Mitochondrien sind die bioenergetischen Kraftwerke der Zelle. Sie sind für die Produktion des universellen Energieträgers ATP in der Zelle verantwortlich. Zudem spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Biosynthesen, der Regulation des Kalzium- und Lipid-Haushalts, der Zellteilung, der Signaltransduktion und auch beim programmierten Zelltod (Apoptose). Diese zentralen Aufgaben unterstreichen, warum Fehlfunktionen der Mitochondrien mit der Entstehung und Entwicklung von Tumoren eng zusammenhängen. Direkte und indirekte Wechselwirkungen von Mitochondrien mit unterschiedlichen Enzymen der Kinase-Proteinfamilie sind dabei relevant. Das menschliche Genom hält den Code für über 500 verschiedene Kinasen bereit. „Eine Reihe dieser Enzyme sind in unterschiedlichsten Krebsarten konstitutiv aktiv und daher entkoppelt von jeglicher Regulation, was in der Folge unkontrolliertes Zellwachstum fördert“, erklärt Eduard Stefan vom Institut für Biochemie. Dies hat in den vergangenen Jahren zu der Entwicklung und Zulassung von über 50 mehr oder weniger spezifischen Kinasehemmern geführt, die in der Klinik hauptsächlich Onkokinasen hemmen.
Kooperation mit Innsbrucker Forschungsunternehmen
In dem im BRIDGE-Programm der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG geförderten MitoKIN-Projekt, mit dem englischen Titel „Systematic barcoding of kinase-controlled mitochondrial function“, wollen die Innsbrucker Biochemiker die Auswirkung einer Kollektion von Kinasehemmern auf die Mitochondrienfunktion und das Metabolom (die zellulären chemischen Moleküle = Metaboliten) von bestimmten Krebszellen systematisch untersuchen. Das Onkokinase-Labor des Instituts für Biochemie um Eduard Stefan und Omar Torres-Quesada wird hierbei von einem Team des Innsbrucker Unternehmens Oroboros Instruments mit Carolina Doerrier, Verena Laner und Lisa Tindle-Solomon unterstützt. Geleitet wird Oroboros von Gründer Erich Gnaiger. Das Projekt MitoKIN hat sich das Ziel gesetzt, durch den Einsatz unterschiedlich wirkender Kinasehemmer Anwendungsbeispiele für die Beteiligung von Kinasen an der mitochondrialen Zellatmung zu liefern. Zu Beginn werden Krebs-basierte Zellkulturmodelle eingesetzt. Diese Protokolle sollen in der Zukunft möglichst auf 3D-Zellmodelle und Patientenbiopsien übertragen werden.
„Durch die BRIDGE-Förderung wird eine lokal vorhandene Kooperation an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft (Onkokinase Labor und Spin-off KinCon biolabs) und Wirtschaft (Oroboros) unterstützt“, freut sich Eduard Stefan. „Ziel ist es, die von Oroboros angebotene O2k-Technologie für hochauflösende Respirometrie der mitochondrialen Zellatmung auf onkogen-orientierte Anwendungen auszuweiten.“