Gen zur Aufnahme von Vitamin D könnte zur Entwicklung neuer Therapien für Krebs und Autoimmunerkrankungen beitragen

Vitamin D ist nicht nur ein lebenswichtiger Nährstoff, sondern auch eine Vorstufe des gesundheitsrelevanten Hormons Calcitriol. Es reguliert die Aufnahme von Phosphat und Kalzium im Darm, die für die Knochen wichtig sind, sowie das Zellwachstum und die reibungslose Funktion von Muskeln, Nervenzellen und Immunsystem.

Nun haben Forscher in Frontiers in Endocrinology erstmals gezeigt, dass ein bestimmtes Gen namens SDR42E1 eine Schlüsselrolle bei der Aufnahme von Vitamin D aus dem Darm und seinem anschließenden Stoffwechsel spielt – eine Entdeckung mit zahlreichen potenziellen Anwendungen in der Präzisionsmedizin, einschließlich der Krebstherapie.

„Hier haben wir gezeigt, dass das Blockieren oder Hemmen von SDR42E1 das Wachstum von Krebszellen selektiv stoppen kann“, sagte Dr. Georges Nemer, Professor und Prodekan für Forschung am University College of Health and Life Sciences der Hamad Bin Khalifa University in Katar und Hauptautor der Studie.

Defekte Kopie

Nemer und seine Kollegen ließen sich von früheren Untersuchungen inspirieren, die zeigten, dass eine spezifische Mutation im SDR42E1-Gen auf Chromosom 16 mit Vitamin-D-Mangel in Zusammenhang steht. Die Mutation führte dazu, dass das Protein verkürzt und inaktiv wurde.

Die Wissenschaftler nutzten die CRISPR/Cas9-Genomeditierung, um die aktive Form von SDR42E1 in der Darmkrebszelllinie eines Patienten (HCT116) in eine inaktive Form umzuwandeln. HCT116-Zellen exprimieren typischerweise hohe Mengen an SDR42E1, was darauf hindeutet, dass das Protein für ihr Überleben essentiell ist.

Nach der Einführung einer defekten Kopie von SDR42E1 sank die Lebensfähigkeit von Krebszellen um 53 %. Die Expression von mindestens 4.663 nachgeschalteten Genen war verändert, was darauf hindeutet, dass SDR42E1 ein wichtiger molekularer Schalter in vielen für die Zellgesundheit wesentlichen Reaktionen ist. Viele dieser Gene sind häufig an krebsbezogenen Signalwegen sowie an der Aufnahme und dem Stoffwechsel von Molekülen wie Cholesterin beteiligt, was mit der zentralen Rolle von SDR42E1 bei der Calcitriolsynthese übereinstimmt.

Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass durch die Hemmung von Genen Krebszellen selektiv abgetötet werden können, ohne benachbarte gesunde Zellen zu beeinträchtigen.

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Doppelwirkung

„Unsere Ergebnisse eröffnen neue potenzielle Wege in der Präzisionsonkologie, obwohl für die klinische Anwendung noch eine umfassende Validierung und langfristige Entwicklung erforderlich sind“, sagte Dr. Nagham Nafees Hendi, Professor an der Near East University in Amman, Jordanien, und Erstautor der Studie.

Der Entzug von Vitamin D in einzelnen Zellen ist jedoch nicht die einzige mögliche Anwendung, die mir sofort in den Sinn kam. Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass SDR42E1 auf zweierlei Weise wirkt: Auch eine künstliche Erhöhung des SDR42E1-Spiegels in lokalen Geweben mittels Gentechnik könnte hilfreich sein und dabei die vielen bekannten positiven Effekte von Calcitriol nutzen.

„Da SDR42E1 am Vitamin-D-Stoffwechsel beteiligt ist, können wir es auch bei einer Vielzahl von Krankheiten gezielt einsetzen, bei denen Vitamin D eine regulierende Rolle spielt“, bemerkte Nemer.

„Ernährungsstudien haben beispielsweise gezeigt, dass dieses Hormon das Risiko von Krebs, Nierenerkrankungen, Autoimmun- und Stoffwechselstörungen senken kann. Solche breiteren Anwendungen müssen jedoch mit Vorsicht erfolgen, da die langfristigen Auswirkungen von SDR42E1 auf den Vitamin-D-Haushalt noch nicht vollständig erforscht sind.“