Vitamin K kann mehr als nur Blutgerinnung

Berlin -

Vitamin K ist vielen vor allem in Bezug auf seine Bedeutung bei der Blutgerinnung bekannt. Ansonsten spielt das Vitamin im Vergleich zu anderen bislang eine eher untergeordnete Rolle. Forscher:innen des Helmholtz Zentrum München haben nun jedoch eine neue Funktion entdeckt: Demnach kann Vitamin K den ferroptotischen Zelltod wirksam hemmen – damit eröffnen sich weitere Einsatzgebiete.

Das Molekül des Vitamin K ist bereits lange bekannt. Wissenschaftler:innen ist es nun jedoch gelungen, eine neue Eigenschaft des Vitamins zu ergründen. Neben der Blutgerinnung könnte es damit auch auf weitere wichtige Funktionen Einfluss nehmen. Das Team fand heraus, dass die vollständig reduzierte Form von Vitamin K als fettlösliches Antioxidans wirkt und den ferroptotischen Zelltod wirksam hemmt.

Neue Zusammenhänge: Ferroptose & FSP1

Die sogenannte „Ferroptose“ ist eine natürliche Form des Zelltods. Ferroptose ist bereits als treibende Kraft bei der Alzheimer-Krankheit, akuten Organverletzungen und vielen anderen Krankheiten in den Fokus gerückt. Sie ist durch oxidative Zerstörung von Zellmembranen gekennzeichnet, bei der zelluläres Eisen eine wichtige Rolle spielt.

Dem Team gelang es, ein spezielles Protein mit dem Namen FSP1 als Warfarin-unempfindliches Enzym, das Vitamin K reduziert, zu identifizieren. Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass eine Vitamin-K-Behandlung eine neue wirksame Strategie zur Verbesserung der mit Ferroptose zusammenhängenden Krankheiten darstellen könnte.

Die Hemmung der Ferroptose könnte damit einen neuen Stellenwert erlangen. Wirkstoffe werden bereits erforscht. Ein Team aus München unter der Leitung von Dr. Eikan Mishima und Dr. Marcus Conrad versuchte zusammen mit Mitarbeiter:innen der Tohoku Universität (Japan), der Universität Ottawa (Kanada) und der Technischen Universität Dresden neue, wirksame Moleküle zu finden: Dafür wurde systematisch eine Reihe von natürlich vorkommenden Vitaminen sowie deren Derivate untersucht. „Überraschenderweise haben wir festgestellt, dass Vitamin K, einschließlich Phyllochinon (Vitamin K1) und Menachinon-4 (Vitamin K2), in der Lage ist, Zellen und Gewebe wirksam vor der Ferroptose zu bewahren", erklärt Dr. Eikan Mishima, Erstautor der Studie.

Vitamin-K-Stoffwechsel vollständig entschlüsselt

Das Team fand heraus, dass Vitamin K-Hydrochinon die Ferroptose verhindert, indem es Sauerstoffradikale in Zellmembranen einfängt. Es zeigte sich zudem, dass FSP1 Vitamin K effizient zu Vitamin-K-Hydrochinon reduziert und damit einen neuen nicht-kanonischen Vitamin-K-Zyklus in Gang setzt. Das Team konnte außerdem zeigen, dass das FSP1 für den Vitamin-K-Reduktionsweg verantwortlich ist, der unempfindlich gegen Warfarin, eines der am häufigsten verschriebenen Antikoagulanzien, ist.

Damit sei das letzte Rätsel des Vitamin-K-Stoffwechsels bei der Blutgerinnung gelöst worden, so das Team. „Unsere Ergebnisse verbinden die beiden Wissenschaftsgebiete der Ferroptoseforschung und der Vitamin-K-Biologie. Sie legen somit den Grundstein für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien für Krankheiten, bei denen Ferroptose eine Rolle spielt“, betont Conrad. Da die Ferroptose höchstwahrscheinlich eine der ältesten Formen des Zelltods darstellt, vermuten die Forscher:innen außerdem, dass Vitamin K eine der ältesten Arten von natürlich vorkommenden Antioxidantien sein könnte.