Transforming growth factor

Der Transforming Growth Factor (Abk. TGF, deut. Transformierender Wachstumsfaktor) gehört zu den Zytokinen zählenden Signalmolekülen. Sie sind namensgebend für die TGF-Signalwege. TGF spielen eine sehr wichtige Rolle bei der embryonalen Entwicklung und der Differenzierung von Zellen und Geweben. Sie werden in verschiedene Gruppen eingeteilt: in die TGF-α- sowie TGF-β-Superfamilie und die BMP-Familie.

Typen

TGF-α

TGF-α wurde bislang in Nagetieren und dem Menschen nachgewiesen. Es handelt sich um ein säure- und hitzebeständiges Protein, das sich zu 33 % homolog zum Epidermal Growth Factor (EGF) verhält. TGF-α wird von einer Vielzahl von veränderten Zellen, Tumoren, embryonalen und adulten Zellen produziert; es wurde auch im Urin von Krebspatienten nachgewiesen. Dieses Protein hat eine Molekülmasse von 5,5 kDa. Die genetische Information von TGF-α wird im Chromosom 2 codiert.^[1]

TGF-β

TGF-β ist ein stark konserviertes Protein (M_r ca. 13 kDa), das als Homodimer vorliegt. Es wurde bislang in drei verschiedenen Typen, die sich sehr ähnlich sind (TGF-β 1 bis 3) bei Säugetieren identifiziert. Die TGF-β-Polypeptide sind multifunktional. Sie sind fähig, die Zellproliferation, Zelldifferenzierung und andere Funktionen in einem weiten Spektrum verschiedener Zellen zu beeinflussen. Dazu gehört beispielsweise die direkte antiinflammatorische Wirkung von TGF-β auf TH1-Zellen. TGF-β wirkt über einen Membranrezeptor mit Serin/Threonin-Kinase-Aktivität. Bei TGF-β handelt es sich um ein lokales Zytokin, das im Zusammenhang mit Heilungsprozessen und Fibrosierung von Gewebe sowie mit relevanter Bedeutung beim kardialen Remodeling und beim Herzversagen nach Myokardinfarkt steht.^[2]

BMPs

Bone morphogenetic proteins (BMPs) (deut. Morphogenetische Knochenproteine) bilden eine Untergruppe der TGF-β-Familie. BMPs kontrollieren fundamentale Ereignisse in der frühen embryonalen Entwicklung und in der Organgenese.

Medizinische Bedeutung

Das Engelmann-Syndrom wird durch eine Genmutation in Chromosom 19 Genlocus q13.1-13.3 verursacht. Betroffen ist die β-1-Kette des Transforming growth factor (TGF β1).^[3]

Es wird vermutet, dass TGF-β eine Schlüsselrolle bei der Pathogenese der strahlenbedingten Lungenfibrose einnimmt, eventuell lässt sich durch Antagonisierung von TGF-β eine solche Entzündung verhindern. In dieser Frage liegen aber bislang wenige bis keine Forschungsergebnisse vor.

TGF-β scheint auch bei der Entstehung der diabetischen Nierenschädigung beteiligt zu sein. Bei der diabetischen Nephropathie kommt es zu einer Zellvergrößerung (Hypertrophie) und zu einer vermehrten Bildung von Kollagen im Nierenkörperchen. Ein erhöhter Blutzucker stimuliert die Freisetzung von TGF-β. Wird TGF-β durch ACE-Hemmer, spezifische Antikörper oder Hepatocyte growth factor gehemmt, führt dies zu einer Besserung der diabetischen Nierenschädigung.

Bei Patienten mit vaskulärem Typ des Ehlers-Danlos-Syndroms und bei Patienten mit Loeys-Dietz-Syndrom wurden Mutationen in den Genen des Rezeptors für TGF-β (TGFBR1 und TGFBR2) nachgewiesen.^[4]

Das Marfan-Syndrom wird durch eine Mutation im Gen für Fibrillin hervorgerufen. Fibrillin ist ein Bestandteil der Mikrofibrillen des Bindegewebes. So führt die Mutation zu einer verminderten Festigkeit des Bindegewebes. Fibrillin ist aber auch homolog zur Familie der Latenten TGF-β bindenden Proteine (LTBP), die TGF-β in einen inaktiven Komplex binden. Die Mutation im Gen des Fibrillin führt zu einer verminderten Bindung von TGF-β. Der resultierende Überschuss von aktivem TGF-β im Bindegewebe wird für einige Komplikationen des Marfan-Syndroms verantwortlich gemacht, wie Lungenemphysem, Mitralklappenprolaps und Aneurysmen der Aortenwurzel.^[5]

Ciclosporin ist ein wichtiges Medikament in der Transplantationsmedizin. Gravierende Nebenwirkungen sind Bluthochdruck und Nierenschäden. Eine mögliche Ursache dieser Komplikationen ist, dass die Transkription von TGF-β durch Ciclosporin stimuliert wird.^[6]

Einzelnachweise