Hedgehog war zunächst als wichtiges Protein für die Embryonalentwicklung unterschiedlichster Organismen identifiziert. Ohne Hedgehog geraten die Körperabschnitte des Embryos durcheinander. Hedgehog beeinflusst aber auch die Vermehrung, Wanderung und Spezialisierung von Zellen – also Vorgänge, die auch bei der Krebsentstehung eine Rolle spielen. Mutationen des Gens treten entsprechend bei verschiedenen Krebserkrankungen wie Bauchspeicheldrüsen-, Magen- oder Darmkrebs auf. Darüber hinaus blockiert Hedgehog die Bildung von „schlechtem“ weißem Fettgewebe. „Gutes“ braunes Fett, das zur Kontrolle der Körpertemperatur dient, ist davon nicht betroffen. Hedgehog ist deshalb ein vielversprechendes Ziel für Medikamente gegen Krebs, Diabetes und Übergewicht. Die amerikanische Zulassungsbehörde FDA hat dieses Jahr den ersten Hemmstoff von Hedgehog, Vismodegib, als Krebsmedikament zugelassen. Gegenwärtig werden in klinischen Studien mindestens sechs weitere Wirkstoffe erprobt. Allerdings traten bei manchen der mit Vismodegib behandelten Patienten so starke Nebenwirkungen wie Gewichtsverlust und Muskelkrämpfe auf, dass über die Hälfte der Teilnehmer die Studien abbrechen mussten.

Die neuen Ergebnisse liefern nun eine Erklärung für die Muskelkrämpfe und zeigen, dass eine bereits bekannte, einfache und sichere Zusatzbehandlung die unerwünschten Wirkungen unterbinden kann. Die Forscher haben nämlich einen neuen, von der bisher bekannten Aktivierung von Transkriptionsfaktoren und Genen unabhängigen, Hedgehog-Signalweg entdeckt. Über diesen Weg steuern Zellen ihren primären Energiestoffwechsel, darunter den Glukose-, Fettsäure- und Aminosäurestoffwechsel.

Eine wichtige Rolle spielt dabei das Membranprotein Smo. Es steuert sowohl den bekannten Signalweg über Transkriptionsfaktoren als auch den neuen, schnelleren über das Enzym AMP-Kinase und Kalzium-Ionen. Smo wird aktiv, wenn Hedgehog an einen speziellen Rezeptor in der Zellmembran bindet. Im nun entdeckten Signalweg fließt Kalzium durch Membrankanäle in die Zelle und aktiviert Kalzium-abhängige Enzyme, die wiederum die AMP-Kinase aktivieren. Dies stellt den Stoffwechsel komplett um. Mit der AMP-Kinase und anderen Enzymen kann die Zelle schnell große Mengen Glukose aufnehmen und den Stoffaufbau und -abbau neu justieren. Anstelle möglichst effizient Energie in den Mitochondrien zu erzeugen, ermöglicht der Hedgehog-Signalweg zudem die Energiegewinnung über die Milchsäure-Vergärung – ein Prozess, mit dem beispielsweise Krebszellen ohne Sauerstoff ihre Energie gewinnen können (Warburg-Effekt).