Dr. Kira Bickenbach
Mit dem Medaillenstipendium, das Prof. Dr. Stefan Rose-John nach der Verleihung der Jung-Medaille für Medizin in Gold 2023 vergeben hat, unterstützten wir Dr. Kira Madleen Bickenbach am Biochemischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Betreut wurde das Projekt von Prof. Dr. Christoph Becker-Pauly (Research Unit Degradomics).
Die mit der Medaille verbundene Förderung in Höhe von derzeit 30.000 Euro kann vom Preisträger an eine Nachwuchswissenschaftlerin oder einen Nachwuchswissenschaftler seiner Wahl vergeben werden.
Protease-Forschung an einer Schnittstelle von Eisenstoffwechsel und Gehirnbarriere
Im Zentrum der Arbeit stand die Metalloprotease Meprin β. Das Enzym wirkt wie eine hochspezifische „Schere“: Es spaltet ausgewählte Proteine an definierten Stellen und kann damit Signalwege und Transportprozesse beeinflussen.
Ein Schwerpunkt lag auf dem Transferrinrezeptor I (TfRI), einem zentralen Eintrittspunkt für Transferrin-gebundenes Eisen in Zellen. Mithilfe massenspektrometrischer degradomischer Ansätze identifizierte Kira Bickenbach TfRI als Substrat von Meprin β und kartierte die Spaltstelle im des Rezeptors, nahe der Plasmamembran. In Zellmodellen zeigte sich: Spaltet Meprin β den Rezeptor, wird eine lösliche Rezeptorform (sTfRI) freigesetzt, während an der Zelloberfläche weniger funktionsfähiger TfRI verbleibt. Die Folge: Die Zellen nehmen weniger Transferrin-gebundenes Eisen auf
Von Zellmodellen ins Tiermodell
Das Team untersuchte Parameter des Eisenstoffwechsels in Mep1b-Knock-out-Mäusen im Vergleich mit Wildtyp-Tieren. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass Meprin β den Eisenhaushalt in den Mäusen beeinflusst, und das nicht nur über den TfRI.
Blut-Hirn-Schranke: Barrierefunktion unter Druck
Ein zweiter Projektteil untersuchte Meprin β an der Blut-Hirn-Schranke. In einem Mausmodell mit erhöhter Meprin-β-Aktivität in Endothelzellen sank die Expression wichtiger Tight-Junction-Proteine (u. a. Claudin-5, Occludin, ZO-1). Ergänzende Messungen zeigten eine abnehmende Barrierefunktion und eine zunehmende Durchlässigkeit– ein Befund, der auch im Kontext neurologischer Erkrankungen relevant sein kann.
Auf Grundlage der Ergebnisse entsteht ein Manuskript; weitere Arbeiten sollen die Funktion von Rolle von Meprin β in krankheitsrelevanten Modellen vertiefen.