S-100-Protein

Synonym: S100-Protein
Englisch: S100 protein

Definition

Bei den S-100-Proteinen handelt es sich um eine Gruppe von kalziumbindenden Proteinen. Sie werden unter anderem als Tumormarker für das maligne Melanom und als Prognosemarker nach zerebraler Schädigung verwendet.

Hintergrund

Der Name "S-100" ist der Eigenschaft geschuldet, dass sich die Proteine bei einem pH-Wert von 7 in einer gesättigen (100%igen) Ammoniumsulfatlösung lösen.

Eigenschaften

Die S-100-Proteine sind Dimere aus zwei isomeren Untereinheiten, die über eine Scharnierregion miteinander verbunden sind. In den meisten Fällen handelt es sich um Homodimere. Ein Isomer besteht aus einer E- und F-Helix, miteinander verbunden durch eine kalziumbindende Schleife (Helix-Loop-Helix). S-100-Proteine sind thermolabil und haben eine Molekülmasse von 9 bis 13 kDa.

Einteilung

Zu den rund 20 S-100-Proteinen gehören 16 verschiedene S100A-Proteine sowie S100B, S100G und S100P. Die Mitglieder der S100A-Gruppe werden systematisch durchnummeriert und als S100A1, S100A2, S100A3, S100A4, S100A5, S100A6, S100A7, S100A8, S100A9, S100A10, S100A11, S100A12, S100A13, S100A14, S100A15 und S100A16 bezeichnet. Sie sind im Gegensatz zu S100B, S100G und S100P auf einem engen Gen-Cluster auf Chromosom 1q21 kodiert.

S100-Protein	Wirkung und Funktion
S100A1	Regulation der myokardialen Kalziumhomöostase und Kontraktion Sensitivierung der dünnen Filamente des kontraktilen Apparates für Kalzium Antiapoptotische Effekte an Kardiomyozyten
S100A2	Chemotaktisch für eosinophile Granulozyten
S100A3	Motilität und Tubulinpolymerisation
S100A4	Stimulation der Angiogenese Extension von Neuriten Aktivierung des ERK1/2 Signaltransduktionsweges in Neuronen
S100A6	Stimulation der kalziumabhängigen Insulinfreisetzung Stimulation der Prolaktinfreisetzung Exozytose
S100A7	Chemotaktisch für CD4-positive Lymphozyten
S100A8	chemotaktisch für Leukozyten
S100A9	Bindung an Heparansulfat
S100A8/A9 (Calprotectin)	proinflammatorische Wirkung und Verstärkung der CD11b-Expression in Monozyten Inhibition von Makrophagen verstärkte Immunglobulinsynthese in Lymphozyten Beeinflussung des Arachidonsäurestoffwechsels in inflammatorischen Zellen
S100A10	Inhibition der extrinsischen Wegstrecke der Gerinnung Bindung an Plasminogen Stimulation der tPa-abhängigen Plasminogenaktivierung
S100A12	Proinflammatorische Wirkung an Endothelzellen und inflammatorischen Zellen Extension von Neuriten

Vorkommen

S-100-Proteine lassen sich in vielen verschiedenen Zellen nachweisen. Dazu zählen u.a. Schwann-Zellen, Melanozyten, Chondrozyten, Adipozyten, Myoepithelzellen, Makrophagen, Langerhans-Zellen, dendritischen Zellen, Astrozyten und Keratinozyten. Darüber hinaus kommen sie in glatter Muskulatur, Kardiomyozyten und Nierenzellen vor. Das genaue Verteilungsmuster unterscheidet sich bei den verschiedenen Varianten.

Labormedizin

S100A1 und S100B können mithilfe von Immunassays im Serum und im Liquor nachgewiesen werden.

Indikation

Die Bestimmung von S-100-Proteinen erfolgt meist im Rahmen der Verlaufskontrolle und Prognosebewertung des malignen Melanoms. Im Liquor wird der Wert für S100-Proteine als Prognosemarker nach einem Schlaganfall, einem Schädel-Hirn-Trauma oder bei Neurodegeneration bestimmt.

Material

Für die Untersuchung wird entweder 1 ml Serum oder 1 ml Liquor benötigt. Da Hämolyse zu falsch-positiven Ergebnissen führen kann, sollte das Serum möglichst innerhalb 1 Stunde nach Probenentnahme zentrifugiert werden (Präanalytik).

Referenzbereich

Material	Frauen	Männer
Serum	bis 0,1 μg/l	bis 0,1 μg/l
Liquor	bis 2,5 μg/l	bis 3,4 μg/l

Erhöhte Werte im Serum

Normale bis sehr leicht erhöhte Werte (bis 0,4 μg/l) können auftreten bei:

pulmonalen Erkrankungen
Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes
urogenitalen Erkrankungen
gynäkologischen Erkrankungen
Autoimmunerkrankungen

Leicht erhöhte Werte sind im Rahmen von folgenden Erkrankungen möglich:

Erhöhte Werte bis 2,0 μg/l können bei schweren bakteriellen Infekten auftreten.

Das S-100-Protein kann im Serum stark erhöht sein bei:

vaskulären Schäden
Herzinfarkt
zerebraler Ischämie

Das S-100-Protein kann als Prognoseparameter bei einem malignen Melanom bestimmt werden. Auch zur Verlaufs- und Therapiekontrolle eignet sich die Bestimmung der S-100-Proteine, da bei einem Ansprechen der Therapie der Wert im Serum abfällt. Melanomstadien I bis II zeigen meist unauffällige Werte. Erhöhte Werte treten bei 4 bis 20% der Stadien III und bei 30 bis 90% der Stadien IV auf (im Stadium IV liegt der Median bei 6,25 μg/l).

Erhöhte Werte im Liquor

Lassen sich im Liquor erhöhte Werte für S-100-Proteine nachweisen, gilt dies als Hinweis auf eine zerebrale Schädigung, beispielsweise einen Schlaganfall oder ein Schädel-Hirn-Trauma. Auch bei einer neurodegenerativen Erkrankung und im Rahmen der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit sind erhöhte Werte im Liquor möglich. Das S-100-Protein steigt oft schon wenige Stunden nach der zerebralen Schädigung an und normalisiert sich in der Regel innerhalb von einer Woche.

Literatur

Laborlexikon.de; abgerufen am 20.04.2021