Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
S. Holdenrieder und P. Stieber

S100-Protein

S100-Protein
Synonym(e)
S100
Englischer Begriff
S100 protein
Definition
S100 ist ein 21 kDa schweres, thermolabiles, saures Protein und gehört einer multigenen Familie calciumbindender Proteine an.
Struktur
S100 besteht als Dimer aus 2 isomeren Untereinheiten (α: 10,4 kDa; β: 10,5 kDa) und kann in den Isoformen S100B (ββ), S100A (αβ) und S100A1 (αα) auftreten.
Molmasse
21 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
S100B ist in hohen Konzentrationen in astroglialen Zellen des Zentralnervensystems (ZNS) lokalisiert; in geringerem Ausmaß wird es von Schwann-Zellen des peripheren Nervensystems (PNS), Chondrozyten, Adipozyten und Langerhans-Zellen produziert. S100A wird insbesondere auf malignen Melanomzellen exprimiert, wobei der Gehalt von S100A mit der Invasionstiefe und Tumordicke korreliert. Daneben ist S100A ebenfalls im ZNS vorhanden, trägt zum Gesamtanteil jedoch nur 5 % bei. S100A1 ist in Keratinozyten, Melanozyten, in glatter Muskulatur, Kardiomyozyten und in der Niere zu finden.
Halbwertszeit
2–3 Stunden.
Funktion – Pathophysiologie
Bisher sind insgesamt 21 Isoformen der S100-Familie bekannt (S100A12-Protein). Sie sind in ihrer Funktion als intrazelluläre Calciumrezeptormoleküle an der Regulation der Zellfunktion auf verschiedenen Ebenen beteiligt: So stehen sie einerseits mit zellulären Differenzierungs- und Proliferationsvorgängen in Beziehung. Darüber hinaus kann S100 in Interaktion mit dem Tumorsuppressorprotein p53 treten und dessen Phosphorylierung durch Proteinkinase C blockieren. Dadurch verliert p53 die Fähigkeit zur Oligomerisierung und kann seine Funktion bei der Regulierung des Zellzyklus, der DNA-Reparatur und der Apoptoseinduktion nicht mehr ausüben. S. a. Autoantikörper gegen p53.
Neurodestruktion oder Neurodegeneration führen zu einer S100-Freisetzung aus astrozytären Gliazellen und zunächst zu einer Erhöhung der S100-Konzentration im Liquor, bei Schädigung der Blut-Hirn-Schranke später auch im Serum. Somit eignen sich S100-Bestimmungen im Serum insbesondere bei akuten Läsionen zur Beurteilung der Funktionsbeeinträchtigung der Blut-Hirn-Schranke.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum, Liquor.
Analytik
Enzymimmunoassay (EIA), Radioimmunoassay (RIA), Immunradiometrischer Assay (IRMA), Lumineszenz-Immunoassay (LIA), Elektrochemilumineszenz-Immunoassay (ECLIA).
Die meisten der kommerziell erhältlichen S100-Assays verwenden gegen die β-Untereinheit des S100 gerichtete mono- oder polyklonale Antikörper und detektieren somit die Isoformen S100A und S100B. Darüber hinaus existieren Assays, die eine detailliertere Differenzierung der S100-Subtypen erlauben.
Konventionelle Einheit
ng/mL (μg/L).
Referenzbereich – Erwachsene
Serum: Median 0,04 μg/L; 95 %-Perzentile 0,1 μg/L (methodenabhängig).
Interpretation
Die meisten S100-Methoden sind für die Anwendung im Serum ausgetestet. Aufgrund der calciumbindenden Eigenschaft können bei Messung von S100 im EDTA-, Citrat- und Heparinplasma falsch positive oder negative Werte gemessen werden.
S100 weist eine hohe Tumorspezifität für das maligne Melanom auf. Bei sämtlichen anderen malignen Tumoren wurden vereinzelt allenfalls gering gradige Erhöhungen von S100 im Serum beobachtet. Ebenso verursachen viele differenzialdiagnostisch relevante benigne Erkrankungen keine oder nur gering erhöhte S100-Konzentrationen.
An klinischen Einflussgrößen sind jedoch bakterielle Infekte zu berücksichtigen, die S100-Werte von bis zu 2,0 μg/L hervorrufen können. Beeinträchtigungen der Leber- und/oder Nierenfunktion können zu leichten S100-Erhöhungen führen.
Diagnostische Wertigkeit
  • Malignes Melanom: Differenzialdiagnose, Prognose, Therapiemonitoring
  • Neurodestruktion und Neurodegeneration
Literatur
Holdenrieder S, Spelsberg F, Hatz R et al (2013) Pattern of S100-release in benign and malignant diseases beside malignant melanoma. J Lab Med 37:21–28
Jäckel A, Deichmann M, Waldmann V et al (1999) S-100b-Protein im Serum als Tumormarker beim malignen Melanom. Hautarzt 50:250–256CrossRefPubMed
Stieber P (2008) S100. In: Thomas L (Hrsg) Labor und Diagnose, 7. Aufl. TH-Books, Frankfurt am Main, S 1355–1358