Rote Blutkörperchen haben unter Stress einen geheimen Weg für den Sauerstofftransport
Der Körper verfügt über einen Notfallplan, wenn die Produktion roter Blutkörperchen ins Stocken gerät. Forschende haben einen bislang unbekannten Mechanismus entdeckt, der es roten Blutkörperchen ermöglicht, sich auch dann mit ausreichend Hämoglobin zu versorgen, wenn ihre normale Quelle versiegt. Die Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Anämie.
Hämoglobin ist das Protein im Inneren roter Blutkörperchen, das Sauerstoff durch den Körper transportiert. Für die Herstellung von Hämoglobin benötigen diese Zellen Häm, einen eisenhaltigen molekularen Baustein. Unter normalen Umständen produzieren rote Blutkörperchen den größten Teil ihres Häms selbst, während sie sich im Knochenmark entwickeln. Eine neue Studie in Science zeigt jedoch, dass ein zweiter Versorgungsweg existiert: Rote Blutkörperchen können Häm auch aus umliegenden Zellen aufnehmen – über einen Mechanismus, der bislang noch nie beschrieben worden war.
Dieser sogenannte zell-nicht-autonome Häm-Aufnahmemechanismus erweist sich als besonders aktiv unter Stressbedingungen – etwa wenn der Körper rasch große Mengen neuer roter Blutkörperchen produzieren muss, zum Beispiel nach einem Blutverlust oder bei hämolytischer Anämie, einem Zustand, bei dem rote Blutkörperchen schneller abgebaut werden, als sie ersetzt werden können. In solchen Situationen kommt die normale interne Häm-Produktion an ihre Grenzen. Der neu entdeckte Weg schließt diese Lücke.
Ein Sicherheitsnetz, das schon immer da war
Was den Befund besonders bemerkenswert macht: Dieser Mechanismus ist nicht neu, er war die ganze Zeit vorhanden, doch niemand hatte ihn je identifiziert. Die Forschenden nutzten Mausmodelle und Zellkulturversuche, um den Weg zu kartieren. Dabei identifizierten sie spezifische Transportproteine, die für den Häm-Transfer zwischen Zellen verantwortlich sind – Proteine, die sich als genau dann exprimiert herausstellten, wenn die Erythropoese, also die Produktion roter Blutkörperchen, unter Druck gerät.
Für Patientinnen und Patienten mit chronischer Anämie, Sichelzellanämie oder Thalassämie – erblichen Bluterkrankungen, bei denen die Hämoglobin-Produktion gestört ist – könnte dieser Mechanismus einen therapeutischen Ansatzpunkt bieten. Sollte es gelingen, den Weg pharmakologisch zu aktivieren oder zu verstärken, könnte das die Sauerstoffversorgung verbessern, ohne dass eine Knochenmarktransplantation erforderlich wäre.
Alterung und Anämie
Es gibt auch einen unmittelbaren Zusammenhang mit dem Alterungsprozess. Anämie tritt bei älteren Menschen deutlich häufiger auf und ist mit Erschöpfung, kognitivem Abbau, einem erhöhten Sturzrisiko und einer höheren Sterblichkeit verbunden. Etwa ein Drittel der Erwachsenen über 65 leidet an irgendeiner Form von Anämie. Bei einem Teil dieser Fälle lässt sich keine eindeutige Ursache feststellen – ein Zustand, der als ungeklärte Anämie des Alters bekannt ist. Die Frage ist, ob ein nachlassender Häm-Aufnahmemechanismus dabei eine Rolle spielt, wenn Menschen älter werden.
Diese Studie beantwortet diese Frage nicht, stellt sie aber implizit. Was die Forschung jedoch deutlich macht: Die Biologie roter Blutkörperchen ist komplexer als bisher angenommen – und es gibt noch therapeutische Zielstrukturen, die bis vor Kurzem schlicht unbekannt waren.