Wiener Biochemiker untersucht "Kuschelhormon" bei Heuschrecken

1. August 2022 - 11:41

Das Kuschelhormon "Oxytocin" stärkt beim Stillen die Bindung zwischen Mutter und Baby, und beim Streicheln die von Kind und Hund. Auch Heuschrecken und Ameisen haben "Oxytocin"-ähnliche Botenstoffe, sagte der Wiener Biochemiker Christian Gruber im Gespräch mit der APA. Er studierte ihre Wirkungsweise in Insekten in einem vom Wissenschaftsfonds (FWF) geförderten Projekt, damit man bessere Medikamente für Menschen und Heuschreckenabwehrmittel herstellen kann.

Hormonforschung in Insekten könnte auch für die Landwirtschaft interessant sein, um Heuschreckenplagen zu verhindern
Hormonforschung in Insekten könnte auch für die Landwirtschaft interessant sein, um Heuschreckenplagen zu verhindern

Für Oxytocin-Andockstellen gibt es schon verschiedene Wirkstoffe, die im klinischen Alltag verwendet werden, erklärte Gruber, der am Zentrum für Physiologie und Pharmakologie der Medizinischen Universität (Meduni) Wien forscht: "Wenn eine Frau hochschwanger ist, aber die Wehen nicht automatisch beginnen, kommt sie meist an den sogenannten 'Oxytocin-Tropf', womit ihr ein Oxytocin-ähnlicher Stoff infundiert wird." Wenn diese Wirkstoffe an die Hormon-Andockstellen für Oxytocin andocken, löst dies krampfartiges Zusammenziehen der Gebärmuttermuskulatur, vulgo Wehen aus.

Außerdem bekommen Mütter einen Oxytocin-Nasenspray verschrieben, wenn ihnen nach der Geburt die Milch nicht einschießt, so Gruber: "Für uns Wissenschafter ist es noch komplett unerklärlich, wieso Oxytocin als Nasenspray einen Effekt auf den Milcheinschuss hat." Es müsste dafür nämlich ins Gehirn gelangen. "Dort kann man aber nach intranasaler Gabe nicht viel messen", so der Forscher: "Es ist also noch unklar, wie dieser Mechanismus funktioniert."

Wie die Peptide in Heuschrecken wirken

Um solche Fragen irgendwann beantworten zu können, bedient sich der Biochemiker der Angehörigen von Oxytocin in Heuschrecken und Ameisen. "Es ist schon seit den 1990er-Jahren bekannt, dass Heuschrecken verwandte Peptide (Eiweißstoffe, Anm.) für Oxytocin und Vasopressin haben, das sich nur an zwei Stellen ein wenig von Oxytocin unterscheidet", sagte er. Bei Ameisen konnte er mit Kollegen diese Stoffe auch nachweisen. "Ein paar Jahre später haben wir entdeckt, dass diese Peptide in sehr vielen Insekten vorkommt", so Gruber.

Man könne diese Stoffe "quasi sofort" synthetisch nachbauen, sagte er: "Weil sie recht einfach aufgebaut sind, kann man dabei nichts falsch machen." Mit seinem Kollegen Jozef Vanden Broeck von der Universität Leuven in Belgien untersucht Gruber dann, in welchen Körperteilen und Organregionen die Peptide in Heuschrecken und anderen Insekten gebraucht und verwendet werden, sowie was passiert, wenn sie fehlen oder zu viele dieser Botenstoffe vorhanden sind. So konnten die Forscher etwa zeigen, dass diese Stoffe bei Heuschrecken den Wasserhaushalt regulieren helfen, und bei Ameisen die Verhaltensweise bei der Futtersuche beeinflussen.

"Wir testen auch die pharmakologische Wirkung dieser Peptide auf menschliche Oxytocin- und Vasopressin-Rezeptoren", berichtete der Forscher: "Bei Menschen gibt es im Gegensatz zu Insekten vier solche Andockstellen, nämlich den Oxytocin-Rezeptor und die Vasopressin-Rezeptoren 1A, 1B und 2. Wir stellten fest, dass die Insekten-Peptide auf die verschiedenen menschlichen Rezeptoren eine unterschiedliche Wirkung haben", sagte er. Dadurch könne man einerseits besser die Funktion der Rezeptoren untersuchen, andererseits Peptide herstellen, die gezielt einen oder zwei solcher Rezeptoren aktivieren, und nicht alle, wie es die natürlichen Hormone tun.

Auf diese Art könnte man vielleicht in Zukunft bessere Arzneimittel herstellen und unerwünschte Nebenwirkungen vermeiden, meint Gruber. "Es gibt auch Anwendungen von Oxytocin in anderen Bereichen, die weniger erforscht sind, wie Autismus, dem Posttraumatischen Belastungssyndrom und Depressionen." So zeigte sich, dass mit Oxytocin-Nasenspray behandelte autistische Kleinkinder im Jugendalter eine weniger starke Autismus-Ausprägung zeigen, als unbehandelte. Hier ist man aber noch sehr weit weg von einem Medikament, weil man viel zu wenig über die Mechanismen weiß." Weitere Forschung mit den Hormonen von Mensch und Heuschrecke sollen hier neue Erkenntnisse bringen.

"Zum anderen ist die Hormonforschung in Insekten auch für die Landwirtschaft interessant", so der Biochemiker: "Wenn man versteht, was diese Peptide in Heuschrecken tun, kann man nach Möglichkeiten suchen, die immer wieder vorkommenden Heuschreckenplagen zu verhindern." Die Forschung könnte demnach neue Möglichkeiten zur gezielten Schädlingsbekämpfung bieten, was die Agrarproduktion und somit die Lebensqualität in betroffenen Regionen erhöhen würde, heißt es am Montag in einer Aussendung des FWF.

Service: https://doi.org/10.1039/D0SC05501H

(APA/red, Foto: APA/APA/dpa)

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