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Von Kanälen, Rhythmen und Photorezeptoren

Über die Bedeutung von bestimmten Ionenkanälen bei rhythmischen Körperfunktionen und beim Sehen berichtete gestern Prof. Martin Biel von der LMU München. Der Pharmakologe stellte in seinem Vortrag beim Naturwissenschaftlich-Medizinischen Verein genetische Ursachen für Krankheiten vor, die durch Fehlfunktionen zyklonukleotid-gesteuerter Ionenkanäle verursacht werden.

Ionenkanäle, die durch zyklische Nukleotide reguliert werden, können in zwei Gruppen unterteilt werden: die zyklonukleotid-gesteuerten (CNG) Kanäle und die hyperpolarisations-aktivierten und zyklonukleotid-gesteuerten (HCN) Kanäle. Die zweite Gruppe spielt eine entscheidende Rolle bei rhythmischen Prozessen im Körper, wie zum Beispiel dem Herzschlag. Das Team um Prof. Biel vom Zentrum für Pharmaforschung am Department Pharmazie der LMU forscht am Tiermodell über genetische Störungen dieser Ionenkanäle. Durch Ausschaltung bestimmter Gene lassen sich diese so genannten Schrittmacherkanäle im Mausmodell beeinflussen. So können etwa genetische Ursachen für Herzrhythmusstörungen gefunden werden. Aber auch im Hirn spielen diese Kanäle eine wichtige Rolle. Störungen können hier zu neurologischen Erkrankungen wie der Absence-Epilepsie führen. Diese bei Kindern beobachtete Krankheit konnte Prof. Biel anhand von Mausmodellen auf eine Fehlfunktion der zyklonukleotid-gesteuerten Ionenkanälen zurückführen.

Ziel ist die Entwicklung von Medikamenten

Die CNG-Kanäle unterscheiden sich von den HCN-Kanälen auf den ersten Blick kaum. „Man kann das mit zwei Äpfeln vergleichen. Der eine ist rot, der andere gelb“, erläutert Martin Biel. Und doch unterscheiden sich die Funktionen gravierend, sind die CNG-Kanäle doch für die Seh- und Riechprozesse zuständig. Für ihre Arbeiten am Riechsystem erhielten erst kürzlich Linda Buck und Richard Axel den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Biel beschäftigt sich mit der Funktion der Ionenkanäle im Auge. Sowohl in den Sehzapfen, die für das Farb-Sehen zuständig sind, als auch in den für das Schwarz-Weiß-Sehen nötigen Sehstäbchen sind die Ionenkanäle am Werk. Die Störung dieser Kanäle in den Sehstäbchen kann zu Retinitis Pigmentosa führen, einer Erkrankung, die bei Mäusen innerhalb weniger Monate die völlige Erblindung zur Folge hat. Bei Störungen in den Sehzapfen werden die Modellmäuse farbenblind. „Die auf den ersten Blick sehr ähnlich aussehenden Ionenkanäle machen sehr unterschiedliche Dinge“, erklärt Martin Biel. „Defekte in diesen Prozessen führen zu einer Reihe von Erkrankungen. Wir erforschen die genauen molekularen Zusammenhänge in diesen Prozessen und suchen nach möglichen Ansatzpunkten für die Medikamentenentwicklung.“

Prof. Martin Biel hat in Saarbrücken Pharmazie studiert und in Homburg an der Saar promoviert. 1990 kam er nach München, wo er sich 1996 bei Prof. Franz Hofmann für Pharmakologie und Toxikologie habilitiert hat. Seit 2000 besetzt er den Lehrstuhl für Pharmakologie für Naturwissenschaften an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Seit diesem Jahr ist er auch als Honorarprofessor an der Fudan-Universität in Shanghai tätig.