Forschende der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Bonn haben einen bisher unbekannten Mechanismus bei der Entstehung der pulmonalen Hypertonie identifiziert. Das seltene, aber hochgefährliche Krankheitsbild führt unbehandelt meist innerhalb von zwei Jahren zum Tod. Die Studie zeigt, dass das Protein Beta-Arrestin 1 eine entscheidende Rolle bei der Regulation des Gefäßdurchmessers in der Lunge spielt. Die Ergebnisse erschienen am 9. Februar 2026 in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Pulmonale Hypertonie entsteht vor allem durch eine Verengung der Lungenarterien, die den Blutfluss behindert und den Druck stark ansteigen lässt. Die akute Gefäßentspannung erfolgt normalerweise so: Endothelzellen geben Stickstoffmonoxid (NO) ab, das in die umliegenden glatten Muskelzellen diffundiert und dort die lösliche Guanylatcyclase (sGC) aktiviert. Dies führt zur Bildung von cGMP, das die Muskelzellen entspannt, indem es die intrazelluläre Kalziumkonzentration senkt.
„Auf den ersten Blick hat Beta-Arrestin nichts mit diesem Prozess zu tun“, erklärt Prof. Daniela Wenzel, Leiterin des Lehrstuhls für Systemphysiologie an der Ruhr-Universität Bochum. Das Protein ist vor allem als Inhibitor von G-Proteinen bekannt. „Beta-Arrestin kann aber weit mehr: Es fungiert als Gerüstprotein und transportiert andere Signalmoleküle gezielt an ihren Wirkort in der Zelle.“
Um die Rolle von Beta-Arrestin zu klären, untersuchten die Teams genetisch veränderte Mäuse, denen jeweils ein Subtyp des Proteins fehlte. Mäuse ohne Beta-Arrestin 2 verhielten sich wie Wildtyp-Tiere. Mäuse ohne Beta-Arrestin 1 entwickelten jedoch eine pulmonale Hypertonie. Bei Gabe von NO erweiterten sich ihre Lungenarterien deutlich weniger als in den Vergleichsgruppen.
Der entscheidende Mechanismus liegt in der Aktivität der löslichen Guanylatcyclase: Für ihre Aktivierung durch NO muss das zentrale Hämeisen in zweiwertigem Zustand (Fe²?) vorliegen. Beta-Arrestin 1 bindet physisch an die sGC und transportiert ein Enzym zu deren Häme, das oxidiertes Hämeisen (Fe³?) wieder reduziert. Dadurch wird die Guanylatcyclase erneut NO-empfindlich gemacht und die Gefäßentspannung ermöglicht.
„Beta-Arrestin 1 ist eindeutig an der Entstehung der pulmonalen Hypertonie beteiligt“, fasst Erstautor Dr. Alexander Seidinger zusammen. Die Entdeckung wirft neue Fragen auf: Gibt es Mutationen im Beta-Arrestin-1-Gen bei betroffenen Patienten? Könnte ein gezielter Aktivator von Beta-Arrestin 1 in Zukunft die Therapie verbessern?
Die Studie wurde unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (GRK 1873/2), der Dr. Georg E. und Marianne Kosing-Stiftung, der Protein Research Unit Ruhr within Europe (PURE) und dem Center for Protein Diagnostics (PRODI) gefördert.
