustand benötigt wird”, erklärt Prof. Michael Schupp. In einem weiteren Experiment zeigten die Wissenschaftler, dass Mäuse, bei denen das p53-Gen inaktiviert wurde, Schwierigkeiten hatten, ihren Stoffwechsel an eine fehlende Futteraufnahme anzupassen. “Die vorhandene Proteinmenge in Leberzellen wird durch Nahrungsaufnahme beeinflusst und p53 erfüllt auch im gesunden Leberstoffwechsel wichtige Funktionen”, so Schupp. In weiteren Experimenten wollen die Wissenschaftler nun zunächst untersuchen, ob die beobachtete Anreicherung des Tumorsuppressors auf die Leber beschränkt ist oder auch in anderen Geweben und Organen zu beobachten ist. “Für die Zukunft wäre es interessant zu testen, ob eine durch Nahrungsentzug induzierte Anreicherung von p53 Einfluss auf die Entstehung ausgewählter Krebsformen hat oder ob bestimmte zeitliche Muster der Nahrungsaufnahme über eine p53-Regulation die Entstehung von Krebs begünstigen”, fügt er hinzu.
Prokesch A, Graef FA, Madl T, Kahlhofer J, Heidenreich S, Schumann A, Moyschewitz E, Pristoynik P, Blaschitz A, Knauer M, Muenzner M, Bogner-Strauss JG, Dohr G, Schulz TJ, Schupp M. Liver p53 is stabilized upon starvation and required for amino acid catabolism and gluconeogenesis. FASEB J. 2016 Nov 3. doi: 10.1096/fj.201600845R. pii: fj.201600845R. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 27811061.