Forscher entschlüsseln schädliche Wirkung von Proteinaggregaten auf die Nervenzellen
Proteinablagerungen werden mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder der Huntington-Krankheit in Zusammenhang gebracht, doch der exakte Wirkmechanismus der Proteinaggregate blieb bislang unklar. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben nun in einer aktuellen Studie herausgefunden, auf welche Weise die Proteinaverklumpungen den Nervenzellen schaden.
„Proteinverklumpungen, wie sie bei der Alzheimer- oder Huntington-Krankheit auftreten, richten vor allem dann Schaden an, wenn sie im Zellplasma auftreten“, berichtet die RUB von den aktuellen Studienergebnissen. Befinden sich die Proteinablagerungen in den Zellkernen, sei dies für die Nervenzellen hingegen deutlich weniger gefährlich. Ihre Ergebnisse haben die Forscher um Professor Dr. Ulrich Hartl und Dr. Mark Hipp vom Max-Planck-Institut für Biochemie sowie Professor Dr. Konstanze Winklhofer und Prof. Dr. Jörg Tatzelt vom Institut für Biochemie und Pathobiochemie an der RUB in dem Fachmagazin „Science“ veröffentlicht.
Proteinaggregate im Zellplasma besonders schädlich
Die Proteinaggregate stehen bereits seit längerem im Verdacht als mögliche Ursachen des Absterbens von Nervenzellen bei neurodegenerativen Erkrankungen. Allerdings war unklar, wie sie die Zellen schädigen. Die neue Studie unter Federführung von Prof. Dr. Hartl und Dr. Hipp hat nun gezeigt, dass insbesondere Proteinaggregate im Zellplasma die Zellen schädigen. Die Wissenschaftler untersuchten in Zellkulturen die Wirkung des Proteins Huntingtin, das für die Huntington-Krankheit verantwortlich ist und in Nervenzellen zu Aggregaten verklumpt. In den Verklumpungen konnten die Forscher unter anderem Bestandteile der zellulären Transportmaschinerie nachweisen, welche folglich nicht mehr richtig funktionierte, berichtet die RUB. Die Folgen für die Zellen seien fatal. Kann die Bauanleitung für Proteine, die RNA, nicht mehr über den üblichen Transportweg aus dem Zellkern in das Zellplasma gelangen, wird dort die Produktion lebenswichtiger Proteine beeinträchtigt und die Zelle stirbt ab, so die Mitteilung der Universität.
Wichtige Transportwege gestört
Die Wissenschaftler stellten in ihren Untersuchungen fest, das die Proteinaggregate im Zellplasma toxischer für die Nervenzellen waren als Aggregate im Zellkern. Dies gehe darauf zurück, dass sie unter anderem wichtige Transportwege in der Zelle stören. Durch ihre klebrigen Eigenschaften würden lebensnotwendige Proteine an ihnen haften bleiben und die Zelle sterbe ab. Wieso die Aggregate im Zellkern keine ebenso schädliche Wirkung haben, bleibe unklar und müsse in weiteren Studien untersucht werden, berichten die Forscher. (fp)
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