Entzündungshemmende Medikamente, die zur Behandlung von rheumatoider Arthritis eingesetzt werden, sowie Präparate, die die Immunreaktion steigern und zur Therapie von Melanomen (schwarzen Hautkrebs) verabreicht werden, schützen beziehungsweise schädigen das Knochengerüst. Die Aktivierung oder Hemmung eines körpereigenen Enzyms beeinflusst nicht nur Entzündungsreaktionen, sondern auch die Anzahl der knochenfressenden Zellen. Dies haben Wissenschaftler der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sowie des Universitätsklinikums Erlangen beobachtet. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachjournal Science Translational Medicine veröffentlicht.*

Die meisten Vorgänge im menschlichen Körper werden von Enzymen kontrolliert. In experimentellen Untersuchungen und anhand der Datenauswertung von Patienten, die an rheumatoider Arthritis oder einem Melanom (schwarzem Hautkrebs ) erkrankt waren, fanden die Forscher heraus, dass die Aktivierung oder Hemmung des körpereigenen Enzyms IDO (Indolamin-2,3-Dioxygenase) nicht nur Entzündungsreaktionen stoppt bzw. steigert, sondern auch die Anzahl der knochenfressenden Zellen beeinflusst. „IDO ist für das Immunsystem und den Knochen von entscheidender Bedeutung“, betont Prof. Dr. Aline Bozec, Medizinische Klinik 3 – Rheumatologie und Immunologie am Universitätsklinikum Erlangen und Leiterin der internationalen Arbeitsgruppe.

Im menschlichen Körper stellt IDO das wichtigste Enzym für den Abbau der Aminosäure Tryptophan in die Hormone Serotonin und Melatonin dar. Die Aminosäure kann nicht vom Körper selbst gebildet werden, sondern muss durch Nahrungsmittel, wie z.B. Schokolade, aufgenommen werden. „Wir konnten zeigen, dass Medikamente, die das Enzym IDO anregen, knochenfressende Zellen im Körper hemmen und somit den Knochen schützen“, erklärt Prof. Dr. Bozec. Solche Arzneimittel werden aktuell gegen überschießende Immunreaktionen, wie bei Arthritis oder gegen Abstoßungsreaktionen nach Transplantationen, eingesetzt.

Die Präparate ahmen dabei das körpereigene Eiweiß CTLA-4 nach, regen das Enzym IDO an, wodurch die Anzahl der knochenfressenden Zellen, der sogenannten Osteoklasten, reduziert wird, und schützen so den Knochen. Dass durch die Aktivierung von IDO der Knochenabbau gemindert wird, war bisher unbekannt. Im gesunden Körper halten sich knochenbildende Osteoblasten die Waage mit knochenabbauenden Osteoklasten. „Diese medikamentöse Regulierung des Immunsystems erweitert unser Wissen über die Wirkungsweisen von immununterdrückenden Medikamenten gegen entzündliche Knochen- und Gelenkerkrankungen und Osteoporose“, erklärt Prof. Dr. Georg Schett, Direktor der Medizinische Klinik 3 – Rheumatologie und Immunologie am Universitätsklinikum Erlangen.

Ins Visier der Forscher gelangte damit auch ein Krebsmedikament, welches zur Behandlung des schwarzen Hautkrebses eingesetzt wird. „Wir können beim metastasierten Melanom zum Teil verblüffende Behandlungserfolge mit Hemmern von CTLA-4 erreichen“, erklärt Prof. Dr. Lucie Heinzerling von der Hautklinik (Direktor: Prof. Dr. Gerold Schuler), die ebenfalls an der Studie beteiligt war. Ziel dieser Medikamente ist es, die Immunantwort zu steigern. „Wir haben vermutet, dass IDO eine Rolle bei der Wirkung gegen Tumore in der Behandlung mit CTLA-4-Hemmern spielt. Sie reduzieren die Aktivität des Enzyms. Gleichzeitig wird die Anzahl der knochenabbauenden Zellen erhöht. Das ist eine sehr wichtige Erkenntnis und langfristig für die Behandlung unserer Patienten von großem Interesse“, hebt Prof. Dr. Heinzerling hervor.

Mit dieser Arbeit ist es Prof. Dr. Aline Bozec, die ihre Karriere an führenden Krebsforschungszentren in Wien und Madrid begann, gelungen, einen wesentlichen Kommunikationsweg zwischen Immunsystem, Tumor und Knochen im menschlichen Körper aufzudecken. Gleichzeitig sind die Ergebnisse ein Erfolg der stark translationalen Forschungsausrichtung der Medizinischen Fakultät der FAU.

* doi: 10.1126/scitranslmed.3007764

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Aline Bozec
Tel.: 09131/85-39109
aline.bozec@uk-erlangen.de