Erstmals hochauflösende Aufnahmen von Amyloid-Fibrillen am Elektronen-mikroskop erzeugt
Jena (idw) - Alzheimer! Diese Diagnose ist für Betroffenen und ihre Angehörigen ein großer
Schock. Gedächtnisverfall, Orientierungslosigkeit und Erkennungsstörungen gehören zu den gefürchteten
Symptomen. Im fortgeschrittenen Stadium dieser neurodegenerativen Demenz-Erkrankung drohen Persönlichkeitsverlust
und soziale Isolation. Der Grund des mentalen Verfalls: Nervenzellen im Hirn sterben ab.
Obwohl die Auslöser der zugrunde liegenden neurodegenerativen Prozesse weitgehend bekannt sind, ist diese
Krankheit noch immer unheilbar: Proteinablagerungen aus so genannten ß-Amyloid-Peptiden, die sich als "Plaque"
oder in Form faserartiger Fibrillen im Nervengewebe des Gehirns ablagern.
Am Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena gelang es nun, die bisher genauesten
Strukturbilder solcher ß-Amyloid-Fibrillen elektronenmikroskopisch zu erzeugen. Dr. Marcus Fändrich
und Dr. Carsten Sachse haben in Kooperation mit Prof. Nikolaus Grigorieff von der amerikanischen Brandeis Universität
ein Verfahren entwickelt, das auf der Grundlage computergesteuerter Bildgebungsverfahren hochauflösende Aufnahmen
solcher Proteine am Kryo-Elektronenmikroskop erlaubt. Diese Bilder - in einer Auflösung von unter 10 Angström
- geben Aufschluss über Form und Struktur der ß-Amyloid-Fibrillen, die Bestandteil der "Plaques"
sind und als Auslöser der Alzheimer-Krankheit gelten. Bisher gab es nur modellhafte Vorstellungen, die mit
Hilfe dieser Aufnahmen nun experimentell geprüft werden können.
Bereits der Arzt Alois Alzheimer, der dieses Krankheitsbild 1906 der Fachöffentlichkeit vorstellte, hatte
am Mikroskop entdeckt, dass abgestorbene Nervenzellen im Gehirn der Patienten von einer merkwürdigen Substanz
umlagert waren. Heute weiß man: Diese Substanz - ß-Amyloid genannt - entsteht aus einem Protein, das
an der Oberfläche der Zellen abgespalten wird. Über mehrere Stufen entstehen aus den Abspaltungen zunächst
kleinere Fibrillen-Vorläufer, sodann immer größere Fibrillen-Komplexe, die schließlich zu
Amyloid-Plaques verklumpen. Entscheidend für Therapie und Vorbeugung ist die Frage, welcher dieser Proteinkomplexe
den Nervenzellen gefährlich werden kann. Schädigen bereits die Vorstufen das Nervengewebe oder sind es
vor allem die Plaques, die die Neurodegeneration hervorrufen? Auch an dieser entscheidenden Frage wird am Leibniz-Institut
für Altersforschung (Fritz-Lipmann-Institut) in Jena geforscht.
So wurde in der Forschergruppe von PD Dr. Marcus Fändrich in Zusammenarbeit mit Dr. Uwe Horn und Kollegen
vom Hans-Knöll-Institut (HKI) in Jena ein spezifischer Antikörper gewonnen, der nur die Fibrillen-Komplexe
erkennt, nicht jedoch die Fibrillen-Vorläufer. Dieser Antikörper kann nicht nur zur Diagnose eingesetzt
werden. In Zellkultur verhindert er die Bildung von größeren Proteinverklumpungen, wie sie in den Alzheimer-Plaques
vorkommen. Im nächsten Schritt werden diese Antikörper an Alzheimer-Mäusen getestet. Hierzu werden
nun in der Forschergruppe von Dr. Christoph Kaether geeignete Maus-Modelle entwickelt. "Sollte es uns gelingen,
mit Hilfe dieser Antikörper die Amyloid-Fibrillen an der Verklumpung zu hindern, können wir herausfinden,
ob damit die Krankheitssymptome ausbleiben oder gar verstärkt werden", so Kaether. Eine Verstärkung
der Krankheitssymptome würde darauf hindeuten, dass bereits die Fibrillen Nervenzellen töten und nicht
erst die Plaques. "Für die Alzheimer- Forschung und -Therapie wäre dies ein äußerst vielversprechender
Fortschritt", kommentiert FLI-Direktor Prof. Dr. Peter Herrlich. |