Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alzheimer: Molekulare Analyse ermöglicht weltweit erste Beschreibung von Amyloid-Zwischenprodukten

27.09.2016

Wissenschaftlern der Freien Universität Berlin und des Fritz-Haber-Institutes der Max-Planck-Gesellschaft ist ein wichtiger Schritt bei der Erforschung der biochemischen Ursachen der Krankheiten Alzheimer und Parkinson gelungen. Durch die Forschungsergebnisse von Prof. Dr. Kevin Pagel und Dr. Gert von Helden wird jetzt möglicherweise die Entwicklung neuer Medikamente möglich, mit denen die Ursachen der Krankheit direkt bekämpft werden können. Die Ergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht.

Die Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson sind bisher nicht genau aufgeklärt. In beiden Fällen kann man im Verlauf der Krankheit eine Fehlsteuerung beobachten, versteht aber noch nicht, was genau sie auslöst. Charakteristisch ist dabei, dass sich wasserlösliche Proteine zu großen unlöslichen Fasern zusammenlagern. Bei Alzheimer bilden sich so aus Proteinbruchstücken, die der Körper normalerweise entsorgen kann, sogenannte Plaques, die sich zwischen den Neuronen ablagern und dabei langsam das Gehirn zerstören.


Prof. Dr. Kevin Pagel (rechts) und Dr. Gert von Helden (links)

Quelle: Sven Jungtow

Wie sich in den vergangenen Jahren zeigte, sind Plaques jedoch nicht die Ursache der Alzheimererkrankung, sondern lediglich eine Folge. Wissenschaftler interessiert deshalb zunehmend die Frage, was während der tödlichen Plaquebildung passiert und wie die Verwandlung der harmlosen, löslichen Jekyll-Moleküle zur gefährlichen, unlöslichen Hyde-Form vonstatten geht.

Die Indizien, dass es sich bei den krankheitsauslösenden Spezies um kurzlebige, toxische Zwischenprodukte handelt, verdichten sich, eine genaue Aufklärung ihrer Struktur ist jedoch eine äußerst komplizierte Aufgabe, die Topfschlagen bei einem Kindergeburtstag ähnelt. Die fraglichen Zwischenprodukte präsentieren sich aus Sicht der Forscher nämlich nicht als sauber voneinander getrennte Bestandteile, sondern als eine Art Eintopf mit unbekannten Zutaten.

Bei der Entwicklung von Wirkstoffen arbeiten Forscher deshalb bisher sozusagen mit verbundenen Augen. Genau an dieser Stelle setzt die Arbeit der Forscher der Freien Universität und des Fritz-Haber-Instituts an.

Der Forschergruppe um Juniorprofessor Dr. Kevin Pagel und Dr. Gert von Helden gelang es dabei erstmals, eine Methode zu entwickeln, mit der die Struktur der wahrscheinlich krankheitsauslösenden Zwischenprodukte aufgeklärt werden kann. Hierzu wurden die einzelnen Zutaten des „Eintopfs“ erstmals getrennt voneinander analysiert, um herauszufinden, welche Inhaltsstoffe für seine letztlich tödliche Wirkung verantwortlich sind. Von dieser Grundlage aus können jetzt andere Forscher daran arbeiten, exakt diese Bestandteile zu neutralisieren.

Kevin Pagel und Gert von Helden gelang dies durch einen Trick: Sie kombinierten zwei Verfahren, um entscheidende Erkenntnisse zu gewinnen, die jedes einzelne Verfahren nicht liefert. Zum einen ist dies die sogenannte Ionenmobilitäts-Spektrometrie – eine Art Windkanal für Moleküle – mit dem die Zwischenprodukte nach ihrem „Luftwiderstand“ sortiert werden können. Mit dieser Technik erfährt man jedoch nur, welche Form ein Molekül hat, aber nicht, welche genaue räumliche Struktur.

Dieses Geheimnis jedoch wurde den Molekülen durch die zweite Technik entlockt, die Gasphasen-Infrarot-Spektroskopie. Dabei wurde entdeckt, dass bestimmte Zwischenprodukte auf dem Weg der Plaquebildung eine räumliche Struktur besitzen, die denen der ausgebildeten Plaques überraschend ähnlich ist. Auf eine ähnliche Weise können nun Medikamente getestet werden, die die Bildung genau dieser Spezies verhindern, um so hochspezifisch die Entstehung von Alzheimer zu verhindern.

Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form der Demenz, die meist bei Menschen ab dem Rentenalter bis zum 85. Lebensjahr auftritt. In Deutschland leiden zurzeit etwa 1,3 Millionen Menschen an Demenzerkrankungen, 700.000 davon an der Alzheimer-Krankheit. Bis zum Jahr 2050 wird mit einer Verdoppelung der Fallzahlen gerechnet.

Foto zum honorarfreien Abdruck bei Angabe der Quelle Sven Jungtow (weitere Bilder auf Anfrage)

Prof. Dr. Kevin Pagel (rechts) und Dr. Gert von Helden (links)

Kontakt
•Prof. Dr. Kevin Pagel, Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin, Takustraße 3, 14195 Berlin und Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Abteilung Molekülphysik, Faradayweg 4–6, 14195 Berlin, Telefon: +49 (0)30 – 838 - 72703 (Freie Universität Berlin)/ +49 (0)30 – 8413 - 5646 (Fritz-Haber-Institut), E-Mail: kevin.pagel@fu-berlin.de , im Internet: www.bcp.fu-berlin.de/chemie/pagel
•Dr. Gert von Helden, Fritz Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Abteilung Molekülphysik, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, Telefon +49 (0)30-8413 – 5615, E-Mail: helden@fhi-berlin.mpg.de, im Internet: http://www.fhi-berlin.mpg.de/mp/helden/
•Originalveröffentlichung

Seo, J.; Hoffmann, W.; Warnke, S.; Huang, X.; Gewinner, S.; Schöllkopf, W.; Bowers, M.T.;von Helden, G.; and Pagel, K.; An Infrared Spectroscopy Approach to Follow β-Sheet Formation in Peptide Amyloid Assemblies, Nature Chemistry 2016,doi: 10.1038/NCHEM.2615

Weitere Informationen:

http://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2016/fup_16_315-alzheimer-studi... - honorarfreie Fotos

Carsten Wette | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo
18.12.2018 | Universität Ulm

nachricht Einheitliche Qualitätsstandards für die Virenforschung
18.12.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

Forscher des HZI und HIPS haben entdeckt, dass resistente Bakterien den Wirkstoff Albicidin mithilfe eines massenhaft gebildeten Proteins einfangen und inaktivieren

Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise...

Im Focus: How bacteria turn off an antibiotic

Researchers from the HZI and the HIPS discovered that resistant bacteria scavenge and inactivate the agent albicidin using a protein, which they produce in large amounts

Many common antibiotics are increasingly losing their effectiveness against multi-resistant pathogens, which are becoming ever more prevalent. Bacteria use...

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Notsignal im Zellkern – neuartiger Mechanismus der Zellzykluskontrolle

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Methode für sichere Brücken

18.12.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics