Forschung Proteinablagerungen im Gehirn auflösen
Forschungsteam aus Heidelberg und Helsinki untersucht Verringerung von Tau-Ablagerungen bei neurogenerativen Erkrankungen
Tauopathien sind neurodegenerative Erkrankungen, bei denen sich sogenannte Tau-Proteine im Gehirn ansammeln. Mehr als 20 verschiedene Krankheiten wie die Alzheimer-Krankheit und die frontotemporale Demenz fallen in diese Kategorie. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Gert Fricker vom Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg hat in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Finnland untersucht, ob die Hemmung eines beteiligten Enzyms vor den schädlichen Wirkungen von Tau schützt. Die Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Einsatz eines speziellen Hemmstoffes die fortschreitende Schädigung des Gehirns bei Tauopathien reduzieren könnte.
Das Tau-Protein ist ein wichtiges Strukturprotein im Gehirn, das die Nervenzellen stabilisiert. Es unterstützt den Transport von Nährstoffen und anderen Materialien in den Zellen. Bei neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer und frontotemporaler Demenz bilden sich jedoch veränderte Formen des Tau-Proteins, die als hyperphosphoryliertes Tau-Protein bezeichnet werden. Dabei binden sich Phosphatgruppen an das Protein, wodurch es seine Funktion verliert und sich zu Filamenten und Ablagerungen ansammelt. Diese Ansammlungen stören die Funktion der Nervenzellen und führen zum fortschreitenden Verlust von Gehirnfunktionen. Das Forschungsteam um Prof. Fricker hat anhand von zellulären In-Vitro-Modellen und einem transgenen Mausmodell untersucht, ob die Hemmung eines Enzyms mit der Bezeichnung PREP vor den toxischen Auswirkungen von Tau schützt.
Bei PREP handelt es sich um eine Serinprotease – ein Enzym, das Proteine und Peptide spalten kann und in Verbindung mit Neurodegeneration gebracht wird. Wurde PREP mit einem Inhibitor blockiert, reduzierte sich die Ansammlung von Tau-Protein in den Zellen. Zudem verbesserte sich die Beseitigung von unlöslichem Tau. Bei einem Mausmodell der frontotemporalen Demenz führte die Hemmung von PREP dazu, dass sich die Krankheitssymptome verringerten und die normalen kognitiven Fähigkeiten wiederhergestellt werden konnten. Zudem stellten die Forscher eine Verringerung von oxidativem Stress im Gehirn fest. „Damit legt unsere Studie nahe, dass die Hemmung von PREP dabei helfen kann, die neurodegenerative Schädigung des Gehirns bei Tauopathien zu reduzieren“, so Prof. Fricker.
Die aktuellen Untersuchungen sind Teil einer internationalen Zusammenarbeit zwischen Dr. Elena Puris und Dr. Mikko Gynther aus dem Team von Prof. Fricker im Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg und der Forschungsgruppe des Pharmakologen Prof. Dr. Timo Myöhänen von der Universität Helsinki. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science Translational Medicine“ veröffentlicht.
Originalpublikation
T. S. Eteläinen, M. C. Silva, J. K. Uhari-Väänänen, F. De Lorenzo, M. H. Jäntti, H. Cui, M. Chavero-Pieres, T. Kilpeläinen, C. Mechtler, R. Svarcbahs, E. Seppälä, J. R. Savinainen, E. Puris, G. Fricker, M. Gynther, U. H. Julku, H. J. Huttunen, S. J. Haggarty, T. T. Myöhänen: A prolyl oligopeptidase inhibitor reduces tau pathology in cellular models and in mice with tauopathy, in: Science Translational Medicine, 15 (691), (12 Apr 2023).