Protein-Ungleichgewicht bei neurodegenerativen Erkrankungen untersuchen
Neurodegenerative Erkrankungen sind Erkrankungen, bei denen die Nervenzellen im Rückenmark oder Gehirn betroffen sind, sodass die Funktion gestört ist oder sie sterben. Sie gehören zu den häufigsten Todesursachen und werden mit der alternden Bevölkerung in den nächsten 20 Jahren vermutlich zur zweithäufigsten Todesursache werden. Bei den meisten Erkrankungen dieser Art ist eine Veränderung der Proteostase zu beobachten, dem Prozess, mit dem das Proteingleichgewicht in Zellen und einem Organismus insgesamt reguliert wird. Diese Veränderungen können ein Ungleichgewicht bei der Proteinproduktion, eine unregelmäßige Sortierung oder der Abbau sein. Die sekretorischen und autophagischen Pfade sind zwei wichtige Faktoren bei der Zellproteostase und ihr Zusammenspiel steht vermutlich mit Neurodegeneration im Zusammenhang. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekt SAND, das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt wurde, haben Forschende diese zwei Pfade untersucht, um die Auswirkungen bei neurodegenerativen Erkrankungen zu verstehen. „Der Hauptgrund, aus dem wir uns auf die Rolle der Sekretion und Autophagie bei neurodegenerativen Krankheiten (SAND, Secretion and Autophagy in Neurodegenerative Disease) konzentriert haben, war, Wissen über die Mechanismen bei der Entwicklung von diesen Krankheiten zu generieren, um so möglicherweise Behandlungsziele zu finden“, sagt Anne Simonsen, Leiterin des Autophagy Lab am Institut für Krebsforschung am Universitätskrankenhaus Oslo. Über das Projekt wurde ein neues Schulungsnetzwerk eingerichtet, damit eine neue Generation an Forschenden die notwendigen Kompetenzen erwerben kann, die Proteostaseregulierung zu untersuchen und an der wachsenden Bedrohung durch neurodegenerative Krankheiten zu arbeiten. Das SAND-Netzwerk besteht aus 15 Begünstigten aus 11 Ländern in Europa sowie 12 nicht finanzierten Partnerorganisationen aus 9 Ländern.
Ausbildung von Nachwuchsforschenden
Fünfzehn Nachwuchsforschende wurden für das Projekt angeworben und an Forschungsprojekten im Bereich Sekretion und/oder Autophagie beteiligt. Sie nahmen auch an zahlreichen Schulungsaktivitäten des SAND-Projekts teil. Darüber hinaus wurden sie an andere Labors im Netzwerk oder Partnerorganisationen entsendet, um die Forschung zu stärken und Beziehungen in der Gemeinschaft aufzubauen. Zu den Forschungszielen gehörten: die grundlegenden Mechanismen der Autophagie und Sekretion und ihre Wechselwirkungen aufdecken; den Einfluss dieser Mechanismen auf neurodegenerative Erkrankungen klären und neue Wirkstoffziele und diagnostische Marker zur Behandlung bestimmen.
Kompetenzaufbau und wichtige Ergebnisse
Über das SAND-Netzwerk wurde erfolgreich eine neue Generation an Nachwuchsforschenden mit wichtigen wissenschaftlichen und übertragbaren Kompetenzen für eine Laufbahn in der Wissenschaft oder Industrie ausgestattet. „Die Nachwuchsforschenden von SAND haben auch Ergebnisse erzielt, die über den aktuellen Stand hinausgehen. Sie haben neue Aspekte der Autophagie und Sekretion erkannt, Mechanismen der Proteinaggregatbildung bestimmt und neue Verbindungen gefunden, die diese Prozesse beeinflussen“, ergänzt Simonsen. Bisher wurden die Projektergebnisse in 25 internationalen, peer-reviewten Fachzeitschriften veröffentlicht. Mehrere Manuskripte sind in Arbeit. Zwölf der Nachwuchsforschenden haben ihre Dissertation verteidigt oder werden dies im Frühjahr 2025 erledigen. Außerdem wurde eine Promotionsstelle in einem Unternehmen im SAND-Netzwerk für dieses Frühjahr ergattert.
Die Forschung Europas zu neurodegenerativen Erkrankungen voranbringen
Bei der Forschung im SAND-Projekt wurden neue Regulatoren der Autophagie und Sekretion entdeckt, das Wissen zu Mechanismen der Proteinaggregatbildung vertieft und es wurden neue Zell- und Tiermodelle zur Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen entwickelt. Zudem wurden chemische Verbindungen charakterisiert, die Autophagie und Sekretion beeinflussen. „Bei SAND wurde eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und translationalen Anwendungen geschlagen, um den Weg für neue Behandlungsmöglichkeiten zu ebnen“, so Simonsen.
Schlüsselbegriffe
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