Dutzende von Molekülen können sich mit schurkischen Bündeln von Tau verheddern, einem Protein, das normalerweise Nervenfasern Struktur verleiht, um Hirnzellschäden zu verursachen, die zu neurodegenerativen Erkrankungen beitragen, wie eine neue Studie zeigt.
Neurowissenschaftler haben zuvor herausgefunden, dass Tau giftig werden kann, wenn sich zusätzliche chemische Moleküle mit seiner Struktur im Gehirn ansammeln, wodurch es Proteinknäuel bildet, die umgebendes Gewebe zerstören.
Unter der Leitung von Forschern der NYU Grossman School of Medicine analysierte die neue Studie die Zusammensetzung solcher Verwicklungen und fand 12 Proteine, von denen sie sagen, dass sie zuvor nicht mit Tau und der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wurden. Sie entdeckten auch mehrere Dutzend andere Proteine, die in den letzten Stadien der Krankheit sowie in den frühesten Phasen der Demenz auftreten.
"Unsere Ergebnisse erweitern unser Verständnis der molekularen Wechselwirkungen, die Alzheimer und andere hirnschädigende Krankheiten im Zusammenhang mit fehlerhaften Tau-Proteinen antreiben", sagt die Co-Hauptautorin der Studie, Eleanor Drummond, PhD, eine wissenschaftliche Assistenzprofessorin an der Abteilung für Neurologie an der NYU Langone He alth.
„Jetzt, da wir einen besseren Einblick in mögliche ‚Hauptakteure‘bei der Neurodegeneration haben, haben wir möglicherweise klarere Ziele für potenzielle Therapien“, sagt Co-Hauptautor Geoffrey Pires, Doktorand in Neurologie an der NYU Langone.
Geschätzte 5 Millionen Amerikaner leben mit Alzheimer, einer fortschreitenden Krankheit, die hauptsächlich Menschen über 65 betrifft und das Gedächtnis, die Sprache und die Entscheidungsfindung beeinträchtigt. Gegenwärtig gibt es keine wirksamen Behandlungs- oder Präventionsstrategien für Alzheimer. Experten haben es lange mit einer Anhäufung zusätzlicher Phosphatmoleküle auf Tau-Proteinen in Verbindung gebracht. Wie diese Verwicklungen Neuronen schädigen und welche anderen Proteine an der Entwicklung von Alzheimer-Signaturbündeln beteiligt sind, sei jedoch kaum verstanden, sagt Drummond.
Die neue Studie, die am 28. Juli online in der Zeitschrift Brain veröffentlicht wurde, bietet laut Drummond und ihren Kollegen den bisher größten Überblick über Proteine, die in diesen Tau-Verwicklungen vorhanden sind.
Für die Untersuchung analysierte das Forschungsteam gespendete Gehirngewebeproben von 12 Männern und Frauen mit Alzheimer-Krankheit. Nachdem die Tau-Knoten vom umgebenden Gewebe getrennt worden waren, untersuchten die Forscher die Bündel, um die vielen darin verwickelten Proteine zu identifizieren.
Den Erkenntnissen zufolge bestanden die Tangles aus insgesamt 542 verschiedenen Proteinen, von denen einige an essentiellen Prozessen innerhalb der Zellen beteiligt sind, wie der Energieproduktion (vakuoläre ATPase-Untereinheit ATP6V0D1), dem Ablesen von genetischem Material (RNA-bindendes Protein HNRNPA1) und Zellabbau und -verdauung (PSMC 1 bis 5). Diese Ergebnisse liefern Hinweise darauf, wie die Verwicklungen zum Tod von Neuronen führen, sagt Drummond.
"Alzheimer wird seit über einem Jahrhundert untersucht, daher öffnet es uns die Augen, dass wir immer noch Dutzende von Proteinen aufdecken, von denen wir keine Ahnung hatten, dass sie mit der Krankheit in Verbindung gebracht werden", sagt der leitende Autor der Studie, Thomas Wisniewski, MD, the Gerald J. und Dorothy R. Friedman Professor in der Abteilung für Neurologie der NYU Langone.
Wisniewski, ebenfalls Professor in den Abteilungen für Pathologie und Psychiatrie an der NYU Langone, plant als nächstes, die neu identifizierten Proteine in Gewebeproben von Menschen mit anderen Tau-verknüpften neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Pick und chronisch traumatischer Enzephalopathie zu untersuchen, sowie andere Formen von Demenz.
Die Finanzierung der Studie wurde von den National Institutes of He alth Grants P01AG060882, P30AG066512, RF1 AG058267 und 1S10OD010582-01A1 sowie der Bluesand Foundation und Dementia Australia bereitgestellt.
