Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überaktive Fresszellen könnten geistigen Verfall bei Alzheimer bewirken

30.06.2017

Forschende der Universität Zürich zeigen erstmals eine überraschende Wirkung von Fresszellen im Gehirn: Fehlt ihnen das Protein TDP-43, entfernen sie nicht nur die Alzheimer Plaques, sondern auch Synapsen. Vermutlich führt diese Synapsen-Entfernung zum Abbau von Nervenzellen bei Alzheimer und anderen neurodegenerativen Krankheiten.

Gemeinsam mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen ist der Alzheimer-Krankheit, dass sich die kognitiven Fähigkeiten von Betroffenen laufend verschlechtern. Grund dafür ist der zunehmende Verlust von Synapsen, den Kontaktstellen der Nervenzellen, im Gehirn. Bei Alzheimer stehen bestimmte Eiweissfragmente, die β-Amyloid-Peptide, in Verdacht, das Absterben der Nervenzellen zu bewirken. Diese Proteinbruchstücke verklumpen und bilden die für die Krankheit charakteristischen Plaques.


Mikrogliazelle mit phagocytischen Strukturen (blaugrün), die Synapsen-Proteine enthalten (rot). (Bild: UZH)

Gefrässige Mikrogliazellen zerstören Gehirn-Synapsen

Nun zeigt Lawrence Rajendran vom Institut für Regenerative Medizin der UZH zusammen mit Forschenden aus Grossbritannien und den USA, dass funktionsgestörte Mikrogliazellen bei Alzheimer und anderen neurodegenerativen Krankheiten zur Zerstörung von Synapsen beitragen. Diese Fresszellen überwachen im Gehirn normalerweise die Funktion der Nervenzellen, indem sie während der Entwicklung überzählige Synapsen oder schädliche Proteinverbindungen entfernen. Ihre Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen ist bislang umstritten.

In einem ersten Schritt erforschten die Wissenschaftler, welche Auswirkung bestimmte Risikogene für Alzheimer auf die Produktion des β-Amyloid-Peptids haben. Doch in Neuronen fanden sie keinen Effekt. Dann untersuchten sie die Funktion dieser Risikogene in Mikrogliazellen – und wurden fündig: Schalteten sie in den Fresszellen den genetischen Bauplan für das Eiweiss TDP-43 aus, beseitigten diese das β-Amyloid sehr effizient. Das Fehlen dieses Proteins führte bei den Mikrogliazellen zu einer gesteigerten Fressaktivität, Phagocytose genannt.

Das Protein TDP-43 reguliert die Aktivität der Fresszellen

Im nächsten Schritt verwendeten die Forschenden Mäuse, die als Krankheitsmodell für Alzheimer dienen. Auch hier schalteten sie in den Mikrogliazellen TDP-43 aus und beobachteten wiederum, dass die Zellen das β-Amyloid verstärkt beseitigten. Überraschenderweise führte die gesteigerte Fressaktivität der Mikrogliazellen in den Mäusen zugleich zu einem signifikanten Verlust an Synapsen. Und sogar bei Mäusen, die kein menschliches Amyloid produzieren, zeigte sich diese Synapsen-Zerstörung.

Alterungsprozesse im Hirn, so die Vermutung der Wissenschaftler, könnten ähnliche Effekte auslösen. «Möglicherweise bewirkt der Nährstoffentzug oder eine Art ‹Hunger-Mechanismus› während des Alterns eine gesteigerte Phagocytose-Aktivität der Mikrogliazellen, was zum Abbau von Synapsen führt», schätzt Lawrence Rajendran

Direkte Rolle in der Neurodegeneration

Die Ergebnisse zeigen, dass die Rolle der Mikrogliazellen bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer unterschätzt wurde. Sie beschränkt sich nicht, wie bisher angenommen, auf die Beeinflussung des Krankheitsverlaufs durch Entzündungsreaktionen und der Freisetzung von neurotoxischen Molekülen. Stattdessen können sie aktiv die Degeneration von Nervenzellen verursachen. «Fehlfunktionen der Mikrogliazellen dürften ein wichtiger Grund sein, weshalb viele Alzheimer-Medikamente in klinischen Versuchen zwar die Amyloid-Plaques reduzierten, bei den Patienten aber zu keiner Verbesserung der kognitiven Funktionen führten», sagt Rajendran.

Diese Arbeit wurde finanziert vom Schweizerischen Nationalfonds, der Velux Stiftung, der Stiftung Synapsis, des Cure Alzheimer Fund und dem Forschungskredit der Universität Zürich.

Literatur:
Rosa C. Paolicelli, Ali Jawaid, Christopher M. Henstridge, Andrea Valeri, Mario Merlini, John L. Robinson, Edward B. Lee, Jamie Rose, Stanley Appel, Virginia M.-Y. Lee, John Q. Trojanowski, Tara Spires-Jones, Paul E. Schulz, and Lawrence Rajendran. TDP-43 Depletion in Microglia Promotes Amyloid Clearance but Also Induces Synapse Loss. Neuron. 29 June 2017. doi:.1016/j.neuron.2017.05.037

Kontakt:
Prof. Dr. Lawrence Rajendran
Institut für Regenerative Medizin
Universität Zürich
Tel. +41 44 634 88 60
E-Mail: lawrence.rajendran@irem.uzh.ch

Weitere Informationen:

http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2017/Mikroglia-Alzheimer.html

Kurt Bodenmüller | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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