Logistik der Myelinbildung: VAMPs steuern Nachschub

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben einen wichtigen Mechanismus entdeckt, der die Bildung der Myelinscheide an den Axonen von Nervenzellen beeinflusst. Wird dieser Mechanismus absichtlich ausgeschaltet, dann funktioniert der Transport von Myelinbausteinen nicht mehr normal.

Die Mainzer Biologen forschen seit fünf Jahren auf diesem Gebiet und hoffen, dass ein besseres Verständnis der Myelinbildung künftig dazu beitragen wird, neue regenerative Therapien für demyelinisierende Erkrankungen zu entwickeln. Ein Verlust der Myelinschicht ist beispielsweise auch die Ursache von Multipler Sklerose (MS).

Axone sind in der Lage, Reize mit einer Geschwindigkeit von über 100 Meter pro Sekunde durch unseren Körper zu leiten. Die langen Fortsätze der Nervenzellen bedienen sich dazu der sogenannten saltatorischen Erregungsleitung, bei der elektrische Impulse nicht gleichmäßig durch die Nervenzellen laufen, sondern von Schnürring zu Schnürring springen. Zwischen den Schnürringen sind die Axone von einer isolierenden Hülle, dem Myelin, umgeben.

Spezialisierte Gehirnzellen, die Oligodendrozyten, umwickeln dazu einen Abschnitt des Axons mit eigenen Fortsätzen und zwar mit bis zu 50 Membranschichten und dies nicht nur an einer Stelle, sondern je nach Bedarf an vielen Abschnitten des Axons gleichzeitig. „Das ist eine gewaltige Leistung, für die ein Oligodendrozyt ein ausgeklügeltes und fein abgestimmtes Transportsystem braucht, um die notwendigen Baustoffe gezielt und auch rechtzeitig an Ort und Stelle zu bekommen“, sagt Dr. Eva-Maria Krämer-Albers von der Abteilung Molekulare Zellbiologie und Biologie für Mediziner der JGU. Wie das genau vonstattengeht, ist kaum bekannt.

In ihrer Arbeitsgruppe ist es nun gelungen, einen Mechanismus nachzuweisen, der diese Logistik teilweise regelt. Demnach wird der Transport des wichtigsten Proteins für den Bau der Myelinschichten, das Proteolipid-Protein (PLP), von zwei anderen Proteinen kontrolliert, welche die Fracht im Innern der Oligodendrozyten zielsteuern: VAMP3 und VAMP7. Werden diese beiden Proteine in einer Zellkultur ausgeschaltet, dann ist der Transport von PLP deutlich verringert – am stärksten, wenn beide gleichzeitig entfernt wurden.

Bei genetisch veränderten Mäusen verlief die Myelinbildung dagegen auch bei fehlendem VAMP3 normal, war jedoch bei inaktivem VAMP7 verändert. „Wir denken, dass VAMP7 ein wichtiges Rädchen in der Membrantransport-Maschinerie darstellt, indem es den PLP-Nachschub zum Einbau in die Myelinmembran regelt“, sagt Jesa Amphornrat, die im Rahmen ihrer Doktorarbeit an den Untersuchungen beteiligt war. In Zukunft wollen die Mainzer Zellbiologen in Tierstudien beide VAMPs ausschalten und sehen, ob es einen direkten Link zu Erkrankungen gibt.

Veröffentlichung:
Anke Feldmann, Jesa Amphornrat, Madeleine Schönherr, Christine Winterstein, Wiebke Möbius, Torben Ruhwedel, Lydia Danglot, Klaus-Armin Nave, Thierry Galli, Dieter Bruns, Jacqueline Trotter, and Eva-Maria Krämer-Albers
Transport of the Major Myelin Proteolipid Protein Is Directed by VAMP3 and VAMP7
The Journal of Neuroscience, 13 April 2011, doi: 10.1523/JNEUROSCI.6638-10.2011
Weitere Informationen:
Dr. rer. nat. Eva-Maria Krämer-Albers
Abteilung Molekulare Zellbiologie und Biologie für Mediziner
Fachbereich Biologie
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