Wenn Synapsen nicht mehr feuern: Studie eröffnet Möglichkeiten für neue Behandlungsmethoden bei Hirnerkrankungen
An neurodegenerativen Erkrankungen (Oberbegriff für eine Reihe von Krankheiten, welche die Nervenzellen im menschlichen Gehirn betreffen) leiden weltweit mehrere Millionen Menschen. Alzheimer und Parkinson sind die bekanntesten derartigen Erkrankungen, denn allein in Europa leiden mehr als 7 Millionen Menschen an Alzheimer und den damit zusammenhängenden Demenzerkrankungen. Die Forschenden des EU-finanzierten Projekts RobustSynapses beschlossen, sich auf die Synapsen des Gehirns zu konzentrieren, um herauszufinden, was genau in den Köpfen von Menschen geschieht, die an diesen unheilbaren und entkräftenden Erkrankungen leiden. „Das Projekt RobustSynapses beschäftigte sich mit einem der größten unbefriedigten medizinischen Bedürfnisse – der Tatsache, dass es für keine dieser schweren neurodegenerativen Erkrankungen eine Heilung gibt“, erklärte Prof. Dr. Patrik Verstreken vom VIB-KU Leuven Center for Brain & Disease Research in Belgien in einer auf der Plattform „Innovation Origins“ veröffentlichten Pressemitteilung. „Wir wollten die Vorgänge im Frühstadium dieser Erkrankungen genauer unter die Lupe nehmen, um diese Herausforderung zu meistern“, erklärt Prof. Dr. Verstreken, der Hauptforscher des Projekts.
Synapsen verschwinden als Erste
Synapsen sind kleine Verbindungsstellen im Gehirn, über die elektrische Signale von einer Nervenzelle zur anderen weitergeleitet werden. Sie verbinden Nervenzellen im Gehirn mit Nervenzellen im Körper und nehmen daher eine wesentliche Aufgabe bei Denkprozessen, Gedächtnisbildung und Bewegung wahr. Häufig sind genau diese Synapsen als erste vom Ausbruch einer neurodegenerativen Erkrankung betroffen. Das Forschungsteam untersuchte zunächst mit neuartigen Methoden der Genomeditierung die Synapsen von Fruchtfliegen. „Dabei fanden wir heraus, dass es spezifische Mechanismen an der Synapse gibt, die erforderlich sind, um dysfunktionale Ablagerungen zu entfernen“, so Verstreken weiter. „Geschieht dies nicht, versagen die Synapsen und verursachen Probleme.“ Diese Erkenntnisse wurden dann in vitro auf menschliche Nervenzellen angewandt, die aus Hautzellen von erkrankten Personen gewonnen wurden. Sowohl die Tests an der Fruchtfliege als auch die Beobachtungen an den Nervenzellen des Menschen belegten, dass die Probleme an den Synapsen durch einen Prozess namens „synapsenspezifische Autophagie“ verursacht wurden. Prof. Dr. Verstreken glaubt, dass diese Entdeckung zu „neuen Möglichkeiten für therapeutische Ziele“ führen könnte, heißt es in der Pressemitteilung. „Eine unserer spannendsten Innovationen bestand in der Entwicklung von Instrumenten, die in die Defekte, einschließlich kognitivem Verfall, eingreifen, die durch diesen Prozess an synaptischen Kontakten verursacht werden“, so Prof. Dr. Verstreken. „Wir arbeiten jetzt weiter daran, in der Hoffnung, echte therapeutische Maßnahmen zu entwickeln.“ Die Untersuchung, welche Gehirnzellen am stärksten von den ermittelten synaptischen Prozessen beeinträchtigt sind, liefert interessante Ergebnisse. „Eine interessante Entdeckung war es, herauszufinden, warum von Parkinson betroffene Menschen unter Schlafproblemen leiden“, bemerkt Prof. Dr. Verstreken. „Außerdem haben wir, wie bereits erwähnt, einen Weg gefunden, die Auswirkungen der ‚synaptischen Autophagie‘ zu beeinflussen. Wir können dies durch die Manipulation von Proteinen erreichen, die bedeutsam für diesen Prozess sind und die auch ein Risiko für die Parkinson-Erkrankung darstellen, wenn sie bei Betroffenen mutiert ist. Gemeinsam mit unseren Partnern aus der Industrie entwickeln wir nun für diesen Zweck wirksame Instrumente.“ Zwar ist noch immer keine Heilung für degenerative Erkrankungen in Sicht, doch die wertvollen Einblicke in die synaptische Funktion im Projekt RobustSynapses (Maintaining synaptic function for a healthy brain: Membrane trafficking and autophagy in neurodegeneration) könnte medizinischem Personal helfen, frühere Diagnosen zu stellen und in Zukunft auch wirksamere Behandlungen einzusetzen. Prof. Dr. Verstreken erklärt abschließend: „Angesichts der zahlreichen Menschen, die an Neurodegeneration leiden, könnten die Auswirkungen beträchtlich sein.“ Weitere Informationen: RobustSynapses-Projekt
Schlüsselbegriffe
RobustSynapses, Gehirn, Synapse, Nervenzelle, neurodegenerative Erkrankung