 |  | Johanna Hauser |
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20.03.2026 14:30 Uhr |
Wird die Lipidverteilung in der Zellmembran von Haarzellen im Innenohr gestört, führt dies zum Untergang der Zellen. / © Adobe Stock/Creative Cat Studio
Treffen Schallwellen auf das Ohr, werden diese über die Gehörknöchelchen und das Trommelfell auf das Innenohr übertragen. Die Vibrationen versetzen Haarzellen in Bewegung, über den Einstrom von Ionen wird ein Hörsignal zum Gehirn transportiert. An dieser Stelle kommt den Kanalproteinen »Transmembrane Channel-like Protein« 1 und 2 (TMC1 und TMC2), die gleichzeitig als Ionenkanäle fungieren, eine entscheidende Rolle zu. Denn sie wandeln den Schall in elektrische Signale um.
Ein Team um Dr. Hubert Lee vom US-amerikanischen National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) berichtete am 70. Jahrestag der Biophysikalischen Gesellschaft, dass TMC1 und TMC2 auch die Zellmembran regulieren, indem sie Phospholipide an ihren richtigen Platz transportieren.
Die Ionenkanäle agieren scheinbar auch als Scramblasen. Diese Enzyme unterstützen eine zufällige Verteilung von Phospholipiden in der Zellmembran, indem sie diese anhand ihres Konzentrationsgradienten transportieren. Man kann sich das als eine Art Verschiebebahnhof für Lipide vorstellen, die auf ihre Plätze auf der extrazellulären oder zytosolischen Seite der Zellmembran geschoben werden.
Kommt es dabei zu Störungen und Phosphatidylserin wird auf die Außenseite der Haarzellen transportiert, wird die Membran instabil und zerfällt. Die Forschenden nehmen an, dass solche Fehler im Regulierungsmechanismus zum Absterben der Zellen führt und Taubheit verursacht – zumal bereits bekannt ist, dass Mutationen im TMC1-Gen genetische Taubheit verursachen.
Verschiedene Medikamente wirken ototoxisch, das heißt, sie verursachen Schäden am Gehör, die bis zum Hörverlust reichen können und teils irreversibel sind. Dazu zählen beispielsweise Aminoglyksoide, eine Antibiotikaklasse, die die Proteinsynthese sowohl von gramnegativen als auch einiger grampositiver Bakterien hemmt.
Bisher ging man davon aus, dass die ototoxische Wirkung darüber zustande kommt, dass die Kanalfunktion der TMC blockiert wird. Das Team konnte nun zeigen, dass Aminoglykoside in vivo membranstörende Prozesse in Gang setzen, die dazu führen, dass Phosphatidylserin auf die Außenseite der Zellmembran verbracht wird. Mit anderen Worten, Aminoglykoside führen zu einem Zusammenbruch der Membransymmetrie.
Interessanterweise konnte diese Beeinträchtigung in vitro nicht gezeigt werden. Dies lässt den Schluss zu, dass bestimmte Parameter, die nur in vivo vorliegen, eine Rolle spielen. So scheint der Cholesterinspiegel in der Zellmembran die Scramblase-Aktivität zu beeinflussen. Diese Erkenntnis deutet Möglichkeiten an, wie das Gehör eines Tages vor einem Hörverlust durch ototoxische Medikamente geschützt werden könnte.
»Wenn wir den Mechanismus verstehen, durch den diese Medikamente die Scramblase aktivieren, könnten wir neue Medikamente entwerfen, denen dieser Effekt fehlt«, sagte Yein Christina Park, Doktorandin und Co-Erstautorin. »Wir könnten möglicherweise Antibiotika haben, die keinen dauerhaften Hörverlust verursachen.«
