Bindeprotein verhindert Wachstum krankhafter Alpha-Synuclein-Ablagerungen im Gehirn Parkinson: Protein-Verklumpung gestoppt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Parkinson: Protein-Verklumpung gestoppt

Bindeprotein verhindert Wachstum krankhafter Alpha-Synuclein-Ablagerungen im Gehirn

Gehirn
Ablagerungen verklumpter Proteine im Gehirn sind typisch für Parkinson. © pixologicstudio/ thinkstock

Krankhafte Proteinklumpen: Die für Parkinson typischen Ablagerungen verklumpter Proteine im Gehirn lassen sich womöglich bekämpfen. Wie Forscher berichten, können sich spezielle Bindeproteine an Bausteine des sogenannten Alpha-Synucleins anlagern und dadurch verhindern, dass diese sich miteinander verketten und verklumpen. Im Experiment mit Fliegen verbesserten sich als Folge einige Symptome der Erkrankung. Ob dies auch beim Menschen gilt, ist allerdings noch unklar.

Zittrige Hände, steife Muskeln und verlangsamte Bewegungen: Das sind die typischen Symptome von Parkinson – der inzwischen zweithäufigsten neurodegenerativen Erkrankung nach Alzheimer. Seitdem der englische Arzt James Parkinson das Leiden vor rund 200 Jahren zum ersten Mal beschrieb, ist die Zahl der Betroffenen kontinuierlich gestiegen. Heute sind weltweit über sechs Millionen Menschen von dem Niedergang Dopamin-produzierender Nervenzellen betroffen.

Proteinablagerungen im Blick

Ein typisches Merkmal der Erkrankung sind klumpige Ablagerungen fehlgefalteter Proteine im Gehirn. Bausteine des sogenannten Alpha-Synucleins verketten sich dabei zu sogenannten Amyloidfibrillen, die immer länger werden und schließlich die charakteristischen Proteinklumpen bilden. Ähnliche Proteinablagerungen sind auch von anderen neurodegenerativen Leiden wie Alzheimer bekannt. Forscher untersuchen daher schon länger, ob die Verklumpung der Proteine verhindert und die Krankheiten so womöglich aufgehalten oder gar geheilt werden können.

Vor einigen Jahren stießen Wolfgang Hoyer von der Universität Düsseldorf und seine Kollegen in diesem Zusammenhang auf einen vielversprechenden Ansatz: Sie stellten fest, dass bestimmte maßgeschneiderte Bindeproteine die Bildung der Alpha-Synuclein-Klumpen unterbinden können. „Wir haben in der Folge erkundet, wie diese Beta-Wrapine genau wirken und wo sie in den Prozess der Aggregation eingreifen“, erklärt Hoyer.

Beta-Wrapine
Die Beta-Wrapine binden an Alpha-Synuclein-Proteine und verhindern deren Verklumpung. © HHU/ Wolfgang Hoyer

Wirksame Komplexbildung

Nun berichten die Wissenschaftler von ihren Ergebnissen: Wie Experimente zeigen, fangen die Beta-Wrapine einzelne Monomere des Alpha-Synucleins ab und bilden mit ihnen chemische Komplexe. Auf diese Weise verhindern sie, dass sich die Proteinbausteine weiter verketten können und die Fibrillen immer länger werden. Doch die Bindeproteine stoppen nicht nur das Wachstum der Fibrillen – sie verhindern offenbar auch, dass sich überhaupt erst solche Ketten bilden.

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„Bemerkenswert ist, dass bereits sehr kleine Mengen der Wrapine ausreichen, also nicht pro Monomer auch ein Bindeprotein vorhanden sein muss“, sagt Hoyers Kollege Emil Agerschou. Dabei können die Wrapine erstaunlich effektiv auch unter bestimmten Bedingungen auftretende Kettenreaktionen unterbinden, bei denen die Fibrillen besonders rasant wachsen.

Fliegen mit besserer Motorik

Die Ergebnisse legen nahe, dass die Bildung krankhafter Proteinablagerungen im Gehirn tatsächlich verhindert werden kann. Doch mit welchem Effekt? Dies untersuchten die Forscher mit an Parkinson erkrankten Fruchtfliegen. Es zeichnete sich ab: Wurden die Insekten mit Beta-Wrapinen behandelt, verbesserte sich ihre Motorik erheblich. Die Fliegen meisterten einen Kletterparcours dann deutlich besser.

Was aber bedeutet dies für menschliche Parkinson-Patienten? Das Wissenschaftlerteam gibt sich vorsichtig, wenn es um einen möglichen therapeutischen Nutzen geht: „Die positiven Resultate bei Lebewesen geben Hoffnung, dass man mit den Beta-Wrapinen möglicherweise einen Pfad für einen Wirkstoff gefunden hat. Der Weg zu einem möglichen Einsatz beim Menschen ist allerdings noch lang“, schließt Hoyer. (eLife, 2019; doi: 10.7554/eLife.46112)

Quelle: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

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