01.12.2021 - University of California, Riverside

Wissenschaftler entdecken mögliche Ursache der Alzheimer-Krankheit

Bestehende Medikamente können eine wirksame Behandlung bieten

Die vorherrschenden Theorien gehen davon aus, dass Ablagerungen im Gehirn die Alzheimer-Krankheit verursachen. Neue Forschungsergebnisse der UC Riverside weisen auf die nachlassende Fähigkeit der Zellen, sich selbst zu reinigen, als wahrscheinliche Ursache für ungesunde Ablagerungen im Gehirn hin.

Zusammen mit Anzeichen von Demenz stellen Ärzte eine definitive Alzheimer-Diagnose, wenn sie im Gehirn eine Kombination von zwei Dingen finden: Amyloid-Plaques und neurofibrilläre Tangles. Bei den Plaques handelt es sich um Ablagerungen von Amyloidpeptiden, und die Tangles bestehen hauptsächlich aus einem Protein namens Tau.

"Ungefähr 20 % der Menschen haben die Plaques, aber keine Anzeichen von Demenz", sagt Ryan Julian, Chemieprofessor an der UCR. "Das lässt vermuten, dass die Plaques selbst nicht die Ursache sind."

Aus diesem Grund untersuchten Julian und seine Kollegen bisher wenig untersuchte Aspekte des Tau-Proteins. Sie wollten herausfinden, ob eine genaue Untersuchung von Tau mehr über den Mechanismus hinter den Plaques und Knäueln verraten könnte.

Ein entscheidender, aber schwer zu erkennender Unterschied in der Form von Tau ermöglichte es den Wissenschaftlern, zwischen Menschen zu unterscheiden, die keine äußeren Anzeichen von Demenz aufwiesen, und solchen, die dies taten. Diese Ergebnisse wurden jetzt im Journal of Proteome Research veröffentlicht .

Julians Labor konzentriert sich auf die verschiedenen Formen, die ein einzelnes Molekül annehmen kann, die so genannten Isomere.

"Ein Isomer ist dasselbe Molekül mit einer anderen dreidimensionalen Ausrichtung als das Original", so Julian. "Ein gängiges Beispiel sind Hände. Hände sind Isomere von einander, Spiegelbilder, aber keine exakten Kopien. Isomere können tatsächlich eine Händigkeit haben."

Die Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen, können entweder rechts- oder linkshändige Isomere sein. Normalerweise, so Julian, bestehen die Proteine in Lebewesen ausschließlich aus linkshändigen Aminosäuren.

Für dieses Projekt untersuchten die Forscher alle Proteine in gespendeten Gehirnproben. Diejenigen, die zwar Ablagerungen im Gehirn hatten, aber nicht an Demenz erkrankt waren, wiesen normales Tau auf, während bei denjenigen, die Plaques oder Tangles sowie Demenz entwickelten, eine andershändige Form von Tau gefunden wurde.

Die meisten Proteine im Körper haben eine Halbwertszeit von weniger als 48 Stunden. Wenn das Protein jedoch zu lange dort liegt, können sich bestimmte Aminosäuren in das andershändige Isomer umwandeln.

"Wenn man versucht, einen rechtshändigen Handschuh über die linke Hand zu ziehen, funktioniert das nicht so gut. In der Biologie gibt es ein ähnliches Problem: Moleküle funktionieren nach einer Weile nicht mehr so, wie sie sollen, weil sich ein linkshändiger Handschuh in einen rechtshändigen Handschuh verwandeln kann, der nicht mehr passt", so Julian.

Im Allgemeinen verlangsamt sich der Prozess der Beseitigung verbrauchter oder defekter Proteine aus den Zellen, der als Autophagie bezeichnet wird, bei Menschen über 65 Jahren. Es ist nicht klar, warum, aber Julians Labor plant, dies zu untersuchen.

Glücklicherweise werden bereits Medikamente zur Verbesserung der Autophagie getestet. Zu den Kandidaten gehören auch bereits zugelassene Medikamente gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen und andere Krankheiten, was das Zulassungsverfahren beschleunigen könnte.

Die Autophagie kann durch Fasten angeregt werden. Wenn die Zellen zu wenig Proteine aus der Nahrung aufnehmen, füllen sie die Lücke, indem sie bereits in den Zellen vorhandene Proteine recyceln. Auch körperliche Betätigung steigert die Autophagie.

Diese Maßnahmen sowie medikamentöse Therapien können letztlich dazu beitragen, die Krankheit zu verhindern. "Wenn eine Verlangsamung der Autophagie die zugrundeliegende Ursache ist, sollten Maßnahmen, die die Autophagie erhöhen, den gegenteiligen positiven Effekt haben", so Julian.

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