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Alzheimer-Demenz beginnt mit geschädigter Zellatmung

02.11.2009
Genetische Defekte wirken sich auf Energiestoffwechsel in den Mitochondrien aus.

Aus seltenen genetischen Defekten, die etwa 5 Prozent aller Alzheimer-Demenzen verursachen, können Forscher viel über die Entstehung der Krankheit lernen. Inzwischen weiß man, auf welche Mutationen die charakteristischen, bereits von Alzheimer beschriebenen Plaques und Fibrillen in den Nervenzellen bestimmter Gehirnareale zurückzuführen sind.

Der funktionelle Zusammenhang zwischen diesen genetischen Defekten lag aber bisher im Dunkeln. In Kooperation mit Kollegen aus der Schweiz und Australien konnten Wissenschaftler des Exzellenzclusters 'Makromolekulare Komplexe' der Goethe-Universität nun erstmals zeigen, dass die Mitochondrien - die 'Kraftwerke der Zelle' - dabei eine zentrale Rolle spielen.

Plaques und Fibrillen sind das Ergebnis eines gestörten Stoffwechsels im Gehirn: Proteine und ihre Bruchstücke werden entweder nicht mehr richtig verarbeitet oder in zu großer Menge produziert. Das Ergebnis sind Verklumpungen in Form von Plaques aus dem Amyloid-Protein sowie Bündel aus Tau-Protein (Fibrillen). Verursacht werden sie durch Mutationen im 'Amyloid Precursor Protein' und im 'Presenelin-2' sowie im 'Tau-Protein'. Durch Untersuchung von Mäusen, in denen alle drei Mutationen eingebracht worden waren, konnte das internationale Forscherteam nachweisen, dass als Folge dieser Mutationen spezifische Defekte im Energiestoffwechsel des Gehirns auftreten.

Wie die Forscher in der heutigen Online-Ausgabe der renommierten Proceedings of the National Academy of Sciences USA berichten, konnten sie bereits in einem sehr frühen Krankheitsstadium Veränderungen in der Atmungskette der Mitochondrien beobachten. Die Menge und Aktivität der Proteinkomplexe, die für die Zellatmung zuständig sind, änderte sich auffällig. Entscheidend war aber, dass die Effekte der Mutationen, die zu Plaques und Fibrillen führten, sich additiv verhielten. Daraus konnte geschlossen werden, dass in jedem Fall schon zu einem frühen Zeitpunkt Probleme in den Mitochondrien an der Entstehung der Alzheimer Demenz beteiligt sind.

"Dieses Ergebnis zeigt wieder einmal, wie wichtig der Frankfurter Forschungsschwerpunkt im Bereich der mitochondrialen Biologie für das Verständnis und damit mögliche Therapieansätze bei den neurodegenerativen Erkrankungen im Alter ist," betont Prof. Ulrich Brandt, dessen Arbeitsgruppe am Fachbereich Medizin an diesen Arbeiten beteiligt war. Die Koordinatorin der Studie, Prof. Anne Eckert, hat noch vor kurzem am pharmakologischen Institut im Biozentrum der Goethe-Universität geforscht und konnte mit dieser Arbeit ihre Forschungen zur Alzheimer Demenz erfolgreich an der Universität Basel fortsetzen.

Informationen: Prof. Ulrich Brandt, Zentrum der Biologischen Chemie, Campus Niederrad (Klinikum), Tel: (069) 6301-6926, brandt@zbc.kgu.de

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt am Main. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht derzeit für rund 600 Millionen Euro der schönste Campus Deutschlands. Mit über 50 seit 2000 eingeworbenen Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität den deutschen Spitzenplatz ein. In drei Forschungsrankings des CHE in Folge und in der Exzellenzinitiative zeigte sie sich als eine der forschungsstärksten Hochschulen.

Herausgeber: Der Präsident
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