29/06/2008

Sonnenschutz für Zellen

Logo und Foto: Virchow Univ. Würzburg
Sommerzeit - Sonnenzeit: Während es die meisten gerade jede freie Minute nach draußen in die Sonne zieht, sitzen wenige in abgedunkelten Räumen und meiden jeden Sonnenstrahl. Grund ist eine seltene Hautkrankheit, Xeroderma pigmentosum, unter der rund 50 Menschen in Deutschland leiden und die gehäuft bei Kindern auftritt. Weil die Betroffenen Sonnenlicht meiden müssen und in der Mehrheit Kinder sind, werden sie umgangssprachlich als Mondscheinkinder bezeichnet. UV-Strahlen der Sonne lösen bei Mondscheinkindern Entzündungen auf der Haut aus, später entstehen warzenähnliche Gebilde, die sich zu gefährlichen Hautkrebsformen entwickeln können. Das Hautkrebsrisiko ist gegenüber gesunden Menschen 2000fach erhöht.

Die Ursache der seltenen Krankheit ist ein Gendefekt im körpereigenen DNA-Reparatursystem. Das sorgt beim gesunden Menschen dafür, dass durch UV-Strahlen hervorgerufene Schädigungen der Erbsubstanz wieder repariert werden. Jede Hautzelle verfügt über ein solches Reparatursystem, das beim Menschen aus 30 Proteinen besteht. Fällt das System aus, so können Schädigungen langfristig zu Hautkrebs führen. Auch beim gesunden Menschen kann das passieren - ein intensives Sonnenbad mit Sonnenbrand überfordert das System, Schädigungen können nicht mehr repariert werden.

Forscher erproben derzeitig Cremes, die Reparatursysteme aus Bakterien enthalten und stellvertretend Schädigungen beim Patienten reparieren oder als Schutz in Sonnencremes angewendet werden können. Erkrankungen wie Xeroderma pigmentosum können heute allerdings noch nicht geheilt werden. Deshalb untersuchen Forscher um Prof. Dr. Caroline Kisker vom Rudolf-Virchow-Zentrum/DFG-Forschungszentrum der Universität Würzburg, wie die einzelnen Proteine des Reparatursystems arbeiten. Da das menschliche System viel komplizierter ist, analysieren sie das verwandte Reparatursystem des Bakteriums Thermoplasma acidophilum.

Um den molekularen Mechanismus zu untersuchen, erstellten die Forscher erstmalig Proteinkristalle des so genannten XPD-Proteins, das zum Reparatursystem gehört. Die Forscher simulierten verschiedene Gendefekte, die alle zur Mondscheinkrankheit führen. Darüber hinaus analysierten sie auch die Auswirkung von Defekten, die zu verwandten Krankheiten, dem Cockayne Syndrom und zu Trichothiodystrophy, führen. Für alle drei Krankheiten fanden sie verschiedene Mechanismen, die allesamt dazu führen, dass das wichtige XPD-Protein nicht mehr richtig oder gar nicht mehr funktioniert. Entweder erkennt das Protein die Schäden nicht mehr, oder kann sie nicht identifizieren. Die Folge: Das System wird gleich zu Beginn blockiert, die Reparatur kann damit nicht durchgeführt werden. Kenntnisse über den genauen Mechanismus können nun neue Ansätze für die Therapie von Hauterkrankungen liefern.