Die Leber scheidet über die Gallenflüssigkeit viele Substanzen aus, die für den Körper unbrauchbar oder giftig sind. Dazu zählt etwa das Abbauprodukt des Blutfarbstoffs Hämoglobin, das Bilirubin-Glucuronid. Ist dieser Abtransport gestört, so steigt der Spiegel des gelben Bilirubins im Blut, es kommt zu einer Gelbsucht. Dietrich Keppler hat mit seiner Abteilung detailliert aufgeklärt, wie dieser Stofftransport funktioniert.
Die Leberzellen sind mit verschiedenen Transporterproteinen ausgestattet, die den Import und Export von Substanzen ermöglichen und regulieren. Keppler und seine Mitarbeiter fanden heraus, dass für die Aufnahme des Bilirubins in die Leberzelle auf der dem Blut zugewandten Seite verschiedene Transporter der „OATP-Familie“ zuständig sind. Den Export in die Gallenkapillaren dagegen übernehmen verschiedene „Multidrug resistance“-Transporter (MRPs). Krebsforschern sind diese MRP-Transporter bekannt, weil sie Chemotherapeutika häufig so effektiv aus Tumorzellen hinauspumpen, dass die erforderliche Wirkkonzentration in der Tumorzelle nicht erreicht werden kann.
Transporterproteine ermöglichen nicht nur den Stofftransport aus der Leber in die Gallenkapillaren, sondern spielen im ganzen Körper eine entscheidende Rolle. Sie treten überall dort auf, wo Substanzen und Sekrete über Kanälchen und Gänge nach außen befördert werden, etwa im Darm oder in den Milchgängen. Um aus dem Blutstrom ins Innere dieser Kanäle zu gelangen, müssen alle auszuschleusenden Stoffe eine Schicht spezialisierter Epithelzellen passieren, die mit Transporterproteinen ausgestattet sind.
Daher kommt den Ergebnissen Kepplers umfassender molekularer Analysen erhebliche Bedeutung zu, sie werden längst weltweit bei der Entwicklung neuer Medikamente genutzt: Sollen Wirkstoffe an Zielmolekülen im Zellinneren ansetzen, so stellen die Pharmakologen zunächst sicher, dass die passenden Import-Proteine vorhanden sind. Dazu ist es entscheidend zu wissen, welcher Transporter in welchem Gewebe für welche Substanz zuständig ist. Darüber hinaus ist es möglich, mit hochspezifischen Wirkstoffen einzelne Transporterproteine zu blockieren. Mit solchen Substanzen lässt sich der Stoffaustausch im Körper gezielt beeinflussen.