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Datenstand vom: 09.04.2020
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CD-Labor für Eisen- und Phosphatbiologie

Eisen- und Phosphatbiologie hängen über das Peptid-hormon FGF23 zusammen. So führt die Gabe von bestimmten Eisenpräparaten zu einer unerwünschten Absenkung des Phosphatspiegels. Die Erforschung des genauen Mechanismus durch das CD-Labor könnte Abhilfe schaffen.

Die homöostatische Kontrolle der Konzentration von Phosphat im Plasma wird durch das im Knochen produzierte Peptidhormon Fibroblasten-Wachstums-faktor-23 (FGF23) vermittelt. Bei Anstieg der Konzentration von Phosphat im Plasma kommt es zum Anstieg von FGF23 und dadurch zur vermehrten Ausscheidung von Phosphat über den Urin.

Eisenmangel, die häufigste Ursache für eine Anämie in Mittel- und Westeuropa, erhöht ebenfalls die Bildung von FGF23. Dieses wird beim Eisenmangel jedoch gespalten, noch bevor es aus den Osteozyten austreten kann. Eisenmangelanämien werden aber häufig mit intravenösem (i.v.) Eisen behandelt. Als Nebenwirkung unterbinden manche Eisenpräparate die Spaltung des FGF23 in den Osteozyten, wodurch dieses ins Plasma gelangt und – wie oben beschrieben – den Phosphatspiegel senkt. Solche vorübergehenden Hypophosphatämien kommen bei weit über 50% der Patienten unter i.v. Eisengabe vor.

Klinische Anzeichen einer Hypophosphatämie sind typischerweise proximale Muskelschwäche und Knochendegenerationen. Wiederholte Dosierung von i.v. Eisenpräparaten kann daher zu muskuloskelettalen Komplikationen einschließlich Atemversagen und Knochenbrüchen führen. Das Risiko, nach bestimmten Eisenpräparaten eine Hypophosphatämie zu erleiden, scheint hauptsächlich von den biophysikalischen Eigenschaften des spezifischen Arzneimittels bestimmt zu werden.

Diese unerwünschte medikamenteninduzierte FGF23-Erhöhung ist nicht nur ein ungelöstes medizinisches Problem, sondern öffnet auch ein Fenster zu einem tieferen Verständnis der funktionellen Verbindung zwischen Eisen- und Phosphathomöostase beim Menschen. Die Aufklärung der biologischen Eigenschaften von FGF23 im Zusammenhang mit Eisenmangel und i.v. Eisentherapie wird zu einem besseren Verständnis der Phosphat-Homöostase und der Eisenbiologie insgesamt führen.

Dieses CD-Labor führt detaillierte molekulare Studien durch, die darauf abzielen, die Transkriptionskontrolle, die Spaltung und die Rezeptorbindung von FGF23 zu verstehen und somit nicht nur eine sicherere klinische Anwendung von i.v. Eisenpräparate und sicherere molekulare Wirkstoffentwicklung, sondern auch neue Einblicke in die Eisen- und Phosphatbiologie ermöglichen. Die Forschungsarbeit umfasst auch retrospektive klinische Studien, die auf die Rolle der akuten Hypophosphatämie als perioperativer und perinataler Risikofaktor zielen.

Die physiologische Verbindung zwischen Eisenmangel, Behandlung mit i.v. Eisenpräparaten und Phosphathomöostase durch FGF23 wird nur inkomplett verstanden. Die vorgeschlagenen Arbeiten haben das Ziel unbekannte biologische Verbindungen aufzuklären und bilden die Grundlage für neue Einblicke in die Eisen- und Phosphatbiologie mit der Perspektive, FGF23-Regulation, Spaltung und Rezeptorbindung im Zusammenhang mit Eisenmangel vollständig zu verstehen und potenzielle neuartige Wirkstoffziele für seltene Stoffwechselerkrankungen, Knochengesundheit und Knochenmetastasen zu eröffnen.

Leitung

ao.Univ.Prof. Dr. Heinz Zoller

Medizinische Universität Innsbruck

Abteilung für Innere Medizin I

Christoph-Probst-Platz 1

6020 Innsbruck

Details

Laufzeit: 01.09.2019 - 31.08.2026

Unternehmenspartner:

Pharmacosmos A/S

Thematischer Cluster:

Medicine