Seit einigen Jahrzehnten ist ein Stoff bekannt, der in unserem Körper das Muskelwachstum hemmt. Auch wenn es vielleicht absurd klingen mag, doch im Laufe der Evolution haben wir ein Gen entwickelt, was unseren Organismus davon abhält, „zu viel“ Muskelmasse aufzubauen. Aus Gründen der Energieeffizienz und der körperlichen Leistungsfähigkeit hat das zu Urzeiten auch durchaus Sinn ergeben. Die Rede ist natürlich von Myostatin. Doch genauso lange, wie man dieses Molekül bereits kennt, versuchen Forscher Medikamente zu entwickeln, um es im lebenden Organismus zu hemmen. Bisher mit mäßigem Erfolg.
„Sarkopenie“ beschreibt einen Zustand, in dem der Körper unter krankhaftem Verlust von Muskelmasse leidet. Genauso vielfältig wie die Gründe für dieses Problem sind auch die Versuche, es in den Griff zu bekommen. Die Hemmung des Myostatin-Gens ist einer davon. Zwar gelang es der Forschung bereits überaus erfolgreich, bei Tieren eine Mutation herbeizuführen, wodurch Nachkommen geboren werden, die kein aktives Myostatin besitzen, doch das Molekül beim lebenden Organismus effektiv in seiner Wirkung zu schwächen, erwies sich bisher als schwierig.
Während sich die Forschung auf diesem Gebiet eigentlich auf die Behandlung von krankhaftem Muskelverlust beschränkt, hat auch die Welt des Dopings im Sport, insbesondere des Bodybuildings, ein großes Interesse an möglichen Arzneimitteln. Wie die Vergangenheit mehrfach bewies, kommt der Missbrauch von Medikamenten zur Steigerung der Leistung in vielen Sportarten großflächig zum Einsatz. So könnten effektive Myostatinhemmer womöglich in Zukunft auch das Aussehen von Bühnenathleten beeinflussen. Doch bevor es so weit kommt, ist noch sehr viel Forschung nötig. Noch einmal: Das Interesse der Wissenschaft liegt hauptsächlich in der Behandlung von Krankheiten, nicht darin, die nächste Generation von Massemonstern heranzuzüchten.
War ein Myostatin-Defekt der Grund für sein herausragendes Potenzial?
Einen Schritt in diese Richtung machten nun dänische Forscher. Sie entwickelten ein Medikament, welches Myostatin effektiv hemmen soll, ohne dabei zu den Nebenwirkungen zu führen, die wie eine dunkle Wolke über anderen Ansätzen in diesem Bereich schweben. Die Wissenschaftler verabreichten eine modifizierte Version des Moleküls Follistatin an Versuchstiere und fanden dabei erstaunliches heraus.
Follistatin – Was ist das?
Doch zunächst müssen wir klären, was Follistatin überhaupt ist. Es handelt sich dabei um ein Glykoprotein, welches natürlicherweise im menschlichen Körper vorkommt. Tierversuche haben nicht nur gezeigt, dass es die Regeneration von Leberzellen steigert, sondern auch die Aktivität des Myostatins hemmt und dadurch die Muskelmasse erhöht. Aktuell kann es im Labor rekombinant mithilfe von speziell gezüchteten E.coli Bakterien produziert werden.
Die Studie
Aufgrund der Tatsache, dass viele der bisher entwickelten Myostatininhibitoren ebenfalls die Zahl der roten Blutzellen steigern und dadurch das Blut dickflüssiger machen, wurde der Prozess der Forschung auf diesem Gebiet in den letzten Jahren etwas verlangsamt. Doch die dänischen Forscher machten es sich zur Aufgabe, eine neue Art dieser Stoffe zu entwickeln und entschieden sich dazu, das Follistatin-Molekül zu modifizieren.
Als die Dänen das Follistatin-Molekül veränderten, begannen sie jedoch nicht etwa mit normalem Follistatin, so wie es in unserem Körper vorkommt. Stattdessen verwendeten sie das Analog FST-dHBS. Daraufhin fusionierten es die Forscher mit einem weiteren Protein-Fragment, der Fc Region des Immunglobulins IgG, einem wichtigen Bestandteil unseres Immunsystems. Das neu erschaffene Molekül nennt sich nun FST-dHBS-hFc.
Schon frühere Forschungen haben gezeigt, dass die Injektion von normalem Follistatin nicht effektiv ist. Es wird sofort vom Körper abgebaut und kann daher nicht wirken. Die dänischen Forscher konnten jedoch zeigen, dass die Behandlung der Mäuse mit FST-dHBS-hFc zu beeindruckenden Gehalten an Follistatin im Blut führen kann. Sogar eine Woche nach der Administration konnte das Molekül im Blut der Tiere noch nachgewiesen werden. Ebenfalls konnte man an Zellen beweisen, dass das neue Molekül an den gleichen Stellen wirksam ist wie das natürlich produzierte Follistatin.
Als die Forscher die Mäuse über eine Woche mit ihrem neuen Stoff behandelten, nahmen sie um elf Prozent an Körpermasse zu, wobei das Gewicht des Gastrocnemius Muskels, auch Zwillingswadenmuskel genannt, um ganze 19 Prozent stieg. Vergleichen wurde der Effekt mit dem bereits bestehenden Myostatininhibitor ActRIIA-mFC, welcher jedoch die Nebenwirkung der gesteigerten Produktion von roten Blutzellen besitzt.
In dieser einen Woche injizierten die Forscher den Tieren dreimal eine Lösung, die das modifizierte Follistatin enthielt, direkt in den Dünndarm. Das deutet darauf hin, dass das Molekül sogar bei oraler Einnahme wirksam ist, sollte es die Verdauung im Magen überstehen. Die Dosis lag bei zehn Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. Anders als ActRIIA-mFC erhöhte das neue Follistatin-Analog weiterhin nicht die Zahl der roten Blutzellen.
Ein weiterer nicht außer acht zu lassender Faktor ist außerdem, dass die Forscher auch weiblichen Tieren den Stoff verabreichten, denen man zuvor die Eierstöcke entfernt hatte. Dieser Eingriff führt dazu, dass die Mäuse kein Östrogen mehr bilden und daraufhin Osteoporose entwickeln. In nur einer Woche erhöhte sich die spongiose Masse der Knochen um beeindruckende 42 Prozent. Möglicherweise ist der neue Stoff damit auch zur Behandlung von Osteoporose geeignet.
Zusammenfassung
FST-DHBS-mFc ist ein neuartiges Molekül, welches ein Analog zum Follistatin darstellt. Ohne die Zähflüssigkeit des Blutes zu erhöhen, hat es in Tierstudien gezeigt, die Muskelmasse sowie Knochendichte effektiv zu können. Dadurch könnte es in Zukunft ein effektives und sicheres Mittel zur Behandlung von Muskelschwund und Osteoporose darstellen. Bis FST-DHBS-mFc jedoch als Arzneimittel zugelassen werden kann, sind zahlreiche weitere Versuche an Tieren und Menschen nötig.
Primärquelle:
ergo-log.com/follistatin-analogue-muscles.html
Literaturquelle:
Lodberg, Andreas, et al. „A follistatin-based molecule increases muscle and bone mass without affecting the red blood cell count in mice.“ The FASEB Journal (2019): fj-201801969RR.
