Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entstehung für neue Form von erblichem Alzheimer entschlüsselt und neuen Schutzmechanismus entdeckt

13.02.2014
Wissenschaftler des Max-Delbrück-Centrums (MDC) Berlin-Buch haben in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Osaka (Japan) den Entstehungsprozess einer neuen, familiären (ererbten) Form der Alzheimer-Krankheit entschlüsselt.

Zugleich entdeckten Dr. Safak Caglayan, Prof. Thomas Willnow (MDC) und Prof. Junichi Takagi (Universität Osaka) einen neuen Mechanismus, der das Risiko dieser Demenzerkrankung mindert. Damit sind jetzt insgesamt vier verschiedene erbliche Formen der Alzheimer-Erkrankung bekannt. Diese Formen sind sehr selten, aber besonders aggressiv und können bereits vor dem 60. Lebensjahr Jahren auftreten (Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.3007747)*.

Weltweit sind schätzungsweise 35 Millionen Menschen an Alzheimer erkrankt. Bei Betroffenen kommt es zu einem Funktionsverlust und zum Absterben von Nervenzellen. Dieser Prozess führt zu einer zunehmenden Verminderung der Gedächtnisleistung und zu Demenz. Nur die wenigsten Fälle von Alzheimer sind erblich. „Etwa 0,5 – 1 Prozent“, schätzt Prof. Willnow. Dennoch sind diese erblichen Formen für die Wissenschaft wichtig, da sie einen Einblick in die genetischen Ursachen der Krankheit erlauben, welche wahrscheinlich auch bei der häufigen Form der Krankheit, der sogenannten sporadischen Form, eine Rolle spielen. In den meisten Fällen sind die Auslöser für die sporadische Erkrankung nämlich noch unbekannt und Forscher suchen nach genetischen Faktoren und Umwelteinflüssen, die diese hervorrufen.

Hauptbeschuldigter im Entstehungsprozess der Alzheimer-Krankheit ist ein kleines Eiweißbruchstück, das beta amyloid Peptid, kurz A-beta genannt. Es entsteht aus einem größeren Vorläuferprotein, dem APP. Zwei verschiedene molekulare Scheren (Secretasen genannt) zerstückeln APP zu A-beta. Eigentlich ein völlig normaler Vorgang, der bei jedem gesunden Menschen im Gehirn abläuft. Wozu, ist noch nicht ganz klar, aber Forscher vermuten, dass A-beta die Aktivität der Nervenzellen (Neuronen) drosselt. Wahrscheinlich wird A-beta als natürliche Antwort auf Nervenzellaktivität gebildet, um eine Überreaktion von Neuronen zu verhindern.

Gefährlich wird es erst dann, wenn zu viel A-beta entsteht und der Körper es nicht mehr entsorgen kann. Dann wird die Kommunikation von Nervenzellen gestört. Kognitive Defekte sind die Folge. Zuviel A-beta führt außerdem zur Entstehung der gefürchteten Ablagerungen (Plaques) im Gehirn, welche die Nervenzellen noch zusätzlich schädigen. „Da mit zunehmendem Lebensalter die Menge an A-beta im Gehirn immer weiter ansteigt, nimmt das Risiko, im Alter an Alzheimer zu erkranken, dramatisch zu“, erläutert Prof. Willnow.

Nervenzellen selbst produzieren Schutzfaktor
Vor wenigen Jahren hatte Prof. Willnows Forschungsgruppe entdeckt, dass gesunde Nervenzellen einen Schutzfaktor bilden, der die Produktion von A-beta vermindert. Sie konnten zeigen, dass ein Verlust dieses Schutzfaktors, des Transportproteins SORLA (engl. für: sorting protein-related receptor) bei Mäusen zu vermehrter A-beta Bildungen führt. Das gleiche Phänomen konnten die Forscher auch im Gehirn von Alzheimer-Kranken sehen. Einige Patienten bilden kein SORLA, sodass vermehrt giftiges A-beta entsteht und sich im Gehirn ablagert.

„Weltweite genetische Untersuchungen einer Vielzahl von Arbeitsgruppen unterstützten diese Hypothese“, erklärt Prof. Willnow. Sie zeigen, dass bestimmte Genvarianten von SORLA, die zu einer verringerten Bildung des Schutzfaktors führen, in Patienten mit Alzheimer vermehrt auftreten. Demnach produziert das Gehirn mancher Menschen nur unzureichende Mengen an SORLA. „Ihr Risiko an Alzheimer zu erkranken, ist deutlich erhöht“, sagt Prof. Willnow. Der Forscher geht davon aus, dass hohe SORLA-Spiegel im Gehirn vor der Alzheimer-Krankheit schützen, niedrige SORLA-Spiegel dagegen das Risiko an Demenz zu erkranken, erhöhen.

Nachweis erbracht: Drastischer Rückgang von A-beta durch erhöhte SORLA-Spiegel
Die Frage die sich die Forscher jetzt stellten war, ob eine Erhöhung der Produktion des Schutzfaktors SORLA das Gehirn vor A-beta Bildung schützt, und wenn ja über welchen Mechanismus? Diese Hypothese prüften sie jetzt erstmals in genetisch veränderten Mäusen, welche neben ihren körpereigenen SORLA-Genen noch eine zusätzliche SORLA Gen-Kopie im Erbgut tragen. Sie produzieren deshalb etwa viermal mehr Schutzfaktor als normale Tiere. Die Forscher konnten tatsächlich zeigen, dass die erhöhte Produktion des Schutzfaktors die Menge an A-beta im Gehirn der Tiere drastisch reduziert.
Neu: Schutzmechanismus wirkt schon im Innern der Nervenzellen
Die Studien der Berliner Wissenschaftler haben aber nicht nur bewiesen, dass eine erhöhte Produktion von SORLA das Gehirn vor A-beta-Produktion schützt. Sie haben auch einen Mechanismus herausgefunden, wie der Faktor wirkt und gezeigt, dass er bereits im Zellinnern aktiv ist. Normalerweise wird A-beta, in der Nervenzelle gebildet und dann ausgeschleust, um die Kommunikation von Nervenzellen von außen zu regulieren.

Jetzt konnten die Forscher beobachten, dass SORLA das frisch produzierte A-beta zu fassen bekommt bevor es aus der Nervenzelle geschleust wird und es noch im Zellinnern in eine Art Schredder packt. Dieser Schredder ist eine Zellstruktur, das Lysosom, in der die Zelle Eiweißkörper abbaut. „SORLA transportiert einen Teil des gebildeten A-beta zum Lysosom und reduziert damit schon im Zellinnern die Menge des Zellgiftes. Wenn die Aktivität von SORLA hoch ist, wird weniger A-beta freigesetzt und die Nervenzellen werden somit weniger geschädigt“, erläutert Prof. Willnow den Befund.

Entdeckung auch von Bedeutung für familiären Alzheimer
„Wie wichtig unsere Erkenntnisse sind, die wir bei transgenen Mäusen über diese Krankheit gewonnen haben, machen auch unsere Untersuchungen an einer Mutation im SORLA-Gen deutlich, die französische Forscher in einer Familie entdeckt hatten, von denen einige Mitglieder an familiärem Alzheimer leiden. „Die Mutation liegt genau an der Stelle in SORLA, wo es an A-beta bindet. Bei Patienten mit dieser Mutation kann SORLA A-beta nicht mehr binden und es zu den Lysosomen zum Abbau bringen. Dadurch gelangt zu viel A-beta aus den Zellen und es kommt zur erhöhten Blockade der Nervenzell-Kommunikation.
Suche nach Wirkstoffen
„Derzeit suchen wir “, so Prof. Willnow weiter, „nach Wirkstoffen mit denen es gelingt, die Produktion von SORLA in menschlichen Nervenzellen anzukurbeln. Langfristig könnte die Anwendung solcher Wirkstoffe das Gehirn von Patienten vor übermäßiger A-beta-Produktion schützen und das Fortschreiten der Altersdemenz verlangsamen.“

*Lysosomal Sorting of Amyloid-b by the SORLA Receptor Is Impaired by a Familial Alzheimer’s Disease Mutation

Authors: Safak Caglayan1, Shizuka Takagi-Niidome2, Fan Liao3; Anne-Sophie Carlo1, Vanessa Schmidt1, Tilman Burgert1, Yu Kitago2, Ernst-Martin Füchtbauer4, Annette Füchtbauer4, David M. Holtzman3, Junichi Takagi2* and Thomas E. Willnow1*

Affiliations: 1Max Delbrück Center for Molecular Medicine, Berlin, Germany; 2Institute for Protein Research, Osaka University, Osaka, Japan; 3Department of Neurology, Washington University, and Department. of Neurology, Hope Center for Neurological Disorders, St. Louis, US; and 4Department of Molecular Biology, Aarhus University, Aarhus, Denmark.

Kontakt:
Barbara Bachtler
Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 94 06 - 38 96
Fax: +49 (0) 30 94 06 - 38 33
e-mail: presse@mdc-berlin.de

Barbara Bachtler | Max-Delbrück-Centrum
Weitere Informationen:
http://www.mdc-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Differenzierte Bildgebung für bessere Diagnosen bei Brustkrebs
21.01.2020 | Universität Zürich

nachricht Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen
20.01.2020 | Medizinische Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie man ein Bild von einem Lichtpuls macht

Um die Form von Lichtpulsen zu messen, brauchte man bisher komplizierte Messanlagen. Ein Team von MPI Garching, LMU München und TU Wien schafft das nun viel einfacher.

Mit modernen Lasern lassen sich heute extrem kurze Lichtpulse erzeugen, mit denen man dann Materialien untersuchen oder sogar medizinische Diagnosen erstellen...

Im Focus: Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

Was in winzigen elektronischen Bauteilen oder in Molekülen geschieht, lässt sich nun auf einige 100 Attosekunden und ein Atom genau filmen

Wie Bauteile für künftige Computer arbeiten, lässt sich jetzt gewissermaßen in HD-Qualität filmen. Manish Garg und Klaus Kern, die am Max-Planck-Institut für...

Im Focus: Integrierte Mikrochips für elektronische Haut

Forscher aus Dresden und Osaka präsentieren das erste vollintegrierte Bauelement aus Magnetsensoren und organischer Elektronik und schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut.

Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet...

Im Focus: Dresdner Forscher entdecken Mechanismus bei aggressivem Krebs

Enzym blockiert Wächterfunktion gegen unkontrollierte Zellteilung

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) haben gemeinsam mit einem...

Im Focus: Integrate Micro Chips for electronic Skin

Researchers from Dresden and Osaka present the first fully integrated flexible electronics made of magnetic sensors and organic circuits which opens the path towards the development of electronic skin.

Human skin is a fascinating and multifunctional organ with unique properties originating from its flexible and compliant nature. It allows for interfacing with...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

HDT-Tagung: Sensortechnologien im Automobil

24.01.2020 | Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

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

Physik lebender Systeme - Wie Proteine die Zellachse finden

27.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Bioreaktor Kuh - Antikörper aus der Kuh ersetzen Antibiotika

27.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

INNOVENT startet Innovatives Anwenderprojekt (INNAP) „Sol-Gel-Beschichtungen für temperaturempfindliche Substrate“

27.01.2020 | Materialwissenschaften

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