Neue Forschung: Innovatives Protein als frühes Ziel für Alzheimer-Intervention entdeckt

BerlinEine neue Studie von Forschern der Penn State legt nahe, dass bestimmte Proteine, die an der Zellreparatur beteiligt sind, zur Behandlung von Alzheimer beitragen könnten. Diese Proteine steuern Systeme, die das Zellwachstum signalisieren. Indem sie die Zucker-Modifikationen dieser Proteine veränderten, fanden die Forscher heraus, dass sie die Zellreparatur fördern und zelluläre Probleme beheben konnten, die bei neurodegenerativen Erkrankungen auftreten.

Wichtige Erkenntnisse der Studie umfassen:

• Die Unterbrechung der Zuckermodifikationen auf heparansulfat-modifizierten Proteinen fördert die Zellreparatur.
• Häufige Zellanomalien bei neurodegenerativen Erkrankungen sind umkehrbar.
• Die Studienergebnisse wurden in der Zeitschrift iScience veröffentlicht.

Scott Selleck, Professor an der Penn State, leitete das Forschungsteam. Er erklärte, dass die meisten Alzheimer-Behandlungen sich auf die späteren Stadien der Krankheit konzentrieren. Die aktuell von der FDA zugelassenen Medikamente zielen auf den Amyloidaufbau ab, zeigen jedoch nur begrenzte Wirkung. Stattdessen glaubt Selleck, dass die Behandlung von frühen Zellproblemen effektiver sein könnte.

Rund 6,9 Millionen Amerikaner über 65 Jahre sind an Alzheimer erkrankt. Die Ursache der Krankheit ist unbekannt. Heparansulfat-modifizierte Proteine wurden mit Alzheimer in Verbindung gebracht, aber ihre Rolle war bisher unklar.

Forscher untersuchten Gehirnzellen von Menschen und Mäusen mit Alzheimer. Sie entdeckten, dass Heparansulfat-Proteine wichtige Zellfunktionen beeinflussen, die mit der Krankheit in Verbindung stehen. Diese Proteine befinden sich auf der Zelloberfläche und im Raum zwischen den Zellen. Das Heparansulfat auf diesen Proteinen hilft ihnen, Signalkomplexe zu bilden.

Diese Komplexe beeinflussen das Zellwachstum und die Interaktion der Zellen mit ihrer Umgebung. Sie regulieren auch die Autophagie, einen Prozess, der beschädigte Zellbestandteile entfernt. Die Studie fand heraus, dass durch Heparansulfat veränderte Proteine die autophagieabhängige Zellreparatur reduzieren. Wenn diese Zuckerveränderungen angepasst wurden, nahm die Autophagie zu, was zu einer verbesserten Zellreparatur führte.

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Die Reduzierung der Funktion bestimmter Proteine konnte frühe Probleme in menschlichen und Maus-Zellen beheben, beispielsweise die Verbesserung der Mitochondrienfunktion und die Verringerung der Fettablagerung. Dies wurde auch an Fruchtfliegen mit einer genetischen Mutation, die mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung steht, getestet. Bei diesen Fliegen verhinderte die Reduzierung der Funktion von Heparansulfat-Proteinen das Absterben von Neuronen und korrigierte Zellfehler.

Forschungen in der Humangenetik haben ergeben, dass Personen mit bestimmten Mutationen im PSEN1-Gen bereits Mitte 40 an Alzheimer erkranken. Jedoch entwickeln Menschen mit einer seltenen Veränderung im APOE-Gen, die dessen Interaktion mit Heparansulfat reduziert, die Krankheit später. Diese Studie untersucht diese Erkenntnisse weiter und schlägt vor, dass das Anvisieren von Enzymen, die Heparansulfat modifizieren, eine mögliche Behandlung darstellen könnte.

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Die Untersuchung ergab, dass der Verlust der Fähigkeit von menschlichen Zellen, Heparansulfatketten zu produzieren, zu Veränderungen in der Genaktivität führte. Über die Hälfte der etwa 70 Gene, die mit spät einsetzendem Alzheimer in Verbindung stehen, waren betroffen, darunter das APOE-Gen.

Selleck betonte die Bedeutung der Erforschung früher Zellveränderungen bei Krankheiten. Er ist der Meinung, dass diese Moleküle gute Ziele für neue Medikamente sind. Eine Veränderung von Heparansulfat kann helfen, Nervenschäden bei Menschen zu verhindern. Diese Methode könnte auch bei anderen Krankheiten im Zusammenhang mit der Zellreinigung nützlich sein.

Die Studie wurde vom National Institutes of Health und dem Penn State Eberly College of Science finanziert. Forscher der Penn State, der University of Arizona und der University of Georgia haben ebenfalls einen Beitrag geleistet.