Neue Einblicke in die toxischen Proteine, die sich im Gehirn von Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson ansammeln, könnten Behandlungsmöglichkeiten für diese Krankheiten bieten.
Es stellt sich heraus, dass es genau die Zellen sind, die diese abnormalen Proteine herstellen, die auch den Schlüssel zu ihrem Abbau enthalten.
Innerhalb einer Zelle befindet sich eine Struktur, die als endoplasmatisches Retikulum (ER) bezeichnet wird. Wenn die Zelle London ist, dann ist die Notaufnahme die U-Bahn:Sie ist verantwortlich für den Transport von Schlüsselkräften und den wichtigen Informationen, die sie in der Zelle haben. Das ER ermöglicht die Bewegung von Proteinen und anderen Molekülen in der Zelle, kann sie aber auch verändern. Die Faltung und Modifikation von Proteinen ist für viele Körperprozesse unerlässlich, und das ER kann bei Bedarf auf Hochtouren gebracht werden.
„Genau wie wenn wir durch eine hohe Arbeitsbelastung gestresst werden, können auch Zellen ‚gestresst‘ werden, wenn sie aufgefordert werden, eine große Menge an Proteinen zu produzieren“, sagte Dr. Edward Avezov, Demenzforscher an der Universität Cambridge und einer der Autoren der neuen Studie. Dieser Stress ist nützlich, wenn unser Körper zum Beispiel eine Infektion erkennt und Antikörper produzieren muss.
Avezov und sein Team fragten sich jedoch, ob die Reaktion der Notaufnahme auf Stress hinter der Entstehung toxischer, missgestalteter Proteine im Gehirn von Demenzpatienten stecken könnte. Diese Proteine verursachen irreversible Schäden an Nervenzellen – wenn beispielsweise das Protein Tau bei der Alzheimer-Krankheit im Überschuss gebildet wird, kann es zu Verwicklungen zwischen Zellen in den Gedächtnisregionen des Gehirns führen und schließlich Gehirngewebe zerstören.
Unter Verwendung von im Labor gezüchteten Zellen setzte Avezov die Notaufnahme Stress aus und erwartete, eine Ansammlung toxischer Proteine zu finden.
„Wir waren erstaunt, als wir feststellten, dass die Belastung der Zelle die [Anhäufung] tatsächlich beseitigte – nicht durch Abbau oder Beseitigung, sondern durch Auflösung der Aggregate, wodurch sie sich möglicherweise wieder richtig falten konnten“, sagte Avezov.
Bislang glaubten Forscher, dass es fast unmöglich sei, diese Proteinaggregate zu entfernen, sobald sie sich einmal gebildet hätten. Aber hier hatte das Team einen Mechanismus entdeckt, der in der Lage ist, die Proteine in der Zelle zu reparieren, die sie erzeugt hat, sagte Avezov.
„[Herauszufinden, dass] Stress den Mechanismus aktiviert, öffnet die Türen für krankheitspräventive Behandlungen, insbesondere durch Erweckung der Fähigkeit dieser natürlichen Zelle“, sagte Avezov.
Die Belastung der Gehirnzellen von Demenzpatienten ist jedoch keine praktikable Behandlung, da gestresste Zellen das sie umgebende Gewebe weiter schädigen könnten. Dennoch könnten diese Einblicke in die molekulare Maschinerie, die die Proteine entschlüsselt, auch zur Identifizierung von Medikamenten führen, die bereits in der Medizin verwendet werden und dieselbe Wirkung haben könnten.
Eine besondere Verbindung, die die Entfaltung der toxischen Aggregate unterstützt, ist ein Protein namens HSP, das auf Hitzezunahme reagiert. Dieses Verständnis, so Avezov, könnte eine unerklärliche Erkenntnis auf diesem Gebiet beantworten:dass Menschen in skandinavischen Ländern, die regelmäßig Saunen nutzen, möglicherweise ein geringeres Risiko haben, an Demenz zu erkranken.
„Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass dieser milde Stress eine höhere Aktivität von HSPs auslöst und dabei hilft, verwirrte Proteine zu korrigieren.“