Eisenstoffwechsel: Ionenkanal als Schlüsselfaktor identifiziert

Forschende haben in einem Mausmodell die Funktion eines am Eisenhaushalt beteiligten Ionenkanals entschlüsselt. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Therapie von Störungen des Eisenstoffwechsels, glauben sie.

Eisenmangel und die sich daraus entwickelnde Eisenmangelanämie betreffen Millionen von Menschen. Die genetische Eisenspeicherkrankheit Hämochromatose zählt zu den häufigsten erblichen Leiden in Europa. Ohne frühzeitige Diagnose und Behandlung kann die Hämochromatose zu schweren Organschäden führen.

Christian Grimm ist Professor für die Biologie von Zellorganellen und Pharmakologie an der Universität Oxford (Großbritannien) und leitet gleichzeitig eine Arbeitsgruppe am Walther-Straub-Institut für Pharmakologie und Toxikologie der LMU in München. Dort erforscht er mit Mitarbeitern die physiologische Rolle und den Aktivierungsmechanismen endolysosomaler Ionenkanäle.

Der Professor für Molekulare Pharmakologie hat nun in einer Studie mit Kollegen die molekularen Mechanismen des Eisenstoffwechsels untersucht. Mithilfe von Patch-Clamp-Experimenten – einer Methode zur Messung von Ionenkanalaktivitäten – konnten die Forschenden im Mausmodell zeigen, dass der Ionenkanal TPC1 dabei eine wichtige Rolle spielt und dessen Mechanismen aufklären.

Stärkere Aktivität bei Vorliegen einer bestimmten Mutation

Verändert sich TPC1 durch eine bestimmte genetische Mutation, nimmt seine Aktivität stark zu – mit der Folge, dass sich bei Mäusen zu viel Eisen im Körper ansammelt. Fehlt der Kanal dagegen vollständig, entwickeln die Tiere einen Eisenmangel.

Laborversuche zeigten, dass die mutierten Formen sowohl bei menschlichen TPC1-Kanälen als auch denen der Maus nach Aktivierung deutlich aktiver sind als die normalen. Zudem konnten die Forschenden zeigen, dass die TPC1-Aktivität sowohl die Aufnahme von Eisen aus der Plasmamembran beeinflusst als auch den pH-Wert in Endosomen, aus denen Eisen in Abhängigkeit vom pH-Wert ins Zytosol freigesetzt wird. „Damit liefert unsere Studie neue Einblicke in die Regulation des Eisenhaushalts und könnte langfristig neue Ansätze zur Behandlung von Erkrankungen mit Eisenmangel oder Eisenüberladung eröffnen“, fasst Grimm zusammen.