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Eine Zelle stirbt an Ferroptose wenn freie Radikale außer Kontrolle geraten und in einer Kettenreaktion die schützende Zell membran zerstören Betroffen sind gelegentlich gesunde Zellen wenn sie unter oxidativen Stress geraten Doch insbesondere Krebszellen sind auf grund ihres hochaktiven Stoffwechsels anfällig für Ferroptose – trotzdem entgehen viele der bös artigen Zellen diesem Schicksal Weltweit suchen Forscher nach den Faktoren die eine Zelle emp fänglich oder resistent gegenüber der Ferroptose machen um diese Art des Zelltods möglicherwei se therapeutisch zu beeinflussen Forschende um Tobias Dick am Deutschen Krebsforschungszen trum entdeckten nun einen Mechanismus mit dem sich Zellen vor der Ferroptose schützen Erst seit kurzem ist bekannt dass mensch liche Zellen aus der schwefelhaltigen Aminosäu re Cystein Persulfide herstellen können Diese kleinen Moleküle charakterisiert eine Gruppe aus zwei Schwefelatomen und einem Wasserstoff atom Die Bedeutung der Persulfide im Inneren der Zelle war jedoch nicht bekannt Uladzimir Ba rayeu vom DKFZ Erstautor der aktuellen Publika tion beobachtete dass Zellen ihre Produktion an Persulfiden ankurbeln sobald sie durch Radikale gestresst sind und Gefahr laufen den ferropto tischen Zelltod zu erleiden Dies war der erste Hinweis dass Zellen versuchen sich mit Persul fiden zu schützen Das Forschungsteam zeigte dass Persulfide Membranschäden und Ferroptose effizient unterdrücken und legte auch die Wir kungsweise dieser Moleküle offen Persulfide er wiesen sich als hocheffiziente Radikalfänger Sie unterbrechen die zerstörerische Kettenreaktion die die Integrität der Zellmembran bedroht Die Wirkung der Persulfide beruht auf einem chemischen Mechanismus Stößt ein Persulfid auf ein freies Radikal wird es selbst ein Radikal Doch das neue Radikal verhält sich ungewöhnlich Anders als andere Radikale ist es äußerst reak tionsträge und nicht in der Lage Schäden anzu richten Es reagiert ausschließlich mit sich selbst und erzeugt in einer Folgereaktion erneut Persul fide Das bedeutet dass sich Persulfide bei der Eliminierung freier Radikale kaum verbrauchen Deshalb kann schon eine sehr niedrige Konzen tration von Persulfiden eine viel höhere Konzen tration an Radikalen wirksam eliminieren wie die Forscher zu ihrer Überraschung feststellten Die Heidelberger Wissenschaftler zeigten außerdem dass die FerroptoseEmpfindlichkeit einer Zelle von bestimmten Enzymen des Schwe felstoffwechsels abhängt die Persulfide erzeu gen „Durch unsere neuen Resultate könnten sich vollkommen neue Ansatzpunkte ergeben um die innere Widerstandsfähigkeit von Krebszellen zu attackieren zum Beispiel durch pharmakologische Inhibitoren der Enzyme die für die PersulfidPro duktion zuständig sind“ sagt Tobias Dick Letzt autor der aktuellen Publikation Das Forschungsprojekt ist Teil des DFGge förderten Schwerpunktprogramms SPP 2306 „Ferroptose von der Grundlagenforschung zur klinischen Anwendung“ Publikation Barayeu U Schilling D Eid M Xavier da Silva TN Schlicker L Mitreska N Zapp C Gräter F Miller AK Kappl R Schulze A Friedmann Angeli JP Dick TP 2022 Persulfides inhibit lipid peroxidation and ferroptosis by scavenging radicals Nature Chemical Biology DOI 10 1038 s41589-022-01145-w Quelle DKFZ Die Rolle von Persulfiden beim Schutz vor Ferroptose Tumor Zellen im Stress Life Sciences 45 www labo de 10 2022 Molekülmodell des Cystein Persulfid Bild Uladzimir Ba rayeu DKFZ