Fascin

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für innere Medizin) am 18. November 2016
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Fascine stellen kleine und äußerst kompakte Eiweißmoleküle dar, die mit den Aktinfilamenten interagieren. Dabei bündeln sie die Aktinketten und verhindern so deren weitere Vernetzung. Fascine dienen des Weiteren als Marker bei der Krebsdiagnose.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Fascin?

Fascine sind Proteine, welche die Aktivität von Aktinfilamenten regeln. Sie haben die Aufgabe, die Aktinfilamente so zu verpacken, dass sie an den Bindungsstellen parallel und starr miteinander verbunden werden. Die Bindung an die Aktinketten erfolgt durch Phosphorylierung.

Dazu besitzen sie zwei Bindungsstellen und bilden dabei Bündel von Aktinfilamenten mit einem Abstand von je zehn Nanometern. Die Fascine selber sind sehr kleine und kompakte Moleküle. Ihr Gewicht beträgt ungefähr 55 bis 58 Kilodalton. Sie spielen für die Bewegung der Aktinfilamente und damit auch der Zellen eine große Rolle. Hauptsächlich in den aktinreichen Zellvorsprüngen befindet sich viel Fascin. Diese Zellvorsprünge werden auch als Filopodien bezeichnet. Filopodien sind bekannt als die sogenannten Scheinfüßchen von Strahlentierchen, die sich mit ihrer Hilfe auch bewegen können.

Aber auch alle eukaryontischen Zellen besitzen diese Ausstülpungen, sodass sie sowohl mit anderen Zellen interagieren können als auch zu ihrer Fortbewegung dienen. Generell gibt es drei verschiedene Formen von Fascinen, die auch von unterschiedlichen Genen codiert werden. Das sogenannte Fascin 1 (FSCN 1) kommt hauptsächlich in den Neuronen vor. Aber auch in anderen Zellen ist es in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten. Das Fascin 2 (FSCH 2) wird in der Netzhaut der Augen gebildet und das Fascin 3 (FSCN 3) ist ausschließlich in den Hoden vorhanden.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Die wichtigste Funktion von Fascin besteht in der Stabilisierung der Aktinfasern durch ihre Bündelung. Die Aktinfilamente vernetzen weniger und tragen so zur Bewegung der Zellorganellen innerhalb der Zelle und der Zelle an sich bei. Die Exprimierung von Fascin erfolgt in allen Körperzellen. Allerdings ist sie für die einzelnen Zelltypen unterschiedlich.

Es gibt Zellen, die eine größere Beweglichkeit aufweisen als andere. So müssen Immunzellen oft schnell an ihren Zielort kommen, wenn sich ein Infektionsherd in einer bestimmten Körperregion ausbildet. Am Beispiel der Makrophagen lässt sich die Tätigkeit der Aktinfasern gut veranschaulichen. Wenn die Makrophagen (Fresszellen) die infektiösen Eindringlinge erreichen, schließen sie diese ein.

Dabei bilden sie Filopodien aus, welche die entsprechenden Bakterien oder Fremdeiweiße umschließen. So können sie sich diese einverleiben und innerhalb der Zelle auflösen. Die Konzentrationen an Fascinen sind umso höher, je mobiler die Zelle sein muss. Je weniger Fascin vorhanden ist, desto vernetzter sind die Aktinfilamente. Das führt zu stationäreren Zellen.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Die Fascine sind Begleitproteine der Aktinfilamente. Wie bereits weiter oben erwähnt, sorgen sie für die Bündelung der Aktinketten und verpacken diese dadurch. Es entstehen so Bündel von parallelen Aktinfilamenten, die durch die Verpackung die Fähigkeit verlieren, sich weiter zu vernetzen. Aktin besteht aus Ketten von Eiweißmolekülen, welche die Hauptmasse des Zytoskeletts darstellen. Mithilfe des Zytoskeletts können sich die Zellen fortbewegen. Ohne Bündelung der Aktinfilamente würden sie sich untereinander vernetzen und die Zellbewegung einschränken.

Ein Aktinfilament besteht aus einer Doppelhelix von zwei Aktinketten. Das Fascin umschließt ein Bündel von Aktinfilamenten und bindet sie an zwei Kontaktstellen fest. Diese Kontaktstellen werden durch Phosphorylierung gebildet. Bei der Phosphorylierung bindet sich eine Phosphatgruppe aus ATP an eine Hydroxylgruppe einer Aminosäure. Im Falle der Fascine handelt es sich hier um Serin. Die Phosphate verknüpfen so das Fascinmolekül mit dem Aktinmolekül. Mit der Einschränkung der Quervernetzung wird jedoch die aktive Beweglichkeit der Aktinfilamente (Motilität) entlang der Kette gefördert. Diese wird durch den ständigen Abbau der Aktinkette auf der einen Seite mit gleichzeitiger Anlagerung von Aminosäuren auf der anderen Seite bewerkstelligt.

Auch dieser Vorgang verläuft nur mithilfe von Phosphorylierung unter Mitwirkung von ATP und ADP. Diese Prozesse erzeugen so eine aktive Bewegung der Aktinfasern. Dabei entstehen zunächst die Zellvorsprünge (Filopodien), welche dann die aktive Fortbewegung der Zellen gewährleisten. Durch die Stabilisierung der Aktinfilamente mit Fascin und die Hemmung ihrer Vernetzung wird also die Motilität der Aktinfasern gefördert




Krankheiten & Störungen

Es wurde auch festgestellt, dass die Konzentration von Fascin in vielen bösartigen Tumorzellen erhöht ist. Die dadurch erhöhte Motilität dieser Zellen verstärkt die Gefahr der Metastasenbildung. Die entsprechenden Zellen dringen so in andere Gewebe leichter ein und bilden dort neue Tumoren (Metastasen) aus. Wie der Vorgang konkret abläuft, ist noch Gegenstand von Forschungen.

Bekannt ist aber, dass bei diesen Krebszellen die Filopodien eine große Rolle spielen und dort die Aktinfasern durch Fascin stabilisiert werden. So kann Fascin als Tumormarker zur Diagnostik von bösartigen Neoplasien herangezogen werden. Allerdings bedeutet eine erhöhte Konzentration an Fascin nicht automatisch, dass die Diagnose Krebs gestellt werden kann. Dieser Befund ist nur ein Hinweis auf einen möglichen metastierenden Tumor. Denn erhöhte Fascinwerte sind nicht spezifisch für Tumoren. Auch bei anderen Erkrankungen kann die Konzentration von Fascinen erhöht sein.

Das gilt besonders für Krankheiten, bei denen es zu einer verstärkten Bildung von Immunzellen kommt. Die Immunzellen müssen sehr beweglich sein, um schnell an jedem Ort des Organismus präsent zu sein. Ein gutes Beispiel dafür ist die Infektion mit dem Epstein-Barr-Virus. Hier bilden sich in verstärktem Maße B-Lymphozyten, die besonders viel Fascin enthalten.

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